10 фактов о поиске внеземной жизни
Экология знаний. В 1950 году нобелевский лауреат Энрико Ферми спросил коллегу за обедом: «Что вы думаете об экологии знаний?
В 1950 году нобелевский лауреат Энрико Ферми за обедом задал своим коллегам знаменитый вопрос: «Что самое важное в жизни?». Этот вопрос стал известен как парадокс Ферми. Ферми хотел знать, почему он до сих пор не встретил ни одного инопланетянина, когда во Вселенной так много потенциально пригодных для жизни планет.
Существует множество теорий о том, почему они до сих пор ни с кем не вступили в контакт. Однако, возможно, мы просто допустили космическую ошибку в наших расчетах. Мы начали с предположения, что инопланетная жизнь похожа на нашу. Если это предположение неверно, то все наши расчеты по поиску внеземной жизни теряют смысл. Поэтому мы начинаем менять наше первоначальное предположение, расширяя наше мышление и стратегию для поиска потенциальных друзей Или врагов.
Закат радиоволн SETI
Более 50 лет SETI проводит мониторинг радиосигналов в поисках сигналов из космоса. В 1974 году астроном Фрэнк Дрейк отправил первое радиосообщение — сообщение Аресибо — инопланетянам в космосе. Насколько нам известно, ответа не последовало. Если сегодня послушать NASA, то может показаться, что поиск внеземной жизни является приоритетом для космического агентства. Однако Дрейк жалуется, что НАСА фактически не финансирует исследования. Агентство также может демонтировать два своих крупнейших радиотелескопа — Аресибо и Грин-Бэнк. В этом случае SETI прекратит свою инициативу по радиосвязи. Кроме того, Китай объявил о создании усовершенствованного радиотелескопа, но Дрейк не уверен, что технология будет работать должным образом и соответствовать определенным требованиям.
В отличие от этого, оптический SETI (SETI означает «поиск внеземной жизни»), который ищет лазерные вспышки, хорошо финансируется за счет частных пожертвований. В отличие от радиосообщений, визуальные сообщения могут быть приняты, когда инопланетяне направляют узкий лазерный луч прямо на нас. Эти сигналы настолько мощные, что их можно обнаружить только с помощью небольших телескопов, — говорит Дрейк. -Маленькие телескопы могут обеспечить больше времени для наблюдений. Это хорошо, потому что нужно обследовать гораздо больше звезд, что увеличивает шансы на успех.» Дрейк привык думать, что если инопланетяне хотят найти нас, то они могут быть дружелюбными.
Но не все разделяют его оптимизм. Эксперты ведут жаркие споры о том, стоит ли вообще отправлять сообщения в космос. Многие считают, что, пытаясь общаться с инопланетянами без соответствующей защиты для себя, мы подвергаем свою безопасность риску. По словам Джона Эллиотта из SETI, несмотря на опасность этой деятельности, члены сообщества SETI продолжают посылать сигналы. Сам Дрейк выступает против активной отправки сигналов потенциальным посетителям в рамках инициативы ‘Active SETI’.
Разговор с инопланетянами
Джон Эллиотт из британской поисковой сети SETI считает, что нам нужно начать не только искать внеземные сигналы, но и находить отличия между внеземными языками и случайными звуками. Изучив более 60 человеческих языков, он обнаружил общие черты ритма и структуры в каждом из них. Например, есть слова со значением и короткие функциональные слова («если», «но» и т.д.), которые связывают предложения. Независимо от языка, люди используют не более девяти слов в предложении.
Некоторые животные, например, дельфины, имеют схожие особенности на своих языках. Хотя мы пока не можем говорить на языке дельфинов, в их речи распознается 140 различных звуков. Они всегда называют себя четким именем или криком, когда начинают общение, и произносят не более пяти слов в предложении. Эллиотт считает, что это ограничение связано с небольшим размером их мозга и низкой способностью обрабатывать информацию.
Он разработал программу изучения естественного языка — серию небольших компьютерных программ, которые анализируют внеземные сигналы о сложности и внутренней структуре языка. Очевидно, что пока ничего не расшифровано.
Общение с разумными животными на Земле может стать первым шагом к развитию способности общаться с внеземной жизнью. Мы научили дельфинов сотням слов, разнице между вопросами и утверждениями, таким понятиям, как «никто» и другим конструкциям. В первой попытке установить двустороннюю интерактивную связь между животными и людьми биолог Деннис Херцингер создал игру, в которой дельфины и люди должны научиться говорить друг с другом на примитивном языке. Самки дельфинов были более заинтересованы в игре, чем самцы. Самки дельфинов также приглашают других видов дельфинов.
