LVIV.COM

На якій відстані одна до одної можуть бути дві інопланетні цивілізації?

На якій відстані одна до одної можуть бути дві інопланетні цивілізації?

На Землі є всі необхідні умови для розвитку розумного життя. Однак, якщо десь близько до нас і є інша розвинена цивілізація, то знаходиться вона на відстані кількох світлових років. Та це зовсім не означає, що така ситуація – правило для Всесвіту.


Перекладено з Naked Science

Можна сказати, що тут, на планеті Земля, на орбіті навколо Сонця, ми – єдина розумна форма життя. Є ймовірність, що в Сонячній системі існувала раніше або існує зараз якась мікробна форма життя, але якщо говорити про складне, диференційоване й багатоклітинне життя, то мешканці нашої рідної планети більш розвинені, ніж те, що ми можемо знайти в околицях нашої зірки. Якщо якусь іншу планету і населяють розумні істоти, то вони знаходяться принаймні в чотирьох світлових роках від нас. Але чи всі можливі розумні істоти в Галактиці живуть в таких же умовах?

Для зародження життя еволюції необхідно провести чимало роботи, але його компоненти розсіяні буквально всюди в космосі. Навіть якщо шукати тільки форми життя, хімічно подібні до нас, Всесвіт повен всіляких ймовірностей.

Перш за все необхідно утворити досить важкі елементи, щоб сформувалися кам’янисті планети, органічні молекули й будівельні блоки життя. Нічого цього в новонародженому Всесвіті не було. В результаті Великого вибуху він майже повністю складався з водню і гелію; в ньому не було вуглецю, кисню, азоту, фосфору, кальцію, заліза або будь-яких інших складних елементів, необхідних для життя. Для отримання таких елементів необхідно, щоб багато поколінь зірок прожили своє життя, витратили паливо, загинули під час вибухів наднових, а потім новостворені елементи були б перероблені в наступних поколіннях зірок. Щоб утворилися найважчі елементи, багато з яких необхідні для життєвих процесів на Землі у величезних кількостях, необхідні зіткнення нейтронних зірок. І все це вимагає чимало часу.

Туманность Омега, известная как М 17, — активная область звездообразования / © ESO/VST

Туманність Омега, відома як М-17, – активна область зореутворення / © ESO / VST

Попри те що Земля сформувалася більш ніж через дев’ять мільярдів років після Великого вибуху, Всесвіту не потрібно було чекати так довго, щоб у ньому зародилося життя. Існують три зіркові населення:

Населення I: Зірки, подібні до Сонця, 1-2% елементів яких важчі від водню й гелію. В результаті обробки цього матеріалу утворюються зоряні системи, в яких є як газові гіганти, так і здатні до підтримки життя кам’янисті планети.

Населення II: В основному старіші й чистіші зірки. У них може бути всього 0,001-0,1% важких елементів, а більшість їхніх планет – газоподібні світи, що скоріш за все, занадто примітивні та з надто низьким вмістом важких елементів для виникнення життя.

Населення III: Перші зірки у Всесвіті, в яких взагалі немає важких елементів. Такі об’єкти наразі не виявили, але теоретично – це найперші з усіх зірки.

При вивченні найбільш ранніх галактик за допомогою найпотужніших телескопів буде видно, що в них в основному присутні зірки населення II. Трохи ближче до нас знаходяться галактики, наповнені сумішшю старих і молодих зірок, які або багаті «металами» або практично не містять їх.

Найцікавішим випадком вважається система Kepler-444. Це зірка населення I (і навколо неї обертаються планети), але вона старша за нашу систему. Тоді як Земля утворилася близько 4,5 мільярда років тому, вік Kepler-444 – 11,2 мільярда років. Отже, Всесвіт цілком міг утворити світ, схожий до нашого, дуже рано – принаймні на сім мільярдів років раніше появи нашої планети. З огляду на цю можливість і той факт, що області на кшталт центру Галактики утворили більше важких елементів, ніж наш регіон, вкрай швидко, цілком ймовірно, що у Всесвіті є місця (і цілком можливо, навіть в Чумацькому Шляху), більш схильні до появи розумного життя, ніж система Сонце – Земля.

