Мы предполагаем, что жизнь во Вселенной распространена повсеместно. Но что, если это только мы?
Когда дело доходит до внеземной жизни, люди с оптимизмом полагают, что Вселенная богата. В конце концов, кажется, что на Земле нет ничего особенного, и жизнь не только закрепилась здесь, в нашем мире, но и развивалась, процветала, становилась сложной и дифференцированной, а затем разумной и технологически продвинутой. Если повсюду одни и те же ингредиенты и действуют одни и те же правила, не будет ли это ужасной тратой места, если мы одни?
Но на этот вопрос можно ответить не логикой или эмоциями, а только данными и наблюдениями. Хотя наши исследования выявили существование огромного количества планет-кандидатов на жизнь, нам еще предстоит найти ни одну, на которой, как известно, существуют разумные инопланетяне, сложная жизнь или даже простая жизнь. Во всей Вселенной человечество действительно может быть одиноким.
Поколение назад мы почти ничего не знали о планетах, существующих во Вселенной за пределами нашей Солнечной системы. Мы знали тогда - и знаем сейчас , что только в нашем Млечном Пути сотни миллиардов звезд, и думали, что во всей видимой Вселенной есть сотни миллиардов галактик. (Теперь мы знаем, что в нашей наблюдаемой Вселенной более 2 триллионов галактик.)
Все говорят, что в наблюдаемой Вселенной около 10²⁴ звезд. В течение очень долгого времени все, что мы могли делать, это размышлять о том, есть ли вокруг них планетные системы. Мы не знали, какая часть планет может быть размером с Землю; мы не знали, каковы будут их орбитальные расстояния от их звезд; мы не знали, насколько обычным или редким может быть мир, подобный нашему.
Но за последние 30 лет ландшафт науки об экзопланетах безвозвратно изменился.
Сочетание прямых изображений, исследований лучевых скоростей и измерений транзитных экзопланет произвело революцию в том, что, как мы знаем, существует. Во главе с ныне несуществующей миссией НАСА «Кеплер» мы так много узнали о том, что там, в том числе:
- где-то между 80-100% звезд есть планеты или планетные системы, связанные с ними,
- примерно 20-25% этих систем имеют планету в «обитаемой зоне» своей звезды или подходящее место для образования жидкой воды на их поверхности,
- и примерно 10-20% этих планет по размеру и массе подобны Земле.
Значительная часть звезд (около 20%) также относится к классам K, G или F: по массе, светимости и продолжительности жизни подобна Солнцу. Если сложить все эти числа вместе, то во Вселенной существует около 10²² планет, потенциально похожих на Землю, с подходящими условиями для жизни на них. Только в нашем Млечном Пути могут быть миллиарды планет с земными шансами на существование жизни.
Но знать, что птица в кустах, не то же самое, что держать ее в руках. Точно так же наличие планеты с сырыми ингредиентами для жизни и условиями, подобными тем, что были в первые дни существования Земли, не обязательно гарантирует, что на такой планете возникнет жизнь. Даже если жизнь действительно возникнет, каковы шансы, что она сохранится, будет процветать, станет сложной и дифференцированной? И помимо этого, как часто он становится интеллектуальным, а затем технологически продвинутым?
Учитывая все события и обстоятельства, произошедшие за последние 4,5 миллиарда лет - включая эволюционные перипетии, произошедшие в результате кажущихся случайными процессов - можно с уверенностью сказать, что именно так развивалась жизнь на Земле космологически уникальна. А как насчет жизни, сложной жизни или вообще технологически развитой жизни?
Если мы требуем, чтобы мы были научно честными и скрупулезными, и смотрели на доказательства без суждений в оптимистическом или пессимистическом направлении, это действительно предел того, что мы можем сказать о шансах жизни. в другом месте обеспокоены. Наши надежды и опасения относительно существования инопланетян, одиночества в космосе или любого другого пункта в спектре возможностей не имеют убедительных доказательств, чтобы поддержать или опровергнуть их.
Хотя сейчас может быть интересно рассуждать о тысячах космических цивилизаций в Млечном Пути или о разумных инопланетянах, видоизменяющих свой космический задний двор или преднамеренно скрывающихся от Земли, доказательств этому просто нет. Выдвижение гипотезы о множестве возможностей, которые не были исключены, может быть умным упражнением, которое когда-нибудь приведет к большему знанию, но сегодня мы не можем сказать о них ничего определенного.
Все, что мы знаем, это то, что если планета, похожая на Землю, была сформирована в далеком прошлом, должны были произойти три больших шага, которые должны были произойти, чтобы получить узнаваемо развитую цивилизацию, подобную нашей.