Мы также обнаружили, что обезьяны Кэмпбелла в дикой природе добавляют суффиксы к определенным звукам, чтобы предупредить других о различных опасностях. Например, сигнал «крэк-о» означает, что поблизости находится их естественный враг — леопард. Однако «крак-о» предупреждает только об опасности, например, о падающей ветке или о посягательстве другой обезьяны на их территорию. Обезьяны Дианы также понимают призывы обезьян Кэмпбелла.
Другое исследование показало, что взрослые голландские шимпанзе постепенно изменили свой язык в угоду местным шимпанзе после того, как мигрировали в Шотландию и подружились с местными животными. Однако неясно, было ли это изучение второго языка, свидетельствующее о двуязычии, или изменение произношения.
Веселье в стиле 1015 г. до н. э.
Успех поиска внеземной жизни зависит от технологии, используемой инопланетянами для передачи сигналов. Существо, использующее технологии, может быть разумным, но обратное не всегда верно. Это возвращает нас к вопросу об интеллекте дельфинов. У дельфинов нет конечностей, чтобы изобретать или использовать сложные инструменты, но они обладают высоким интеллектом. То же самое может быть справедливо и для других видов инопланетной жизни. Так что же определяет интеллект — использование технологий или способность к общению и социализации?
Не слишком ли мы высокомерны, полагая, что мы умнее таких существ, как дельфины? Карл Саган утверждает, что
В рамках подготовки к контакту с инопланетянами Лоуренс Дойл из SETI также будет исследовать связь между деревьями. Они используют химические вещества, чтобы информировать друг друга о вредителях и других угрозах. Кто знает? «Возможно, вам вообще не нужен мозг», — говорит он.
В любом случае, мы должны отправиться туда, где живут инопланетяне, а не ждать, пока они свяжутся с нами.
Тот факт, что нет контакта с инопланетянами, даже если они похожи на нас, может быть более простой причиной. Когда мы смотрим на космос через телескоп, мы видим нечто отличное от того, что видим сейчас. Джонатан Гарднер из НАСА говорит: «Свету требуется много времени, чтобы добраться отсюда туда, поэтому мы смотрим назад во времени. — Если вы смотрите вдаль, вам потребуется время, чтобы добраться от места, где был испущен свет, до этого места. И если заглянуть достаточно далеко назад, то можно увидеть время, когда Вселенная была намного моложе, чем сегодня, когда свет излучали эти галактики».
Если инопланетяне могут видеть нас через телескопы, они могут видеть нас в прошлом. Например, инопланетяне, живущие на расстоянии 1000 световых лет от нас, увидели бы нас в 1015 году нашей эры. Радиоусилители были изобретены только в 1907 году, поэтому пройдет еще как минимум 900 лет, прежде чем инопланетяне смогут принимать радиосигналы с Земли (если они будут использовать эту технологию).
Социологи решают
Обычно мы говорим о точных науках — астрономии, информатике, инженерии, физике — в контексте инопланетных связей в космосе. Но Дагу Вакочу, директору отдела межзвездной связи Института SETI, есть что сказать об археологии, антропологии и межзвездной связи с точки зрения социолога.
Каждый день археологи и антропологи пытаются раскрыть секреты древних цивилизаций на основе отрывочных сведений. Мы никогда не можем быть уверены в правильности их интерпретаций. Часто они основывают свои выводы о прошлых культурах на идеях современных культур. Однако, по крайней мере, у людей есть общий предок. Как расшифровать послания от инопланетных цивилизаций, о которых мы ничего не знаем? Инопланетяне, у которых могут быть разные органы чувств?
Мы также предполагаем, что инопланетные цивилизации имеют единую культуру. Но на самом деле это, возможно, единственное, что есть общего между людьми и инопланетянами. Джон Трафаган говорит: «Мы должны принять тот факт, что мы можем иметь дело с миром, состоящим из существ, которые разделены на различные культурные парадигмы, похожие на нашу собственную, и которые могут вообще не реагировать на контакт» Джон Трафаган говорит. — Технологический прогресс на Земле не всегда был связан с политической и социальной интеграцией (вспомните Вторую мировую войну). Кажется разумным предположить, что мы имеем дело с существами, которые, как и люди, имеют общую память (друг с другом), но которые спорят и борются, генерируют идеи в этой общей памяти и черпают опыт из своих ежедневных взаимодействий.»
Проще говоря, нет никаких перспектив расшифровать разговоры пришельцев обычным способом.
Тепловые сигнатуры
Ученые использовали данные 100 000 галактик, наблюдаемых космическим аппаратом WISE, для поиска тепловых сигнатур, которые могут указывать на присутствие развитых инопланетных цивилизаций. Передовые цивилизации, осваивающие космос, используют огромное количество энергии от галактических звезд для питания компьютеров, кораблей, полетов, связи или чего-либо еще, выходящего за рамки нашего воображения, но основы термодинамики показывают, что эта энергия должна излучаться в виде тепла в среднем инфракрасном диапазоне. ‘ — говорит исследователь Джейсон Райт из Университета штата Пенсильвания. — Те же основные принципы физики делают работающий компьютер горячим.
