МОУ Кузедеевская середня школа
Всесвіт, життя, розум
Виконав: учень 11 класу Тельнов Є. І.
Вчитель - консультант: Суртай Н. А.
п. Кузедєєво 2007р.
Зміст:
Введення
Немає нічого більш хвилює, ніж пошуки життя і розуму у Всесвіті. Унікальність земної біосфери і людського інтелекту кидає виклик нашої віри в єдність природи. Людина не заспокоїться, поки не розгадає загадку свого походження. На цьому шляху необхідно пройти три важливі щаблі: дізнатися таємницю народження Всесвіту, вирішити проблему походження життя і зрозуміти природу розуму.
Вивченням Всесвіту, її походження й еволюції займаються астрономи і фізики. Дослідженням живих істот і розуму зайняті біологи і психологи. А походження життя хвилює всіх: астрономів, фізиків, біологів, хіміків. На жаль, нам знайома тільки одна форма життя - білкова і тільки одне місце у Всесвіті, де це життя існує, - планета Земля. А унікальні явища, як відомо, важко піддаються науковому дослідженню. От якщо б вдалося виявити інші населені планети, тоді загадка життя була б вирішена набагато швидше. А якщо б на цих планетах знайшлися б розумні істоти ... Дух захоплює, варто тільки уявити собі перший діалог з братами по розуму.
Але які реальні перспективи такої зустрічі? Де в космосі можна знайти підходящі для життя місця? Чи може життя зародитися в міжзоряному просторі, або для цього необхідна поверхню планет? Зв'язок з іншими розумними істотами? Питань багато ...
У своєму рефераті я ставлю перед собою мету дізнатися, що у Всесвіті ми не самотні. Мені хочеться дізнатися про далеких космічних світах, про Всесвіт. На мій погляд, найголовніше в астрономії дізнатися, як влаштований світ, чи є життя на інших планетах, самотні ми у Всесвіті безмежної або десь існує життя, як і наша?
2. Виникнення розуму
Життя на який-небудь планеті повинна виконати величезну еволюцію, перш ніж стати розумною. Рушійна сила цієї еволюції - здатність організмів до мутацій і природний відбір. У процесі такої еволюції організми все більш і більш ускладнюються, а їх частини - спеціалізуються. Ускладнення йде як в якісному, так і в кількісному напрямі. Наприклад, у хробака є всього близько 1000 нервових клітин, а у людини близько десяти мільярдів. Розвиток нервової системи істотно збільшує здібності організмів до адаптації, їх пластичність. Ці властивості високорозвинених організмів є необхідними, але, звичайно, недостатніми для виникнення розуму. Останній можна визначити як адаптацію організмів для їх складного соціальної поведінки. Виникнення розуму має бути найтіснішим чином пов'язане з корінним поліпшенням і удосконаленням способів обміну інформацією між окремими особами. Тому для історії виникнення розумного життя на Землі виникнення мови мало вирішальне значення. Чи можемо ми, проте, такий процес вважати універсальним для еволюції життя в усіх куточках Всесвіту? Швидше за все - ні! Адже в принципі при абсолютно інших умовах засобом обміну інформацією між особинами могли б стати не поздовжні коливання атмосфери (або гідросфери), в якій живуть ці особини, а щось зовсім інше. Чому б не уявити собі спосіб обміну інформацією, заснований не на акустичних ефекти, а, скажімо на оптичних або магнітних? І взагалі - чи так вже обов'язково, щоб життя на який-небудь планеті в процесі її еволюції стала розумною?
Тим часом ця тема з незапам'ятних часів хвилювала людство. Говорячи про життя у Всесвіті, завжди, перш за все, мали на увазі розумне життя. Чи самотні ми у безмежних просторах космосу? Філософи і вчені з античних часів завжди були переконані, що є безліч світів, де існує розумне життя. Ніяких науково обгрунтованих аргументів на користь цього твердження не наводилося. Міркування, по суті, велися за наступною схемою: якщо на Землі - однієї з планет Сонячної системи є життя, то чому їй не бути на інших планетах? Цей метод міркування, якщо його логічно розвивати, не так уже й поганий. І взагалі страшно собі уявити, що з 10 20 - 22 жовтня планетних систем у Всесвіті, в області радіусом в десяток мільярдів світлових років розум існує тільки на нашій крихітній планеті ... Але може бути, розумне життя - надзвичайно рідкісне явище. Може бути, наприклад, що наша планета як обитель розумного життя єдина в Галактиці, причому далеко не у всіх галактиках є розумне життя. Чи можна, взагалі, вважати роботи про розумного життя у Всесвіті науковими? Ймовірно, все-таки, при сучасному рівні розвитку техніки можна, і необхідно займатися цією проблемою вже зараз, тим більше вона може раптом виявитися надзвичайно важливою для розвитку цивілізації ...
