Существует ли жизнь за пределами Земли? Существование других технологических цивилизаций весьма вероятно

Мы живем в золотой век исследования космоса. Ученые собирают огромные объемы новой информации и научных данных рекордными темпами. Однако старый вопрос остается без ответа: одиноки ли мы?

Новые технологии телескопов, включая космические инструменты, такие как телескоп Джеймса Уэбба, позволили обнаружить тысячи потенциально обитаемых экзопланет, которые могут поддерживать жизнь, подобную земной.

Детекторы гравитационных волн открыли новое направление в исследовании космоса, обнаруживая искажения пространства-времени, вызванные черными дырами и сверхновыми в миллионах световых лет от нас.

Частные космические компании ускорили эти достижения, создавая все более совершенные космические корабли и многоразовые ракеты, что знаменует новую эру в освоении космоса.

Миссия NASA OSIRIS-REx успешно совершила посадку на астероид Бенну, когда тот находился в 207 миллионах миль от Земли, и доставила образцы породы и пыли.

Несколько стран разработали возможность размещения роботов на Луне и Марсе, с планами отправить туда людей в будущем.

Центральным двигателем всех этих амбициозных начинаний остается фундаментальный вопрос о том, существует ли жизнь — или когда-либо существовала — в других частях Вселенной.

Определение жизни

Определить жизнь удивительно сложно. Хотя мы интуитивно распознаем живые организмы, точное определение остается неуловимым. Словари предлагают различные описания, такие как способность расти, размножаться и реагировать на стимулы. Но даже эти определения могут быть неоднозначными.

Более всеобъемлющее определение рассматривает жизнь как самоподдерживающуюся химическую систему, способную обрабатывать информацию и поддерживать состояние низкой энтропии (малой неупорядоченности или случайности).

Живым существам постоянно требуется энергия для поддержания молекулярной организации и высокоорганизованных структур и функций. Без этой энергии жизнь быстро пришла бы в хаос и упадок. Это определение охватывает динамичную и сложную природу жизни, подчеркивая ее способность адаптироваться и эволюционировать.

Жизнь на Земле, как мы ее сейчас понимаем, основана на взаимодействии ДНК, РНК и белков. ДНК служит чертежом жизни, содержа генетические инструкции, необходимые для развития, выживания и размножения организма. Эти инструкции преобразуются в сообщения, которые направляют производство белков — рабочих лошадок клетки, ответственных за множество функций.

Эта сложная система репликации ДНК, синтеза белка и клеточных процессов — все основанное на длинных цепочках молекул, связанных атомами углерода — фундаментальна для жизни на Земле. Однако Вселенная может содержать формы жизни, основанные на совершенно иных принципах и биохимии.

Нечто иное, чем углерод

Жизнь в других местах может использовать другие элементы в качестве строительных блоков. Кремний, со своим химическим сходством с углеродом, был предложен в качестве потенциальной альтернативы.

Если они существуют, кремниевые формы жизни могут демонстрировать уникальные характеристики и адаптации. Например, они могут использовать кремниевые структуры для поддержки, аналогичные костям или раковинам у углеродных организмов.

Хотя кремниевые организмы еще не найдены на Земле, кремний играет важную роль во многих существующих формах жизни. Это важный вторичный компонент для многих растений и животных, выполняющий структурные и функциональные роли. Например, диатомовые водоросли, тип водорослей в океане, имеют стеклянные клеточные стенки из прозрачного диоксида кремния (SiO₂).

Это не делает диатомовые водоросли кремниевыми формами жизни, но доказывает, что кремний действительно может выступать в качестве строительного блока живого организма. Но мы все еще не знаем, существуют ли вообще кремниевые формы жизни и как они могли бы выглядеть.

Происхождение жизни на Земле

Существуют конкурирующие гипотезы о том, как возникла жизнь на Земле. Одна гласит, что строительные блоки жизни были доставлены на метеоритах или внутри них. Другая — что эти блоки собрались спонтанно посредством геохимии в ранней среде нашей планеты.

Действительно, в метеоритах были обнаружены органические молекулы, включая аминокислоты, необходимые для жизни. Возможно, органические молекулы сформировались в глубоком космосе и затем были принесены на Землю метеоритами и астероидами.

С другой стороны, геохимические процессы на ранней Земле, такие как происходящие в теплых мелких водоемах или гидротермальных источниках на дне океана, также могли обеспечить необходимые условия и ингредиенты для возникновения жизни.

Однако ни одна лаборатория еще не смогла представить всеобъемлющий, определенный путь формирования РНК, ДНК и первой клеточной жизни на Земле.

Многие биологические молекулы являются хиральными, то есть существуют в двух формах, которые являются зеркальными отражениями друг друга, как левая и правая руки. Хотя лево- и правовращающие молекулы обычно производятся в природе в равных количествах, недавние анализы метеоритов выявили небольшой дисбаланс в пользу левовращающей формы — до 60%.

Эта асимметрия в органических молекулах космического происхождения также наблюдается во всех биомолекулах на Земле (белках, сахарах, аминокислотах, РНК и ДНК), что позволяет предположить, что она могла возникнуть из-за небольшого дисбаланса, доставленного из космоса. Это поддерживает теорию о том, что жизнь на Земле имеет внеземное происхождение.

Шансы на существование жизни

Небольшой дисбаланс в хиральности, наблюдаемый во многих органических молекулах, может быть индикатором того, что жизнь на Земле возникла в результате доставки органических молекул внеземной жизнью. Мы вполне можем быть потомками жизни, зародившейся в другом месте.

Уравнение Дрейка, разработанное астрономом Фрэнком Дрейком в 1961 году, предоставляет основу для оценки количества обнаруживаемых цивилизаций в нашей галактике.

Это уравнение включает такие факторы, как скорость звездообразования, доля звезд с планетами, и рассчитывает долю тех планет, где может возникнуть разумная жизнь. Оптимистичная оценка по этой формуле предполагает, что только в Млечном Пути может существовать 12 500 разумных инопланетных цивилизаций.

Главный аргумент в пользу внеземной жизни остается вероятностным: учитывая огромное количество звезд и планет, кажется крайне маловероятным, что жизнь не возникла бы в других местах.

Вероятность того, что человечество является единственной технологической цивилизацией в наблюдаемой Вселенной, считается менее чем один к 10 миллиардам триллионов. Кроме того, шанс развития цивилизации на любой отдельно взятой обитаемой планете лучше, чем один к 60 миллиардам.

При оценке в 200 миллиардов триллионов звезд в наблюдаемой Вселенной существование других технологических видов весьма вероятно, возможно, даже в пределах нашей галактики Млечный Путь.