К сожалению, ученые не нашли убедительных доказательств существования развитых культур. Это странно, потому что галактика могла существовать там миллиарды лет. Кстати, там, наверное, было полно инопланетян. Ученые пришли к выводу, что инопланетян здесь нет, или что они недостаточно развиты, чтобы иметь тепловой след.
В общей сложности ученые обнаружили 50 галактик с очень высоким уровнем вещания в среднем инфракрасном спектре. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли причина этой жары естественной или антропогенной.
Скромные инопланетяне
Мы не говорим об этом вслух, но наши чужие предположения включают веру в то, что они обладают неограниченными ресурсами на работе. Нам кажется, что они должны посылать нам сигналы каждый день. Если нет, то инопланетян не существует.
Это позор во всей его человеческой красе. Если НАСА вынуждено сократить финансирование, почему бы не столкнуться с той же проблемой инопланетянам? Исследование, проведенное в 2010 году журналом Microwave Science, показало, что инопланетяне могут посылать сигналы на более высокой частоте, чем мы считаем. Ученые SETI слушают в диапазоне длин волн 1,42-1,72 ГГц, поскольку некоторые межзвездные облака испускают излучение на этой частоте. Однако исследователи микроволн считают, что инопланетяне, скорее всего, используют частоту 10 ГГц, поскольку на этой частоте инопланетянам проще и дешевле создать мощный луч.
В целях экономии ресурсов инопланетяне могут чаще передавать короткие импульсы, такие как твиты в Twitter, чем создавать непрерывный сигнал. Возможно, инопланетяне создадут мощный маяк и направят его в сторону нашего галактического диска, чтобы подать сигнал звездам в нашей галактике. Таким образом, они могли послать 35-секундный импульсный взрыв к каждой звезде в радиусе 1080 светил.
Однако при таком подходе сигнал можно было посылать только несколько раз в год. Астрономы видели некоторые необъяснимые сигналы, длящиеся десятки секунд, но никогда не повторяющиеся, — говорит Бенфорд. — ‘Некоторые из них могли быть посланы инопланетянами, но времени наблюдения было недостаточно, чтобы дождаться повторного сигнала’.
В принципе, это может объяснить 72-секундный сигнал WOW, зафиксированный учеными SETI в 1977 году. Некоторые ученые считают, что это послание от инопланетной культуры. Он называется «Вау-сигнал», потому что человек, услышавший его, написал «вау» на краю своего блокнота. Неизвестно, откуда она взялась и что собой представляет. И никто никогда об этом не слышал.
ДНК на другой основе
Наша вера также основана на том, что вода необходима для жизни. Однако сейчас ученые исследуют, могут ли другие жидкости, такие как метан, покрывающий спутник Сатурна Титан, стать основой жизни. Производя важные химические взаимодействия, более теплые условия, чем на Титане, требуют других типов молекул, простых эфиров. Вместе эфиры могут быть объединены в сложные политеины для создания живых организмов. Молекулы ДНК и РНК на Земле нерастворимы в углеводородах.
Как и вода, углеводороды могут быть жидкими, твердыми или газообразными. Твердые и газообразные углеводороды не позволяют биомолекулам взаимодействовать и производить жизнь, поэтому нам нужно искать жидкие углеводороды — своего рода «нефтяную землю». Октан остается жидким в широком диапазоне температур, обеспечивая наиболее благоприятные условия для жизни. Пропан и метан также работают, но с более узким температурным диапазоном. К сожалению, все указывает на то, что на Титане слишком холодно для поддержания жизни.
Стивен Беннер из Фонда прикладной молекулярной эволюции говорит: «В нашей Солнечной системе нет планеты, которая была бы достаточно большой и достаточно близкой к Солнцу, чтобы иметь нужную температуру для поддержания океана углеводородов на ее поверхности. Но учитывая количество новых солнечных систем, которые мы открываем, возможно, скоро мы найдем планету, которую ищем, с жизнью, плавающей в море углеводородов.
Сценарии контакта
Хотя маловероятно, что в ближайшее время мы столкнемся с разумными инопланетянами, вполне возможно, что они живут под землей на планете или спутнике в нашей Солнечной системе. Они также могут обитать в поясе астероидов.
В 1950 году американские военные разработали семиступенчатый план первого контакта с разумной внеземной жизнью — план установления контакта. Во-первых, они должны изучить их на расстоянии и собрать как можно больше доказательств. Во-вторых, мы должны тайно посетить их, чтобы оценить уровень их вооружения и транспортных средств. Если наши технологии лучше, мы должны приблизиться к планете пришельцев и посмотреть, насколько они враждебны. Если нет, то нам необходимо совершить кратковременные посадки в отдаленных, необитаемых районах планеты для сбора образцов растений и животных. Военным также приказано похитить некоторых инопланетян, не причиняя им вреда.