Виявлення будь-якого життя, особливо розумною, могло б представляти, і мати величезне значення. Тому вже давно робляться спроби виявити і встановити контакт з іншими цивілізаціями. У 1974 році в США була запущена автоматична міжпланетна станція "Піонер-10". Кілька років тому вона залишила межі Сонячної системи, виконавши різні наукові завдання. Якщо мізерно мала ймовірність того, що коли-небудь, через багато мільйонів років, невідомі нам високо цивілізовані інопланетні істоти виявлять "Піонер-10" і зустрінуть його як посланця чужого, невідомого їм світу. На цей випадок всередині станції заложена сталева пластинка з вигравійованими на неї малюнком і символами, які дають мінімальну інформацію про нашу земної цивілізації. Це зображення складено таким чином, щоб розумні істоти, що знайшли його, змогли визначити положення Сонячної системи в нашій Галактиці, здогадалися б про наше вигляді і, можливо, наміри. Але звичайно позаземна цивілізація має набагато більше шансів виявити нас на Землі, ніж знайти "Піонер-10".
3. Поява життя на Землі
Щоб на планеті могла з'явитися життя, її маса не повинна бути дуже маленькою. З іншого боку, занадто велика маса теж є несприятливим чинником, на таких планетах невелика ймовірність утворення твердої поверхні, вони зазвичай представляють із себе газові кулі з швидко зростаючою до центра щільністю (наприклад, Юпітер і Сатурн). Так чи інакше, маси планет, придатних для розвитку життя, повинні бути обмежені як зверху, так і знизу. Мабуть, нижня межа можливостей маси такої планети близька до кількох сотих маси Землі, а верхня в десятки разів перевершує земну. Дуже велике значення має хімічний склад поверхні і атмосфери. Як видно, межі параметрів планет, придатних для життя, досить широкі.
Для вивчення життя потрібно, перш за все, визначити поняття "жива речовина". Це питання є далеко не простим. Багато вчених, наприклад, визначають жива речовина як складні білкові тіла, які мають упорядкованим обміном речовин. Такої точки зору дотримувався, зокрема, академік А. І. Опарін, який багато займався проблемою походження життя на Землі. Звичайно, обмін речовин є істотний атрибут життя, однак питання про те, чи можна зводити сутність життя, перш за все до обміну речовин, є спірним. Адже і в світі неживого, наприклад, у деяких розчинів, спостерігається обмін речовин у його найпростіших формах. Питання про визначення поняття "життя" стоїть дуже гостро, коли ми обговорюємо можливість життя на інших планетарних системах.
В даний час життя визначається не через внутрішню будову і речовини, які їй властиві, а через її функції: "керуюча система", що включає в себе механізм передачі спадкової інформації, забезпечує збереження наступним поколінням. Тим самим завдяки неминучим перешкод при передачі такої інформації наш молекулярний комплекс (організм) здатний до мутацій, а, отже, до еволюції.
Виникненню живої речовини на Землі (і, як можна судити за аналогією, на інших планетах) передувала досить тривала і складна еволюція хімічного складу атмосфери, в кінцевому підсумку привела до утворення ряду органічних молекул. Ці молекули згодом послужили як би "цеглинками" для утворення живої речовини.
За сучасними даними, планети утворюються з первинного газово-пилової хмари, хімічний склад якого аналогічний хімічним складом Сонця і зірок, початкова їх атмосфера складалася в основному з найпростіших сполук водню - найбільш поширеного елемента в космосі. Найбільше молекул водню, аміаку, води та метану. Крім того, первинна атмосфера повинна бути багата інертними газами - перш за все гелієм і неоном. В даний час благородних газів на Землі мало, так як вони свого часу діссіпіровалі (випарувалися) в міжпланетний простір, як і багато водородосодержащіх з'єднання.
