Журнал "Вокруг Света" №3 за 2001 год

Pro et contra: Совсем одни?

Существуют ли во Вселенной иные цивилизации?

Если да, то много ли их? Эти вопросы всегда завораживали человечество. Сейчас наконец появляется надежда определенно ответить на них. Недавние исследования позволили ученым сделать вывод, подтверждающий, что планеты, пригодные для обитания, есть и за пределами нашей Солнечной системы.

За последние пять лет обнаружено более тридцати похожих на Солнце звезд, имеющих планеты, по массе примерно равные Юпитеру. И хотя до сих пор в свитах таких звезд не открыто ни одной подобной Земле, астрономы вполне уверены, что число ее «близнецов» тоже велико.

Зарождение и развитие жизни невозможно без планет. Наличие их у дальних светил вроде бы убедительно подкрепляет ту точку зрения, что жизнь наполняет Вселенную. Это мнение опирается и на успехи в понимании того, как возникло и с какой скоростью развивалось все живое на Земле.

Древнейшее подтверждение существования жизни на нашей планете (а возможно, и во Вселенной) — ископаемые бактерии. Об их находке в австралийской горной породе, возраст которой 3,5 миллиарда лет, объявил в 1993 году Уильям Шопф из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес). Бактерии представляли собой достаточно развитые организмы — факт, свидетельствующий о долгой эволюции.

Самой же Земле всего 4,6 миллиарда лет. Выходит, жизнь на ней по геологическим меркам появилась очень быстро. Напрашивается вывод, что для природы этот шаг оказался относительно простым. Нобелевский лауреат биохимик Кристиан де Дюв высказал смелую мысль: «Жизнь почти обязана возникнуть... как только физические условия становятся подобны тем, что существовали на нашей планете около четырех миллиардов лет назад». Другими словами, есть основания верить, что наша Галактика «кишит» живыми существами.

Следует ли из этого, что велико и число технологических цивилизаций?

Как утверждают некоторые ученые, стоит возникнуть примитивной жизни, естественный отбор неизбежно заставит ее совершенствоваться, двигаясь к знаниям и технологиям. В верности такого мнения усомнился физик-ядерщик Энрико Ферми. В 1950 году он сформулировал резонный вопрос: если внеземные цивилизации — нечто вполне ординарное, то где же они, не должно ли быть очевидно само их присутствие? Это логическое построение получило известность как Парадокс Ферми.

У проблемы обнаружения цивилизаций два аспекта: способны ли нынешние средства поиска уловить радиосигналы, посылаемые из глубин космоса, и достаточно ли доказательств того, что инопланетяне когда-либо посещали Землю.

В 1960 году американские исследователи из Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин Бэнк, Западная Вирджиния, принимали сигналы с двух ближайших звезд. С тех пор проведено много сложных экспериментов и исследований, но никаких проявлений внеземного разума зафиксировать не удалось.

Спора нет, целенаправленное прощупывание Вселенной только началось и отсутствие успехов не может служить основанием для окончательного приговора: внеземных цивилизаций не существует. Парадокс Ферми становится очевидней, если попытаться осмыслить вероятное количество галактических цивилизаций, как существующих, так и существовавших. Один из ведущих экспертов в этой области, Пол Горовиц из Гарвардского университета, предположил, что в пределах 1000 световых лет от Солнца, в пространстве, где находится примерно миллион подобных ему звезд, есть по крайней мере одна радиопередающая цивилизация. Если это так, то всю нашу Галактику «населяет» около тысячи цивилизаций.

Цифра внушительная. Предположим, продолжительность существования таких цивилизаций не была очень длительной. Тогда получается, что огромное их число зародилось и исчезло за время жизни нашей Галактики.

Считается, что среднее количество существующих цивилизаций в каждый момент времени равно произведению скорости их образования на среднюю продолжительность их жизни. Скорость образования можно приблизительно определить, разделив общее количество всех когда-либо существовавших цивилизаций на возраст нашей Галактики (примерно 12 миллиардов лет). Допустим, цивилизации формируются с постоянной скоростью и живут в среднем по тысяче лет. В таком случае существование тысячи цивилизаций в настоящий момент означает наличие примерно 12 миллиардов технически развитых цивилизаций. Неправдоподобно много! И оттого Парадокс Ферми становится очевидным. Разве возможно, чтобы миллиарды цивилизаций (или хотя бы одна-единственная из них!) не оставили никаких свидетельств своего существования?