Молекулы сахара, окружающие молодую солнцеподобную звезду. Редкие ингредиенты для жизни могут существовать повсюду, но не каждая содержащая их планета разовьет жизнь / © ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/L. Calçada/NASA/JPL-Caltech/WISE Team

Молекули цукру, що оточують молоду сонцеподібну зірку. Рідкісні інгредієнти для життя можуть існувати всюди, але не на кожній планеті, що їх містить, розвинеться життя / © ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / L. Calçada / NASA / JPL-Caltech / WISE Team

Отже, з огляду на все відоме нам на сьогодні про те, де можуть перебувати зірки, в системах яких може зародитися життя, наскільки близько дві інопланетні цивілізації можуть розташовуватися одна до одної? Де нам варто їх шукати? І якою була б відповідь за інших обставин? Розглянемо основні можливості.

Система TRAPPIST-1 в представлении художника на отражающей поверхности. Вероятность присутствия воды на каждой планете системы представлена инеем, каплями воды и паром. Однако неизвестно, есть ли в каком-либо из этих миров атмосфера, или же ее давно сдуло звездой. Одно можно сказать наверняка: потенциально обитаемые миры расположены очень близко друг к другу — на расстоянии около одного миллиона километров / © NASA/R. Hurt/T. Pyle

Система TRAPPIST-1 в баченні художника. Імовірність присутності води на кожній планеті системи представлена інеєм, краплями води і парою. Однак невідомо, чи є в будь-якому з цих світів атмосфера – чи її давно здуло зіркою. Одне можна сказати напевно: потенційно населені світи розташовані дуже близько одне до одного – на відстані близько одного мільйона кілометрів / © NASA / R. Hurt / T. Pyle

Та ж зоряна система

Без перебільшення можна сказати, що це справжня мрія. Ймовірно, що на ранніх етапах існування Сонячної системи на Венері, Землі ті Марсі (і, можливо, навіть на Теї – гіпотетичній планеті, що зіткнулася з Землею, в результаті чого утворився Місяць) були однакові сприятливі для життя умови. Швидше за все, їхня кора й атмосфера були наповнені інгредієнтами для життя й на них була рідка вода. І Венера, і Марс при максимальному зближенні з Землею підходять до неї на відстані в десятки мільйонів кілометрів: Венера на 38 мільйонів кілометрів, а Марс – на 54 мільйони. Однак в системі зірки класу М (червоний карлик) відстані між планетами набагато менші – всього один мільйон кілометрів між потенційно населеними планетами, наприклад в системі TRAPPIST-1. У разі подвійних планет ця відстань може бути ще меншою. Якщо життя досягне успіху в подібних умовах, то чому б йому не зародитися двічі практично в одному і тому ж місці?

Глобулярний кластер

Глобулярні кластери – масивні скупчення приблизно з сотень тисяч зірок, що знаходяться у сфері радіусом в декілька десятків світлових років. У зовнішніх регіонах зорі зазвичай розташовуються на відстані одного світлового року одна від одної, але у внутрішніх регіонах найщільніших кластерів відстані між зірками можуть бути не більші, ніж відстань між Сонцем і поясом Койпера. Орбіти планет всередині цих зоряних систем повинні бути стабільні навіть в таких умовах, а з огляду на те, що науці відомі глобулярні кластери набагато молодші, ніж система Kepler-444, в них можуть бути хороші кандидати для життя з відповідними для проживання умовами. Всього кілька сотень астрономічних одиниць – дуже невелика відстань для двох цивілізацій.