Проте, мабуть, вирішальну роль у встановленні складу земної атмосфери зіграв фотосинтез рослин, при якому виділяється кисень. Не виключено, що якийсь, а може бути навіть істотне кількість органічних речовин було принесено на Землю при падіннях метеоритів і, можливо, навіть комет. Деякі метеорити досить багаті органічними сполуками. Підраховано, що за 2 млрд. років метеорити могли принести на Землю від 10 8 до 10 12 тонн таких речовин. Такі органічні сполуки можуть у невеликих кількостях виникати в результаті вулканічної діяльності, ударів метеоритів, блискавок, через радіоактивного розпаду деяких елементів.
Є досить надійні геологічні дані, що вказують на те, що вже 3.5 млрд. років тому земна атмосфера була багата киснем. З іншого боку вік земної кори оцінюється геологами в 4.5 млрд. років. Життя мала виникнути на Землі до того, як атмосфера стала багата киснем, так як останній в основному є продуктом життєдіяльності рослин. Відповідно до недавньої оцінці американського фахівця з планетарної астрономії Сагана, життя на Землі виникла 4.0 - 4.4 млрд. років тому.
Механізм ускладнення будови органічних речовин і поява у них властивостей, притаманних живому речовини, в даний час ще недостатньо вивчений, хоча останнім часом спостерігаються великі успіхи в цій галузі біології. Але вже зараз ясно, що подібні процеси тривають протягом мільярдів років.
Будь-яка як завгодно складна комбінація амінокислот і інших органічних сполук - це ще не живий організм. Можна, звичайно, припустити, що за якихось виняткових обставин десь на Землі виникла якась "праДНК", яка й стала початком всьому живому. Навряд чи, проте, це так, якщо гіпотетична "праДНК" була цілком подібна сучасної. Справа в тому, що сучасна ДНК сама по собі абсолютно безпорадна. Вона може функціонувати тільки за наявності білків-ферментів. Думати, що зовсім випадково, шляхом "перетрушування" окремих білків - багатоатомних молекул, могла виникнути така складна машина, як "праДНК" і потрібний для її функціонування комплекс білків-ферментів - це означає вірити в чудеса. Однак можна припустити, що молекули ДНК і РНК походять від більш примітивною молекули.
Для утворилися планети перших примітивних живих організмів високі дози радіації можуть представляти смертельну небезпеку, оскільки мутації будуть відбуватися так швидко, що природний відбір не встигне за ними.
Заслуговує уваги ще таке питання: чому життя на Землі не виникає з неживої речовини в наш час? Пояснити це можна тільки тим, що раніше виникла життя дасть можливість новому зародженню життя. Мікроорганізми і віруси з'їдять вже перші паростки нового життя. Не можна повністю виключати і можливість того, що життя на Землі виникла випадково.
Існує ще одна обставина, на яке, можливо, варто звернути увагу. Добре відомо, що всі "живі" білки складаються з 22 амінокислот, між тим, як усього амінокислот відомо, понад 100. Не зовсім зрозуміло, чим ці кислоти відрізняються від решти своїх "побратимів". Чи немає який-небудь глибокого зв'язку між походженням життя і цим дивовижним явищем?
Якщо життя на Землі виникла випадково, отже життя у Всесвіті рідкісне (хоча, звичайно, ні в якому разі не одиничне) явище. Для даної планети (як, наприклад, наша Земля) виникнення особливої форми високоорганізованої матерії, яку ми називаємо "життям", є випадковістю. Але у величезних просторах Всесвіту виникає в такий спосіб життя має представляти собою закономірне явище.
Треба ще раз треба зазначити, що центральна проблема виникнення життя на Землі - це пояснення якісного стрибка від "неживого" до "живого" - все ще далека від ясності. Недарма один з основоположників сучасної молекулярної біології професор Крик на Бюраканском симпозіумі з проблеми позаземних цивілізацій у вересні 1971 року сказав: "Ми не бачимо шляху від первинного бульйону до природного відбору. Можна прийти до висновку, що походження - диво, але це свідчить тільки про нашу незнання "
4. Пошуки життя у сонячній системі
ЛУНА - єдине небесне тіло, де змогли побувати земляни, грунт якого докладно досліджено в лабораторії. Ніяких слідів органічного життя на Місяці не знайдено.
