Воображаемая жизнь
Шрифт:
Такого рода «силовое» инженерное решение явно не подходит для «Дж. У.», который будет снабжён достаточным запасом топлива, чтобы удерживаться на заданной орбите в точке Лагранжа в течение 10 лет — это гораздо дольше, чем могут проработать охлаждающие жидкости. Вместо них «Дж. У.» сохранит холодным сложная конструкция, известная как теплозащитный экран. Полностью развёрнутый, этот экран размером с теннисный корт будет состоять из пяти слоёв плёнки с алюминиевым покрытием. Задумка состоит в том, что он будет поддерживать холод вокруг телескопа — и отражая тепло от внешних источников вроде Солнца и Земли, и отводя от телескопа тепло, создаваемое им самим. При работающем в полную силу теплозащитном экране температура телескопа будет достаточно низкой, чтобы излучение самого «Дж. У.» не искажало данные,
Итак, что же мы можем ожидать узнать о жизни на экзопланетах, как только «Дж. У.» будет успешно развёрнут и угнездится на своей орбите в точке Лагранжа? Основными преимуществами этого прибора будут (1) высокое разрешение, обусловленное его большими размерами, и (2) его способность обнаруживать излучение вплоть до длинных инфракрасных волн. Эти возможности позволят телескопу исследовать атмосферы экзопланет в поисках признаков поглощения инфракрасного света специфическими молекулами, которые могут указывать на присутствие жизни — как мы уже обсуждали это в главе 5. В некоторых случаях «Дж. У.» может даже напрямую получить изображения экзопланеты, а в другое время он будет использовать анализ транзита планет, который мы уже описали. Вопрос о том, сможем ли мы истолковать такого рода данные как несомненное обнаружение жизни, может, по нашему мнению, остаться без ответа в обозримом будущем.
Поскольку мы говорим о новых телескопах, мы должны упомянуть TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), запущенный НАСА в 2018 году, и «Хеопс» (CHEOPS — Characterising ExOPlanet Satellite), запуск которого запланирован Европейским космическим агентством в 2019 году[17]. Оба этих космических телескопа будут проводить подробные наблюдения за близлежащими экзопланетами.
SETI
Поиск внеземного разума (the search for extraterrestrial intelligence — SETI) продолжается уже давно. Он начался в конце 1950-х годов, когда учёные поняли, что наши новые радиотелескопы позволят нам обнаруживать радиосигналы, посылаемые другими технологически развитыми цивилизациями нашей галактики — конечно, при условии, что эти сигналы были посланы. С тех пор поиски продолжаются — иногда при поддержке правительства, но обычно без неё.
Исходный довод в пользу поиска внеземного разума основывался на технологии середины 20 века, когда радио- и телевизионные сигналы транслировались без разбора во всех направлениях, в том числе в космос. Идея состояла в том, чтобы мы могли прослушивать чужие передачи. Или же, как вариант, вполне возможно, что кто-то вне Земли пытался связаться с нами, и в этом случае радиотелескопы в настоящее время дали нам возможность «снять трубку».
Лучшая аналогия для проведения поиска в рамках проекта SETI — это поиск определённой радиостанции в незнакомом городе: вы настраиваетесь на одну частоту, некоторое время слушаете, затем настраиваетесь на другую. Точно так же зондирование определённой звезды или планетной системы в рамках SETI должно «перебрать» весь спектр радиочастот — это масштабный проект. Иногда учёные утверждают, что инопланетяне выберут для общения определённую частоту (популярным выбором была так называемая 21-сантиметровая [8 дюймов] линия водорода) и что из-за этого мы должны исследовать только такие частоты. Конечно, проверка меньшего количества частот облегчает поиск, но она также затрудняет интерпретацию отрицательного результата: вы не можете определить, отсутствует ли сигнал вообще, или же присутствует, но не на той частоте, которую вы прослушиваете.
Технический прогресс на Земле показал, что стратегия подслушивания страдает серьёзным недостатком. На заре проекта SETI предполагалось, что, как только технологически развитая цивилизация достигнет точки, когда она сможет осуществлять трансляции, она будет продолжать делать это в течение длительных периодов времени — тысяч или даже, по некоторым расчётам, миллионов лет. Но на самом деле
Мы можем подвести итог полувековой работы SETI одним предложением: мы не обнаружили никаких однозначных сигналов от внеземных цивилизаций. Точка. Объяснение этого так называемого «Великого молчания» остаётся одной из неразрешённых задач науки. Попутно отметим, что не всегда легко решить, имеет ли данный сигнал естественный источник или исходит от инопланетян. Например, когда были впервые замечены сигналы пульсара, астрономы, которые их обнаружили, назвали эти регулярно повторяющиеся радиоимпульсы «LGM-1»: это аббревиатура, означающая «маленькие зелёные человечки» ("little green men”).
Важнейшие научные вопросы
Если принять во внимание новые технологические возможности, которыми мы будем обладать в течение следующих нескольких десятилетий, то на какие вопросы мы захотим ответить? Ниже приведён неполный список направлений, по которым мы ожидаем осуществления исследований.
Каково определение жизни?
В главе 3 мы увидели, как трудно дать определение жизни, даже если мы ограничиваем свои усилия лишь нашей планетой. Если мы собираемся отправиться в космос на поиски жизни, у нас должно быть, как минимум, чёткое представление о том, что мы ищем. Это проблема, стоящая на границе между наукой и философией. Например, определение биологической жизни может обращать внимание на присутствие сложных биомолекул, тогда как определение небиологической жизни может обращать внимание на сложность структур.
Что это значит — сказать, что планета пригодна для жизни? ЗООЗ как область, определяемая наличием на поверхности планеты жидкой воды в стабильном состоянии — это слишком консервативное и ограниченное понятие. Новое определение должно учитывать возможность обнаружения жизни под землёй или в океанах подо льдом, а также на поверхности или внутри лун, вращающихся вокруг планет, как мы видели в случае Европы в главе 7. Кроме того, мы почти ничего не знаем об условиях, необходимых для существования неорганической жизни, поэтому для данного явления определение «жизнепригодности» ещё предстоит сформулировать.
Как мы можем обнаружить жизнь на экзопланетах?
В главе 5 мы обсудили трудности, возникающие в ходе поиска однозначных свидетельств жизни на других планетах — даже на Марсе, который находится в нашей Солнечной системе, и на поверхность которого мы уже посадили свои марсоходы. А как обстоят дела с действительно далёкими планетами, находящимися за пределами нашей Солнечной системы? Ни один из телескопов, которые выйдут в онлайн в следующем десятилетии, не позволит нам провести такие измерения, которые смогли бы дать однозначный ответ на вопрос о том, есть ли жизнь на этих планетах, хотя они предоставят нам более точные данные. Существуют ли ещё не использованные измерения, которые мы могли бы провести, чтобы решить эту проблему?
Как мы можем обнаружить развитые цивилизации на экзопланетах?
Обнаружение инопланетных цивилизаций — это классическая ситуация, когда «есть две новости: хорошая и плохая», и успех в поиске зависит от того, насколько они развиты технически. Как мы уже видели, непреднамеренные передачи сигналов в эфир, скорее всего, прекратятся, как только цивилизация разработает оптические волокна. Аналогичным образом то промышленное загрязнение, которое пропитывает атмосферу Земли (и легко обнаруживается издалека), у более развитой цивилизации может отсутствовать. Иными словами, если такая цивилизация не хочет быть обнаруженной, мы, вероятно, даже не узнаем о ней.