1. Жизнь должна каким-то образом возникнуть из неживогоЭто проблема абиогенеза, или происхождения жизни из неживых молекул-предшественников. Переход от сырых ингредиентов, связанных с органическими процессами, к чему-то, что классифицируется как жизнь, что означает наличие метаболизма, реакцию на внешние раздражители, рост, адаптацию, эволюцию и размножение - это первый большой шаг.
Это произошло по крайней мере один раз, более 4 миллиардов лет назад, в нашем мире. Произошло ли это где-то еще в нашей Солнечной системе? В нашей галактике? Во Вселенной? Мы понятия не имеем, как часто из многомиллиардных планетных кандидатов в нашей галактике или из 10²² кандидатов в видимой Вселенной это могло происходить.
2. Жизнь, должно быть, процветала и развивалась, чтобы стать многоклеточной, сложной и дифференцированной В течение миллиардов лет жизнь на Земле была одноклеточной и относительно простой, а ошибки копирования от одного поколения к другому обеспечивали подавляющее количество изменчивости организмов. Везде, где ресурсов много, эту экологическую нишу заполняют простейшие организмы, которые первыми воспользуются ими. В большинстве случаев они находят способ упорствовать.
Только когда что-то меняется, например доступность ресурсов, выживаемость окружающей среды или конкуренция, происходит вымирание, оставляя открытой возможность для нового организма занять видное место. События вымирания и давление отбора привели к многим важным эволюционным шагам на Земле: поглощение ДНК, эукариотические организмы, многоклеточность и половое размножение, среди прочего. Это могло быть неизбежным событием на планете с жизнью, или это могло быть ультраредким событием, которое случалось много раз на Земле. Мы не знаем.
3. Разумная жизнь должна была развиться, с правильными чертами, чтобы также стать технологически продвинутой цивилизацией. Это может быть шаг с самой большой неопределенностью из всех. Прошло более 500 миллионов лет после кембрийского взрыва, и только за последние несколько сотен лет жизнь на Земле достигла технологически развитого состояния, которое внеземной наблюдатель признал бы признаком разумной жизни.
Мы можем транслировать наше присутствие во Вселенную; мы можем выйти за пределы нашего родного мира с помощью космических зондов и пилотируемых космических программ; мы можем искать и слушать другие формы разума во Вселенной. Но у нас нет известных примеров успеха на этом фронте в нашей Вселенной за пределами нашей собственной планеты. Жизнь, подобная нам, может быть обычной, или мы можем быть единственным примером в пределах нашей обозримой Вселенной.
Представление о том, что мы можем количественно оценить шансы возникновения разумной жизни в нашей Вселенной на основе научных знаний, которыми мы располагаем сегодня, устарело: оно восходит как минимум к середине 20-го века. Энрико Ферми, в честь которого назван знаменитый парадокс Ферми, утверждал, что такие оценки привели к представлению о том, что разумная жизнь во Вселенной должна быть обычным явлением, так где же все?
Уравнение Дрейка было известным способом параметризации нашего невежества, но мы по-прежнему остаемся в неведении относительно присутствия инопланетной жизни и инопланетного разума. Предполагаемые решения включали:
- что они есть, но мы плохо слушаем,
- что разумная жизнь самоуничтожается слишком быстро, чтобы поддерживать технологически развитое состояние очень долго,
- что разумная жизнь распространена, но обычно предпочитает изоляцию,
- что Земля исключена намеренно,
- что межзвездная передача или путешествие слишком сложны,
- или что инопланетяне уже здесь, но предпочитают оставаться скрытыми от нас.
Эти предлагаемые решения обычно не учитывают самый очевидный вариант: что один из трех вышеперечисленных шагов труден, и что когда дело доходит до разумной жизни во всей Вселенной, это только мы.
Наши научные открытия привели нас к замечательному моменту в поисках знаний о нашей Вселенной. Мы знаем, насколько велика Вселенная, сколько в ней звезд и галактик, какая часть звезд подобна Солнцу, имеет планеты размером с Землю и имеет планеты на орбитах, потенциально пригодных для жизни. Мы знаем, что ингредиенты для жизни есть повсюду, и мы знаем, как жизнь развивалась, процветала и породила нас здесь, на Земле.
Но как вообще возникла жизнь, и насколько вероятно, что планета разовьет жизнь из неживого? Если жизнь действительно возникает, насколько вероятно, что она станет сложной, дифференцированной и разумной? И если жизнь достигнет всех этих вех, насколько вероятно, что она станет космической или иным образом технологически продвинутой, и как долго проживет такая жизнь, если она возникнет? Ответы могут быть где угодно, но мы должны помнить о самой консервативной возможности из всех. Во всей Вселенной, пока у нас нет доказательств обратного, единственным примером жизни можем быть мы сами.