Справа в тому, що Місяць не має, і ніколи не мала атмосфери: її слабке поле тяжіння не може утримувати газ поблизу поверхні. З цієї ж причини на Місяці немає океанів - вони б зникли. Не прикрита атмосферою поверхню Місяця днем нагрівається до 130 ° С, а вночі остигає до -170 ° С. До того ж на місячну поверхню безперешкодно проникають згубні для життя ультрафіолетові і рентгенівські промені Сонця, від яких Землю захищає атмосфера. Загалом, на поверхні Місяця для життя умов немає. Щоправда, під верхнім шаром грунту, вже на глибині 1 м, коливання температури майже не відчуваються: там постійно близько -40 ° С. Але все одно у таких умовах життя, ймовірно, не може зародитися.
На найближчій до Сонця маленькій планеті МЕРКУРІЙ ще не побували ні космонавти, ні автоматичні станції. Але люди дещо знають про неї завдяки дослідженням із Землі і з пролітав поблизу Меркурія американського апарату "Марінер-10" (1974 і 1975 pp.). Умови там ще гірше, ніж на Місяці. Атмосфери немає, а температура поверхні змінюється від -170 до 450 ° С. Під грунтом температура в середньому становить близько 80 ° С, причому з глибиною вона, природно, зростає.
Венера в недавньому минулому астрономи вважали майже точною копією молодої Землі. Будувалися здогади, що ховається під її хмарним шаром: теплі океани, папороті, динозаври? На жаль, через близькість до Сонця Венера зовсім не схожа на Землю: тиск атмосфери біля поверхні цієї планети в 90 разів більше земного, а температура і вдень, і вночі близько 460 ° С. Ходячи на Венеру опустилося декілька автоматичних зондів, пошуком життя вони не займалися: важко уявити собі життя в таких умовах. Над поверхнею Венери вже не так спекотно: на висоті 55 км тиск і температура такі ж, як на Землі. Але атмосфера Венери складається з вуглекислого газу, до того ж у ній плавають хмари з сірчаної кислоти. Словом, теж не найкраще місце для життя.
МАРС не без підстав вважався придатною для життя планетою. Хоча клімат там дуже суворий (літнім днем температура становить близько 0 ° С, вночі -80 ° С, а взимку доходить до -120 ° С), але все ж це не безнадійно погано для життя: існує ж вона в Антарктиді і на вершинах Гімалаїв . Однак на Марсі є ще одна проблема - вкрай розряджена атмосфера, в 100 разів менш щільна, ніж на Землі. Вона не рятує поверхню Марса від згубних ультрафіолетових променів Сонця і не дозволяє воді знаходитися в рідкому стані. На Марсі вода може існувати тільки у вигляді пари і льоду. І вона дійсно там є, в усякому разі в полярних шапках планети. Тому з великим нетерпінням всі чекали результатів пошуків марсіанського життя, зроблених відразу ж після першої вдалої посадки на Марс у 1976 р. автоматичних станцій "Вікінг-1 і -2". Але вони всіх розчарували: життя не була виявлена. Щоправда, це був лише перший експеримент. Всесвіт, життя, розум
Виконав: учень 11 класу Тельнов Є. І.
Вчитель - консультант: Суртай Н. А.
п. Кузедєєво 2007р.
Зміст:
| 1. Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... .. | 3 |
| 2. Виникнення розуму ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. | 4 |
| 3. Поява життя на Землі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 6 |
| 4. Пошуки життя у сонячній системі ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... | 8 |
| Місяць ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... | 8 |
| Меркурій ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... .. ... ... .. | 8 |
| Венера ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... | 8 |
| Марс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... | 8 |
| Планети гіганти ... ... .. ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 9 |
| Супутники планет і комети ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 1 0 |
| 5. Умови для життя в космосі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. | 2 Січень |
| Зародження життя на планетах ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... | 2 Січень |
| Зони життя ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... | 2 Січень |
| Планети поблизу зірок ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... | 3 січня |
| 6. Пошук позаземних цивілізацій ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. | 1 квітня |
| Вони поряд з нами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... | 1 квітня |
| Вони тут колись побували. ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 1 квітня |
| Вони освоюють космос ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... | 1 квітня |
| Вони хочуть поговорити ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... | 1 квітня |
| 7. Зв'язок з позаземними цивілізаціями ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .. | 1 травня |
| 8. Проекти вивчення неземних цивілізацій Озма і Серендіпа ... ... | 1 липня |
| 9. Мова братів по розуму ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... | 19 |
| Штучні мови. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .... | 19 |
| Космічні послання .... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... | 2 0 |
| 10. Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 2 лютого |
| 11. Список літератури ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 2 Березня |
| 12. Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... | 2 квітня |
Введення
Немає нічого більш хвилює, ніж пошуки життя і розуму у Всесвіті. Унікальність земної біосфери і людського інтелекту кидає виклик нашої віри в єдність природи. Людина не заспокоїться, поки не розгадає загадку свого походження. На цьому шляху необхідно пройти три важливі щаблі: дізнатися таємницю народження Всесвіту, вирішити проблему походження життя і зрозуміти природу розуму.