Большинство ученых исходит из того, что нет никаких безусловных доказательств посещения нашей планеты представителями иных цивилизаций. И что бы ни думали об НЛО люди, можно констатировать: Земля пока не захвачена инопланетянами.

Есть четыре способа примирить факт отсутствия следов внеземного разума с распространенным мнением о том, что высокоразвитые цивилизации будто бы обычное явление во Вселенной. Во-первых, возможно, что для их представителей межзвездные перелеты неосуществимы. Если это так, то инопланетяне никогда не попадут на Землю. Во-вторых, не исключено, что внеземные цивилизации активно исследуют Галактику, но пока просто не добрались до нас. В-третьих, возможно, они осознанно отказались от межзвездных перелетов. И, наконец, в-четвертых, проявляя активность в окрестностях Земли, от контактов с нами они пока воздерживаются.

Первое объяснение не выдерживает никакой критики. Ни один из известных законов физики не противоречит возможности межзвездных перелетов. Сейчас, на заре космической эры, инженеры знают, что можно достичь скорости, равной 10 — 20 % световой, и добраться до ближайших звезд за десятилетия.

По той же причине представляется сомнительным и второе объяснение. Любая цивилизация, обладающая ракетными технологиями, способна колонизировать нашу Галактику в очень короткий по космическим меркам срок. Представим себе, как пошло бы освоение ею ближайших планетных систем. Обосновавшись на одной планете, колонисты продвигались бы все дальше и дальше. Число колоний возрастало бы в геометрической прогрессии.

Предположим, что расстояние между колониями равняется десяти световым годам, скорость кораблей — десяти процентам от скорости света, а период между основанием колонии и отправлением из нее новых переселенцев составляет четыреста лет. В этом случае волна колонизации должна распространяться со скоростью 0,02 светового года в год (такая единица измерения скорости не покажется необычной, если помнить, что световой год — мера расстояния, путь, который проходит свет за год. — Прим. ред.). Радиус нашей Галактики — сто тысяч световых лет. На полную ее колонизацию потребовалось бы не больше пяти миллионов лет. Это всего 0,05 % от возраста Галактики. В сравнении со многими астрономическими и биологическими процессами — небольшой отрезок времени. Самый неопределенный фактор — время, необходимое на обустройство колонии, то есть до очередного «скачка». Разумный верхний предел может составлять около пяти тысяч лет — столько, сколько потребовалось человечеству на путь от первых городов до космических ракет. Если остановиться на этой цифре, то полное освоение Галактики заняло бы пятьдесят миллионов лет и самая высоко технически развитая цивилизация, способная и желающая занять нашу Галактику, сделала бы это. В принципе такое могло случиться уже миллиарды лет назад, когда населенная только микроорганизмами Земля была беззащитна перед вторжением извне. Но никакие факты (ни физической, ни химической, ни биологической природы) не подтверждают того, что вторжение на Землю когда-либо происходило.

Любая попытка разрешить Парадокс Ферми должна основываться на возможности различных вариантов поведения других цивилизаций. Положим, они способны уничтожить сами себя, отказаться от идеи колонизации Галактики, блюсти суровые запреты на контакты с примитивными формами жизни. Многие люди, в том числе и ученые, убежденные в существовании инопланетян, пытаются опровергнуть Парадокс Ферми, апеллируя к приведенным соображениям. Однако они сталкиваются с фундаментальной проблемой — предложенные объяснения правдоподобны, только если число внеземных цивилизаций невелико. Существуй в Галактике миллионы или миллиарды технологических цивилизаций, маловероятно, чтобы все они кончили самоуничтожением, обрекли себя на оседлость или приняли одни и те же правила в отношении менее развитых форм жизни. Достаточно, чтобы посланцы одной цивилизации начали осуществлять программу захвата Галактики.

