Загадки астрономии
Шрифт:
Таким образом, из газов, простых элементов, молекулярного сырья и энергии электрических разрядов в лаборатории природы была создана живая протоплазма. Некоторые ученые считают, что источником энергии послужило ультрафиолетовое излучение Солнца; другие предполагают, что первичная атмосфера имела иной состав, или постулируют другой путь превращения исходных соединений в макромолекулы, наполнившие океаны органической массой; тем не менее основной ход рассуждений и в этом случае остается прежним.
Космическая эра внесла в представления о происхождении жизни свои поправки, волнующие человеческое воображение.
Загадка 2. Какова
Ученые подозревают, что иногда частицы высокой энергии «высыпаются» из радиационных поясов в околополярные области земной атмосферы, вызывая явление полярных сияний. Именно эта огромная энергия, «нагнетаемая» в атмосферу, а не ультрафиолетовое излучение или вспышки молний могла послужить той искрой, которая вызвала появление первичных биохимических «кирпичей». Поскольку радиационные пояса — космический источник радиоактивности, то, согласно этой гипотезе, жизнь обязана своим происхождением ядерной энергии и человек, в конце концов, — «порождение космоса».
Загадка 3. Космическое пространство — инкубатор жизни?
Бергер (фирма «Дженерал дайнэмикс») поставил эксперимент, подтверждающий, что энергия космических лучей вызвала появление сложных органических молекул в первичной атмосфере Земли. Он взял смесь метана, аммиака, водорода и водяных паров, но замороженную до твердого состояния при температуре –230°, как вещество комет или «ледяные» осколки в космической пустоте.
Затем в течение 200 секунд смесь облучалась искусственными космическими лучами — потоком протонов из циклотрона; таким образом копировались условия в межзвездном пространстве. Химический анализ обнаружил следы мочевины, уксусной кислоты и ацетона — органических веществ, связанных с процессами жизни. Очевидно, что даже предельно низкая температура межзвездного пространства не остановит всех химических реакций и непрерывная длительная бомбардировка таких замерзших газов излучением звезд привела бы к тому, что во Вселенной постоянно синтезировались бы в больших количествах органические вещества.
Идея Бергера состоит в том, что, если глыбы межзвездного льда приближаются к звезде, ее излучение вызывает образование сложных органических соединений, таких, как аминокислоты. Если эти глыбы впоследствии упадут как метеориты на какую-нибудь планету под действием ее притяжения, то накопившиеся органические молекулы становятся «семенами жизни». Если на планете достаточно воды и тепла, может зародиться жизнь и начнется ее эволюция.
Многие ученые ставят под сомнение гипотезу Бергера. Они считают, что при температуре и плотности излучения, имеющих место в межзвездном пространстве, синтез органических молекул невозможен. Кроме того, эта гипотеза противоречит традиционным представлениям. Выходит, что колыбелью жизни на Земле (и любой планете) было не море, а «мертвое» космическое пространство, орошающее планеты, как тучи дождем, «добиологическим» веществом. А так как метан, аммиак, водород и водяной пар не редкость во Вселенной, пронизанной вездесущими космическими лучами, то органические молекулы образовывались, образуются и выпадают на планеты любой планетной системы каждой галактики.
Загадка 4. Существуют ли планеты в окрестностях других звезд?
Если наше Солнце и девять его планет образуют единственную планетную систему и если Земля — единственная планета, условия на которой благоприятствуют эволюции жизни, то все изложенные выше рассуждения остаются чисто умозрительными и мы одиноки во Вселенной.
Сейчас еще очень мало доказательств того, что другие звезды обладают семьями планет. Даже самые мощные телескопы едва позволяют различить диск Плутона, и в них, конечно, невозможно увидеть во много раз более далекие планеты, обращающиеся вокруг других звезд.
И все же доказано, что некоторые звезды имеют по крайней мере один невидимый темный спутник, обращающийся вокруг общего центра масс. Многие темные спутники — это гигантские потухшие солнца, и потому они вряд ли могут быть отнесены к «настоящим» планетам. Но в трех случаях невидимые спутники этих звезд достаточно малы, и их можно рассматривать скорее как большие планеты, а не как «мертвые» звезды-карлики.
Видимые звезды в этих парах — это звезда Барнарда, 61 Лебедя и 21 185 Лаланда. Звезда Барнарда (расстояние 6,1 светового года) — ближайшая к Солнцу звезда после тройной звезды Альфа Центавра; звезда Лаланда — на третьем месте (около 7,9 светового года), 61 Лебедя — на двенадцатом месте по расстоянию (11 световых лет), но ее планета была открыта первой — в 1943 г. Ее удалось обнаружить по возмущениям в собственном движении 61 Лебедя, которые вызваны массивным темным спутником с массой в 10 раз большей, чем у Юпитера. Спутник Лаланда, превосходящий по размерам любую планету, открыт тем же методом в 1960 г.
Третье и последнее открытие, о котором сообщил в 1963 г. Ван де Камп (обсерватория Спрул), больше всего взволновало астрономов. Невидимое тело, вызывающее отклонения звезды Барнарда от предписанного ей пути по небосводу, всего в полтора раза массивнее Юпитера и, возможно, меньше по размерам, если его плотность выше.
Спутник Барнард В, первым получивший собственное имя или по крайней мере обозначение, следует считать «настоящей» планетой, подтверждающей предположение о множестве планет во Вселенной.
Уже сегодня астрономы почти единодушно соглашаются с тем, что наша планетная система далеко не единственная. По меньшей мере 20 % всех звезд относятся к тому же спектральному классу, что и наше желтое Солнце, и имеют те же размеры, массу и температуру. Из них не меньше половины вращается медленно, подобно Солнцу (Солнце делает один оборот за 27 суток).
Это медленное вращение — ключ к решению задачи, так как полный момент количества движения любой звезды и ее планет — величина не меняющаяся и может лишь перераспределяться между отдельными телами системы. Как считал выдающийся астроном О. Струве, малый момент количества движения многих других звезд — убедительное доказательство того, что они несут планетную «нагрузку».
Принимая число звезд в нашей Галактике равным 200 миллиардам, Струве пришел к выводу, что число планет в Галактике, по самым скромным подсчетам, не меньше 50 миллиардов. Однако значительная часть этих планет непригодна для низших животных и растений, населяющих Землю. Одни слишком горячие, другие, наоборот, замерзшие, на третьих повышена радиоактивность или мало кислорода. Струве шаг за шагом, учитывая различные факторы, получил наконец надежную оценку минимального числа планет, подобных Земле в Галактике, — один миллион.
Значит, в звездной системе Млечного Пути существует по крайней мере 1 000 000 «двойников» Земли. Но наша Галактика — лишь одна из миллионов звездных систем, видимых в телескопы. Принимая для полного числа галактик явно заниженное значение в один миллиард, Струве подсчитал, что в наблюдаемой части Вселенной существует миллион миллиардов других «земель». Если даже уменьшить это число в тысячу раз, все равно количество обитаемых миров во Вселенной составит триллион, а в нашей Галактике — сто тысяч.