Вивченням Всесвіту, її походження й еволюції займаються астрономи і фізики. Дослідженням живих істот і розуму зайняті біологи і психологи. А походження життя хвилює всіх: астрономів, фізиків, біологів, хіміків. На жаль, нам знайома тільки одна форма життя - білкова і тільки одне місце у Всесвіті, де це життя існує, - планета Земля. А унікальні явища, як відомо, важко піддаються науковому дослідженню. От якщо б вдалося виявити інші населені планети, тоді загадка життя була б вирішена набагато швидше. А якщо б на цих планетах знайшлися б розумні істоти ... Дух захоплює, варто тільки уявити собі перший діалог з братами по розуму.
Але які реальні перспективи такої зустрічі? Де в космосі можна знайти підходящі для життя місця? Чи може життя зародитися в міжзоряному просторі, або для цього необхідна поверхню планет? Зв'язок з іншими розумними істотами? Питань багато ...
У своєму рефераті я ставлю перед собою мету дізнатися, що у Всесвіті ми не самотні. Мені хочеться дізнатися про далеких космічних світах, про Всесвіт. На мій погляд, найголовніше в астрономії дізнатися, як влаштований світ, чи є життя на інших планетах, самотні ми у Всесвіті безмежної або десь існує життя, як і наша?
2. Виникнення розуму
Життя на який-небудь планеті повинна виконати величезну еволюцію, перш ніж стати розумною. Рушійна сила цієї еволюції - здатність організмів до мутацій і природний відбір. У процесі такої еволюції організми все більш і більш ускладнюються, а їх частини - спеціалізуються. Ускладнення йде як в якісному, так і в кількісному напрямі. Наприклад, у хробака є всього близько 1000 нервових клітин, а у людини близько десяти мільярдів. Розвиток нервової системи істотно збільшує здібності організмів до адаптації, їх пластичність. Ці властивості високорозвинених організмів є необхідними, але, звичайно, недостатніми для виникнення розуму. Останній можна визначити як адаптацію організмів для їх складного соціальної поведінки. Виникнення розуму має бути найтіснішим чином пов'язане з корінним поліпшенням і удосконаленням способів обміну інформацією між окремими особами. Тому для історії виникнення розумного життя на Землі виникнення мови мало вирішальне значення. Чи можемо ми, проте, такий процес вважати універсальним для еволюції життя в усіх куточках Всесвіту? Швидше за все - ні! Адже в принципі при абсолютно інших умовах засобом обміну інформацією між особинами могли б стати не поздовжні коливання атмосфери (або гідросфери), в якій живуть ці особини, а щось зовсім інше. Чому б не уявити собі спосіб обміну інформацією, заснований не на акустичних ефекти, а, скажімо на оптичних або магнітних? І взагалі - чи так вже обов'язково, щоб життя на який-небудь планеті в процесі її еволюції стала розумною?
Тим часом ця тема з незапам'ятних часів хвилювала людство. Говорячи про життя у Всесвіті, завжди, перш за все, мали на увазі розумне життя. Чи самотні ми у безмежних просторах космосу? Філософи і вчені з античних часів завжди були переконані, що є безліч світів, де існує розумне життя. Ніяких науково обгрунтованих аргументів на користь цього твердження не наводилося. Міркування, по суті, велися за наступною схемою: якщо на Землі - однієї з планет Сонячної системи є життя, то чому їй не бути на інших планетах? Цей метод міркування, якщо його логічно розвивати, не так уже й поганий. І взагалі страшно собі уявити, що з 10 20 - 22 жовтня планетних систем у Всесвіті, в області радіусом в десяток мільярдів світлових років розум існує тільки на нашій крихітній планеті ... Але може бути, розумне життя - надзвичайно рідкісне явище. Може бути, наприклад, що наша планета як обитель розумного життя єдина в Галактиці, причому далеко не у всіх галактиках є розумне життя. Чи можна, взагалі, вважати роботи про розумного життя у Всесвіті науковими? Ймовірно, все-таки, при сучасному рівні розвитку техніки можна, і необхідно займатися цією проблемою вже зараз, тим більше вона може раптом виявитися надзвичайно важливою для розвитку цивілізації ...
