Как опытный астроном, проявляющий большой интерес к астробиологии и ее загадочным тайнам, я постоянно увлечен мучительными вопросами, которые окружают поиски внеземной жизни. За более чем два десятилетия вглядывания в космос я привык к необъятности космоса, но потенциальное существование там других форм жизни все еще оставляет меня одновременно смущенным и воодушевленным.
У нас есть только один пример формирования биологии во Вселенной — жизнь на Земле. Но что, если жизнь может формироваться по-другому? Как вы ищете инопланетную жизнь, если не знаете, как может выглядеть инопланетная жизнь?
Вопросы, которые волнуют астробиологов, ищущих жизнь за пределами нашей планеты, вращаются вокруг разработки общих принципов, регулирующих развитие сложных физических и живых структур — не только на Земле, но и во всем космосе.
Как исследователь, специализирующийся на астрономии и астробиологии, я обнаружил, что простая микробная жизнь, по-видимому, является наиболее распространенным внеземным существованием из-за той легкости, с которой отдельные клетки могут размножаться по сравнению с более крупными организмами. Однако всегда разумно учитывать возможность существования разумных инопланетных цивилизаций, поэтому я работаю в международном консультативном совете, помогая создавать сообщения для общения с такими потенциально развитыми формами жизни.
Что такое жизнь и как мы можем ее обнаружить?
Начиная с открытия экзопланеты в 1995 году, с тех пор было идентифицировано более 5000 таких небесных тел, представляющих собой планеты, вращающиеся вокруг разных звезд.
Значительное количество этих экзопланет имеют схожие с Землей характеристики, например, небольшие размеры и каменистость, и они расположены в пригодных для жизни регионах вокруг своих звезд, часто называемых обитаемыми зонами. Обитаемая зона — это просто область, где расстояние планеты от ее звезды обеспечивает условия, подходящие для существования жидкой воды — ключевого ингредиента для жизни, как мы ее понимаем, на Земле.
Известная коллекция обнаруженных экзопланет предполагает возможность существования примерно 300 миллионов сред в нашей галактике, которые могут способствовать развитию жизни, включая не только планеты, но и небесные тела, такие как луны, с соответствующими условиями для биологического развития.
Неопределенность для исследователей начинается с определения жизни. Кажется, что определить жизнь должно быть легко, поскольку мы узнаем жизнь, когда видим ее, будь то летящая птица или микроб, движущийся в капле воды. Но ученые не пришли к единому мнению относительно определения, а некоторые считают, что всеобъемлющее определение может оказаться невозможным.
Проще говоря, НАСА описывает жизнь как непрерывный и самоподдерживающийся химический процесс, который со временем может меняться или развиваться. Это подразумевает живые существа со сложной химической структурой, которые изменяют себя в соответствии с окружающей средой. Концепция дарвиновской эволюции предполагает, что выживание организма зависит от его способности адаптироваться к конкретной среде обитания, при этом более приспособленные организмы с большей вероятностью выживут и размножатся.
Жизнь на Земле развивалась и росла на протяжении бесчисленных лет, начиная с простых одноклеточных существ и заканчивая сложными животными, различными видами и, в конечном итоге, людьми.
Исследование экзопланет, которые находятся далеко и невероятно тускло по сравнению с их звездами-хозяевами, может быть довольно сложной задачей. Однако астрономы нашли метод, называемый спектроскопией, для анализа атмосфер и поверхностей экзопланет земного типа. Ища химические следы жизни в этих спектрах, они стремятся узнать больше о потенциальных обитаемых мирах за пределами нашего собственного.
Спектроскопия могла бы обнаружить следы кислорода в атмосфере планеты, которые микробы называют сине-зелеными водорослями, созданными в результате фотосинтеза на Земле несколько миллиардов лет назад, или следы хлорофилла, которые указывают на растительную жизнь.
Размышление над взглядом НАСА на жизнь поднимает некоторые важные, но пока еще нерешенные вопросы. Например, является ли процесс дарвиновской эволюции глобальным явлением? Кроме того, можем ли мы определить какие-либо химические процессы за пределами нашей планеты, которые могли бы привести к возникновению биологических систем?
Эволюция и сложность
Формы жизни на Земле, начиная от мельчайших грибковых спор и заканчивая крупнейшими синими китами, имеют общее микробное происхождение, возраст которого насчитывает около 4 миллиардов лет.
На просторах космоса я размышляю над тем фактом, что сложный танец жизненных процессов, свидетелями которых мы являемся здесь, на Земле, может быть глобальным явлением. Тем не менее, за пределами нашей голубой планеты эти процессы могут развиваться настолько принципиально разными способами, что это трудно себе представить.
В октябре 2024 года собралась разнообразная группа исследователей с целью выйти за рамки общепринятых границ в области эволюции. Их целью было сделать шаг назад и исследовать механизмы, которые привели к порядку во Вселенной – биологическому или иному – чтобы понять, как исследовать развитие форм жизни, совершенно непохожих на те, что встречаются на Земле.
Двое ученых предположили, что сложные комбинации химических веществ или минералов в условиях, когда одни структуры более стабильны, чем другие, имеют тенденцию развиваться с течением времени и удерживать большие объемы информации. С течением времени эти системы становятся все более разнообразными и сложными, приобретая необходимые для выживания функции посредством механизма, подобного естественному отбору.
