Как теоретически обнаружить инопланетную жизнь

Поиск жизни на других планетах осложняется тем, что она может выглядеть совершенно иначе, чем на Земле. Образцы пород с Марса вряд ли будут содержать узнаваемые окаменелости или другие очевидные признаки организмов.

"Там могут быть формы жизни, которые бросают вызов нашему воображению", — говорит Михаил Тихонов, доцент физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе.

Вместо поиска конкретных молекул, связанных с известной нам жизнью, в статье в Nature Communications Тихонов и его соавтор Акшит Гойал предлагают искать характерные закономерности в распределении энергии.

Что такое жизнь? Основное определение

Хотя мы ничего не знаем о возможном облике инопланетной жизни, есть два общепризнанных критерия:

  1. Живые существа должны потреблять и преобразовывать энергию.
  2. Они должны уметь размножаться.

Кроме того, любая форма жизни вряд ли будет существовать изолированно — она будет частью экологического сообщества, конкурирующего за ресурсы.

Почему недостаточно искать органические соединения?

  • Органические соединения (например, C6H12O6) могут образовываться и без участия биологических процессов.
  • Нет оснований полагать, что инопланетная жизнь будет использовать те же молекулы, что и земная.

Новый подход: поиск энергетических паттернов

Химические соединения содержат разное количество запасённой энергии. На Земле живые организмы расщепляют высокоэнергетические соединения (например, глюкозу) на низкоэнергетические продукты (например, CO2).

Жизнь стремится сначала утилизировать соединения с наибольшей энергией. Организмы, потребляющие более богатые энергией ресурсы, вытесняют остальных. Это приводит к формированию особого типа слоистости, где соединения расположены в порядке убывания энергосодержания.

"Неважно, как выглядят организмы — если есть самовоспроизведение и экологическая конкуренция, мы ожидаем формирования именно такого паттерна".

Слоистые структуры могут создаваться и неживыми процессами. Но только жизнь заботится об энергии таким образом, поэтому энергетически упорядоченная слоистость была бы особым признаком. На Земле такие паттерны распространены. Если порода с Марса или другого мира покажет аналогичную картину, это будет веским доказательством присутствия жизни.

Насколько странной может быть инопланетная жизнь?

Как теоретик, Тихонов рассматривает различные возможности: жизнь может работать в совершенно ином масштабе — например, километровое существо, парящее в атмосфере далёкой планеты. Возможности безграничны, что и делает этот поиск таким увлекательным.