Виявлення будь-якого життя, особливо розумною, могло б представляти, і мати величезне значення. Тому вже давно робляться спроби виявити і встановити контакт з іншими цивілізаціями. У 1974 році в США була запущена автоматична міжпланетна станція "Піонер-10". Кілька років тому вона залишила межі Сонячної системи, виконавши різні наукові завдання. Якщо мізерно мала ймовірність того, що коли-небудь, через багато мільйонів років, невідомі нам високо цивілізовані інопланетні істоти виявлять "Піонер-10" і зустрінуть його як посланця чужого, невідомого їм світу. На цей випадок всередині станції заложена сталева пластинка з вигравійованими на неї малюнком і символами, які дають мінімальну інформацію про нашу земної цивілізації. Це зображення складено таким чином, щоб розумні істоти, що знайшли його, змогли визначити положення Сонячної системи в нашій Галактиці, здогадалися б про наше вигляді і, можливо, наміри. Але звичайно позаземна цивілізація має набагато більше шансів виявити нас на Землі, ніж знайти "Піонер-10".
3. Поява життя на Землі
Щоб на планеті могла з'явитися життя, її маса не повинна бути дуже маленькою. З іншого боку, занадто велика маса теж є несприятливим чинником, на таких планетах невелика ймовірність утворення твердої поверхні, вони зазвичай представляють із себе газові кулі з швидко зростаючою до центра щільністю (наприклад, Юпітер і Сатурн). Так чи інакше, маси планет, придатних для розвитку життя, повинні бути обмежені як зверху, так і знизу. Мабуть, нижня межа можливостей маси такої планети близька до кількох сотих маси Землі, а верхня в десятки разів перевершує земну. Дуже велике значення має хімічний склад поверхні і атмосфери. Як видно, межі параметрів планет, придатних для життя, досить широкі.
Для вивчення життя потрібно, перш за все, визначити поняття "жива речовина". Це питання є далеко не простим. Багато вчених, наприклад, визначають жива речовина як складні білкові тіла, які мають упорядкованим обміном речовин. Такої точки зору дотримувався, зокрема, академік А. І. Опарін, який багато займався проблемою походження життя на Землі. Звичайно, обмін речовин є істотний атрибут життя, однак питання про те, чи можна зводити сутність життя, перш за все до обміну речовин, є спірним. Адже і в світі неживого, наприклад, у деяких розчинів, спостерігається обмін речовин у його найпростіших формах. Питання про визначення поняття "життя" стоїть дуже гостро, коли ми обговорюємо можливість життя на інших планетарних системах.
В даний час життя визначається не через внутрішню будову і речовини, які їй властиві, а через її функції: "керуюча система", що включає в себе механізм передачі спадкової інформації, забезпечує збереження наступним поколінням. Тим самим завдяки неминучим перешкод при передачі такої інформації наш молекулярний комплекс (організм) здатний до мутацій, а, отже, до еволюції.
Виникненню живої речовини на Землі (і, як можна судити за аналогією, на інших планетах) передувала досить тривала і складна еволюція хімічного складу атмосфери, в кінцевому підсумку привела до утворення ряду органічних молекул. Ці молекули згодом послужили як би "цеглинками" для утворення живої речовини.
За сучасними даними, планети утворюються з первинного газово-пилової хмари, хімічний склад якого аналогічний хімічним складом Сонця і зірок, початкова їх атмосфера складалася в основному з найпростіших сполук водню - найбільш поширеного елемента в космосі. Найбільше молекул водню, аміаку, води та метану. Крім того, первинна атмосфера повинна бути багата інертними газами - перш за все гелієм і неоном. В даний час благородних газів на Землі мало, так як вони свого часу діссіпіровалі (випарувалися) в міжпланетний простір, як і багато водородосодержащіх з'єднання.