Возможно, существует принцип, который мог бы объяснить развитие различных физических систем в широком спектре. Биологическая эволюция посредством естественного отбора — это просто один из случаев, когда этот общий принцип может применяться.
С биологической точки зрения информация находится в расположении нуклеотидов вдоль цепи ДНК, образуя структуру, известную как геном любого данного организма. Эта последовательность дает рекомендации по внешнему виду организма и его функциональным возможностям.
В контексте теории информации естественный отбор приведет к увеличению генетической сложности, поскольку геном будет накапливать больше данных о своем окружении по мере того, как он развивается и адаптируется с течением времени.
Сложность может быть полезна для измерения границы между жизнью и нежизнью.
Однако ошибочно делать вывод, что животные сложнее микробов. Биологическая информация увеличивается с размером генома, но плотность эволюционной информации падает. Плотность эволюционной информации — это доля функциональных генов в геноме или доля общего генетического материала, которая выражает приспособленность к окружающей среде.
Как геймер, я бы сказал это так: хотя мы часто считаем простые организмы, такие как бактерии, простыми или нерафинированными, их генетическая структура удивительно сложна и эффективна. На самом деле, по сравнению с геномами растений и животных, они кажутся более точно настроенными, как продвинутый игровой код, который делает многое с минимальными ресурсами.
Универсальная теория жизни все еще неуловима. Такая теория будет включать концепции сложности и хранения информации, но она не будет привязана к ДНК или конкретным видам клеток, которые мы встречаем в земной биологии.
Поиски внеземной жизни начинаются здесь
Ученые исследуют различные методы биохимии, которую мы обычно знаем на суше. Стоит отметить, что все известные формы жизни, включая бактерии и человека, имеют одну общую характеристику — они содержат воду. Вода служит важным растворителем жизни здесь, на Земле, способствуя химическим реакциям, которые могут привести к развитию жизни. Однако возможно, что жизнь могла возникнуть и из других типов растворителей.
Ученые Уильям Бэйнс и Сара Сигер исследовали множество соединений, потенциально связанных с жизнью. Среди возможных растворителей, которые они рассматривали, — серная кислота, аммиак, углекислый газ в жидкой форме и даже жидкая сера.
Жизнь на Земле, какой мы ее знаем, построена вокруг элемента углерода, но инопланетная жизнь потенциально может быть построена по-другому. Это означает, что он может не полагаться на основные молекулы на основе углерода и, что удивительно, для существования планеты может вообще не потребоваться.
В поисках жизни за пределами нашей планеты ученые могут столкнуться с внеземными существами, формы которых настолько отличаются от наших, что их будет трудно распознать. Поэтому эти исследователи должны мыслить нестандартно и разрабатывать инновационные методы для выявления потенциальных признаков жизни в других частях Вселенной.
Один из подходов — проанализировать минеральный состав на скалистых фасадах далеких планет, поскольку разнообразие минералов отражает биологическое развитие Земли с течением времени. Жизнь на Земле разработала и использовала минералы для таких структур, как экзоскелеты и среды обитания; Когда возникла жизнь, этот процесс начался примерно с 100 минералов, а сегодня их число увеличилось примерно до 5000.
Например, цирконы — это простые силикатные кристаллы, возникшие еще во времена, когда еще не возникла жизнь. Циркон, найденный в Австралии, является старейшим известным куском земной коры. Однако другие минералы, такие как апатит, сложный минерал фосфата кальция, созданы биологией. Апатит является основным ингредиентом костей, зубов и чешуи рыбы.
Альтернативный метод обнаружения жизни, отличной от той, которую мы знаем на Земле, — это выявление признаков цивилизации, таких как яркие источники искусственного света или присутствие промышленного загрязнителя диоксида азота в атмосфере. Эти индикаторы часто называют «техносигнатурами» разумной жизни.
Точные сроки и метод обнаружения жизни за пределами нашей планеты еще предстоит определить. Потенциально это может произойти в нашей солнечной системе посредством анализа атмосфер экзопланет или может включать в себя прием радиосигналов от инопланетной цивилизации где-то далеко.
Путешествие скорее извилистое, чем прямое, и это справедливо для той жизни, которую мы понимаем – для жизни за пределами нашего понимания может случиться все, что угодно.
Смотрите также
- Самая стильная ролевая игра с открытым миром — о том, как хорошо выглядеть, чтобы чувствовать себя хорошо
- 5 неожиданных вещей, которые мне хотелось бы знать перед началом «Индианы Джонса и большого круга»
- Да, Поджигатель из «Людей Икс» — неправильно понятый антигерой с трагической предысторией, подтверждает Аарон Стэнфорд
- 10 закулисных секретов, которые Тейлор Свифт раскрыла в своем клипе «Я могу сделать это с разбитым сердцем»
- «Никто не хотел этого делать»: «Носферату» в главной роли с Лили-Роуз Депп почти не произошло? Раскрытие информации режиссера Роберта Эггерса
- 50 находок Amazon, которые помогут вам избежать обезвоживания весь день, каждый день
- Скелетная команда: связь Странствующего рыцаря Вима и Дон Кихота
- Call of Duty Black Ops 6 Zombies — объяснение чудесного оружия-бастарда-меча
- Купер Кох, Кери Рассел и лучшие выступления Netflix 2024 года
- Escape Simulator 2 анонсирован для ПК
2024-12-11 18:28