Затем мы должны использовать слабый подход, чтобы пришельцы заметили нас, но оставались вне зоны досягаемости. Лучше казаться дружелюбным, а также иметь много инопланетян, наблюдающих за нашим кораблем. Наконец, если мы решим, что это безопасно, мы сможем приземлиться и встретить их.
Этот процесс мало изменился, но приближается день, когда он может быть реализован. Неясно, что происходит при встрече с высшим разумом. Надеюсь, он будет дружелюбным. Если нет, вам придется впиться когтями в землю.
Наносенсор
При поиске жизни на других планетах мы обычно пытаемся обнаружить биохимические особенности. Однако наши методы часто приводят к ложным срабатываниям.
Ученые Массачусетского технологического института Сара Сигер и Уильям Бейн считают, что нам необходимо расширить наши исследования за пределы известных метановых, кислородных и других биомаркеров. Мы знаем, что существует не так много легкодоступных планет, — говорит Сигер. — «Мы хотим быть уверены, что не пропустим ни одной сигнатуры, пытаясь выйти за рамки известного. Кислород — отличный биомаркерный газ на Земле, но насколько вероятно его присутствие на экзопланетах?».
Для продвижения идеи о том, что инопланетные формы жизни могут сильно отличаться от нашей, Сигер и Бейн указывают на «зоопарк» различных экзопланет, которые мы обнаружили на сегодняшний день. Открытие того, что наиболее распространенный тип планет в нашей галактике, между размерами Земли и Нептуна, является новым классом планет, который не представляет собой ни Землю, ни планеты-гиганты, и что не существует общепринятой теории их образования, является очень значительным. Интересно», — пишут Сигер и Бейн.
Чтобы преодолеть эти ограничения, бельгийские и швейцарские ученые недавно испытали новое устройство, которое определяет жизнь без обнаружения биосигнатур. Используя кантилевер (балку, прикрепленную к одному концу), детектор наномоций сканирует поверхность в поисках небольших изменений в метаболической активности или движении клеток. Ученые успешно испытали прибор на бактериях, человеческих клетках, клетках мышей и растений, а также дрожжах. Затем они убили клетки и повторно протестировали их, чтобы убедиться, что устройство может правильно различать живые и мертвые сигналы. Наносенсор был также успешно использован для обработки образцов почвы и воды, содержащих микроорганизмы. На Земле эксперимент занял примерно 10 минут.
Несмотря на необходимость дальнейших исследований, детектор наномоций может стать инновационным способом обнаружения внеземной жизни. Он простой, быстрый, небольшой и не требует никакой биохимической информации. Соедините это с биохимическими датчиками, и вы получите очень мощный способ поиска жизни в таких местах, как луны Сатурна.
Лучшее место для поиска жизни
Игнорируя большую часть внешней Солнечной системы, мы тратим много ресурсов на исследование Марса в надежде найти на нем инопланетную жизнь. Существует большая вероятность того, что мы найдем что-нибудь на Марсе. Однако более вероятно, что жизнь можно найти на ледяных лунах внешней части Солнечной системы, таких как Энцелад (Сатурн), Европа (Юпитер) и Ганимед (Юпитер). Многие из этих лун имеют подповерхностные океаны.
Говорит Кори Пауэлл из журнала Discovery: «В настоящее время у нас есть пять роботов на орбите и два наземных робота, исследующих Марс». — Количество роботов, исследующих четыре спутника — Европу — 0, Ганимед — 0, Энцелад — 0 и Титан — 0 — следующее. Они могут искать жизнь не в тех местах».
Одной из причин игнорирования внешней Солнечной системы является время и расходы, необходимые для того, чтобы добраться туда. В среднем, чтобы достичь Марса, требуется восемь месяцев. Однако достижение Юпитера и Сатурна может занять от шести до восьми лет. Однако космический аппарат «Кассини» уже отправлен к Сатурну, а «Клипер» будет запущен к Европе в 2022 году. Космический телескоп «Хаббл» и космический аппарат «Галилео» также собирают информацию о Ганимеде и Энцеладе.
На данный момент Энцелад может быть лучшим местом для поиска инопланетной жизни. Помимо жидкой воды, присутствующей под ледяной коркой на поверхности Луны, ученые обнаружили свидетельства гидротермальной активности на лунном дне. Тепло и вода — ключевые элементы жизни. Кроме того, подповерхностный океан Энцелада должен находиться в контакте с лунной мантией. Это означает, что вода смешивается с богатыми минералами, такими как сера. Щелочность этой воды очень высока, рН составляет 11-12, но подобные щелочные условия могли бы позволить сформироваться жизни на Земле.