Единственная такая цивилизация, о которой мы что-то знаем, — наша. Она пока еще не уничтожила себя, склонна к экспансии, не особо щепетильна в том, что касается контактов с другими живыми существами.

Вне зависимости от того, насколько миролюбиво, оседло или необщительно большинство внеземных цивилизаций, у них есть мотивы для межзвездной миграции. По крайней мере один: звезды не вечны. Сотни миллионов солнц, после того как на них исчез водород, превратились в красных гигантов и белых карликов. Представим себе, что вокруг этих звезд существовала разумная жизнь. Что с нею стало? Неужели все цивилизации смирились со своей неизбежной гибелью?

Очевидно, что технологические цивилизации довольно редкое явление во Вселенной. Одна из возможных причин этого — химический состав Галактики.

Жизнь на Земле и за ее пределами зависит от элементов тяжелее водорода и гелия — главным образом от углерода, азота и кислорода. Возникая в результате ядерной реакции в звездах, они постепенно накапливаются в космической среде, где рождаются новые звезды и планеты. Некогда концентрация этих элементов была ниже (а то и слишком низкой), что делало невозможным зарождение живых организмов. В отличие от других звезд в нашей части Галактики Солнце оказалось значительно богаче этими элементами, чем следовало ожидать, принимая в расчет его возраст. Не исключено, что Солнечная система получила неожиданное преимущество в плане зарождения и развития жизни.

Но этот аргумент не так неоспорим, как кажется поначалу. Ученым неизвестна пороговая масса тяжелых элементов, необходимая для жизни. Если достаточно хотя бы десятой доли имеющегося на Солнце (что выглядит правдоподобно), то жизнь могла возникнуть вокруг куда более старых звезд. Возьмем, к примеру, схожую с Солнцем звезду 47 Большой Медведицы — одну из тех, около которых были обнаружены планеты, близкие по массе к Юпитеру. Тяжелых элементов в ее составе так же много, как и у Солнца, но возраст ее — семь миллиардов лет. Жизнь, которая могла возникнуть в ее планетной системе, опережала бы нашу на 2,4 миллиарда лет. Миллионы таких старых «химически богатых» звезд наполняют нашу Галактику, как бы теснясь у ее центра. Выходит, химическая эволюция Галактики почти наверняка не объясняет Парадокса Ферми.

Более приемлемое объяснение подсказывает история живого на Земле. Жизнь существует на нашей планете едва ли не с момента ее возникновения. Однако многоклеточные организмы появились здесь всего около 700 миллионов лет назад, а до того (свыше трех миллиардов лет!) Землю населяли лишь одноклеточные. Такой временной интервал означает, насколько мала вероятность эволюции чего-либо более сложного, чем отдельная клетка. Поэтому переход к многоклеточным формам мог произойти лишь на малой части из существующих миллионов планет, освоенных одноклеточными организмами.

Можно возразить, что долгий период существования одних только бактерий был прелюдией к появлению на Земле животных. Похоже, столь длительное время понадобилось (и понадобится на необитаемых планетах), чтобы в результате фотосинтеза бактерии произвели достаточно кислорода для появления более сложных форм жизни. Но даже если многоклеточные организмы обитают на всех планетах, где есть жизнь, вовсе не следует, что они положат начало появлению разумных существ, тем более технологических цивилизаций.

Наглядная иллюстрация роли случайностей — судьба динозавров. Они преобладали на нашей планете 140 миллионов лет, но вряд ли когда-нибудь создали бы технологическую цивилизацию. Не исчезни они по случайной причине, жизнь на Земле могла бы эволюционировать совершенно по-другому.

До тех пор, пока мы получим их сигналы или, вероятнее всего, сможем четко ограничить число тех из них, что ускользнули от нашего внимания. Многообещающим представляется детальное исследование Марса с целью установить, существовала ли когда-либо на нем жизнь, а если нет, то почему. Надо ускорить разработку радиотелескопов, способных различать планеты размером с Землю вокруг близлежащих звезд, выявлять признаки жизни с помощью спектрального анализа их атмосферы. Необходимо создать технологии отбора проб в межзвездном пространстве.

Только систематические, последовательные исследования помогут понять, каково наше место во Вселенной.

Алекандр Светлов