Снимок галактического центра Млечного Пути в ближнем инфракрасном диапазоне с высоким разрешением. Благодаря тому, что длины волн ближнего красного диапазона пробиваются через плотную пыль между Землей и галактическим центром, можно увидеть эти сверхскопления, все звезды которых довольно молоды / © Gemini Observatory

Знімок галактичного центру Чумацького Шляху в ближньому інфрачервоному діапазоні з високою роздільною здатністю. Завдяки тому, що довжини хвиль ближнього червоного діапазону пробиваються через щільний пил між Землею і галактичним центром, можна побачити ці надскупчення, всі зірки яких досить молоді / © Gemini Observatory

Околиці галактичного центру

У міру наближення до центру галактики зростає і зоряна щільність (кількість зірок на один кубічний парсек). В межах декількох світлових років від центру ця щільність дуже висока – настільки, що може позмагатися з ядрами глобулярних кластерів. У певному сенсі галактичний центр є куди більш щільним середовищем з його величезними чорними дірами, неймовірно масивними зірками й новими зороутворюваними кластерами – всього цього в глобулярних кластерах немає. Однак, якщо подивитися на центр Чумацького Шляху, виявиться, що більшість зірок, що знаходяться там, відносно молоді. Можливо, це пояснюється мінливістю того середовища і суворими умовами існування (чорні діри запросто розривають зірок-компаньйонів), але зірки там рідко досягають навіть мільярда років. Незважаючи на підвищену щільність, у цих зірок навряд чи є розвинені цивілізації. Вони просто не встигають проіснувати досить довго для цього.

Щільний зоряний кластер в спіральному рукаві

Як щодо зіркових кластерів, які формуються в галактичній площині? Спіральні рукави щільніші, ніж типові області галактики, в яких найчастіше утворюються нові зірки. В зоряних кластерах, що збереглися з тих часів, часто перебувають тисячі зірок в області діаметром всього в декілька світлових років. Але, знову ж таки, зірки ненадовго затримуються в такому середовищі. Типовий відкритий зоряний кластер розпадається приблизно через кілька сотень мільйонів років, і тільки невелика частина таких об’єктів зберігається протягом мільярдів років. Зірки постійно рухаються всередину спіральних рукавів і з них (це стосується і Сонця). Хоча відстані між зірками в таких кластерах можуть бути від 0,1 до одного світлового року, їх навряд чи можна вважати придатними кандидатами для життя.

Логарифмическая диаграмма расстояний, показывающая для сравнения аппарат «Вояджер-1», Солнечную систему и ближайшую к ней звезду / © NASA/JPL-Caltech

Логарифмічна діаграма відстаней, що показує для порівняння апарат «Вояджер-1», Сонячну систему і найближчу до неї зірку / © NASA / JPL-Caltech

Міжзоряний простір

Звернімо увагу на те, що ми бачимо в наших околицях: відстані, що зазвичай складають кілька світлових років. При наближенні до центру Галактики ця відстань може скоротитися аж до 0,1 світлового року, як у відкритих кластерах. Але якщо скоротити відстані ще сильніше, то з’являються ті ж проблеми, що і в галактичному центрі: зіткнення, взаємодії та інші катастрофи, які, швидше за все, зруйнують стабільне середовище. Звичайно, іноді відстані бувають меншими, але типовий міжзоряний простір для цього навряд чи підійде. Кращий варіант в такому випадку – дочекатися, поки поблизу не пролетить інша зірка, а це відбувається приблизно один раз на мільйон років для типових зірок.

Хоча ніхто не очікує, що розумне інопланетне життя буде зустрічатися всюди у Всесвіті, як планети і зірки, проте кожен світ з відповідними умовами – це шанс для життя. Звичайно, нам ще потрібно дістатися навіть до найближчої системи – Проксима Центавра, що в чотирьох світлових роках від Землі – за допомогою зондів програми Breakthrough Starshot або чогось іншого, але шанс на виявлення життя по сусідству з нашою зоряною системою є – нехай і невеликий. І тільки прилетівши туди, ми зможемо напевно сказати – є там щось чи ні.

На якій відстані одна до одної можуть бути дві інопланетні цивілізації?

Тобі може бути цікаво:

Чи самотні ми у Всесвіті? Коротко про парадокс Фермі й рівняння Дрейка

➤ Архітектура для людей, або як столітні традиції працюють в сучасних житлових просторах

Твій Бро LVIV.COM

Ділись, Бро

Зараз читають