Проте, мабуть, вирішальну роль у встановленні складу земної атмосфери зіграв фотосинтез рослин, при якому виділяється кисень. Не виключено, що якийсь, а може бути навіть істотне кількість органічних речовин було принесено на Землю при падіннях метеоритів і, можливо, навіть комет. Деякі метеорити досить багаті органічними сполуками. Підраховано, що за 2 млрд. років метеорити могли принести на Землю від 10 8 до 10 12 тонн таких речовин. Такі органічні сполуки можуть у невеликих кількостях виникати в результаті вулканічної діяльності, ударів метеоритів, блискавок, через радіоактивного розпаду деяких елементів.
Є досить надійні геологічні дані, що вказують на те, що вже 3.5 млрд. років тому земна атмосфера була багата киснем. З іншого боку вік земної кори оцінюється геологами в 4.5 млрд. років. Життя мала виникнути на Землі до того, як атмосфера стала багата киснем, так як останній в основному є продуктом життєдіяльності рослин. Відповідно до недавньої оцінці американського фахівця з планетарної астрономії Сагана, життя на Землі виникла 4.0 - 4.4 млрд. років тому.
Механізм ускладнення будови органічних речовин і поява у них властивостей, притаманних живому речовини, в даний час ще недостатньо вивчений, хоча останнім часом спостерігаються великі успіхи в цій галузі біології. Але вже зараз ясно, що подібні процеси тривають протягом мільярдів років.
Будь-яка як завгодно складна комбінація амінокислот і інших органічних сполук - це ще не живий організм. Можна, звичайно, припустити, що за якихось виняткових обставин десь на Землі виникла якась "праДНК", яка й стала початком всьому живому. Навряд чи, проте, це так, якщо гіпотетична "праДНК" була цілком подібна сучасної. Справа в тому, що сучасна ДНК сама по собі абсолютно безпорадна. Вона може функціонувати тільки за наявності білків-ферментів. Думати, що зовсім випадково, шляхом "перетрушування" окремих білків - багатоатомних молекул, могла виникнути така складна машина, як "праДНК" і потрібний для її функціонування комплекс білків-ферментів - це означає вірити в чудеса. Однак можна припустити, що молекули ДНК і РНК походять від більш примітивною молекули.
Для утворилися планети перших примітивних живих організмів високі дози радіації можуть представляти смертельну небезпеку, оскільки мутації будуть відбуватися так швидко, що природний відбір не встигне за ними.
Заслуговує уваги ще таке питання: чому життя на Землі не виникає з неживої речовини в наш час? Пояснити це можна тільки тим, що раніше виникла життя дасть можливість новому зародженню життя. Мікроорганізми і віруси з'їдять вже перші паростки нового життя. Не можна повністю виключати і можливість того, що життя на Землі виникла випадково.
Існує ще одна обставина, на яке, можливо, варто звернути увагу. Добре відомо, що всі "живі" білки складаються з 22 амінокислот, між тим, як усього амінокислот відомо, понад 100. Не зовсім зрозуміло, чим ці кислоти відрізняються від решти своїх "побратимів". Чи немає який-небудь глибокого зв'язку між походженням життя і цим дивовижним явищем?
Якщо життя на Землі виникла випадково, отже життя у Всесвіті рідкісне (хоча, звичайно, ні в якому разі не одиничне) явище. Для даної планети (як, наприклад, наша Земля) виникнення особливої форми високоорганізованої матерії, яку ми називаємо "життям", є випадковістю. Але у величезних просторах Всесвіту виникає в такий спосіб життя має представляти собою закономірне явище.
Треба ще раз треба зазначити, що центральна проблема виникнення життя на Землі - це пояснення якісного стрибка від "неживого" до "живого" - все ще далека від ясності. Недарма один з основоположників сучасної молекулярної біології професор Крик на Бюраканском симпозіумі з проблеми позаземних цивілізацій у вересні 1971 року сказав: "Ми не бачимо шляху від первинного бульйону до природного відбору. Можна прийти до висновку, що походження - диво, але це свідчить тільки про нашу незнання "
4. Пошуки життя у сонячній системі
ЛУНА - єдине небесне тіло, де змогли побувати земляни, грунт якого докладно досліджено в лабораторії. Ніяких слідів органічного життя на Місяці не знайдено.
Справа в тому, що Місяць не має, і ніколи не мала атмосфери: її слабке поле тяжіння не може утримувати газ поблизу поверхні. З цієї ж причини на Місяці немає океанів - вони б зникли. Не прикрита атмосферою поверхню Місяця днем нагрівається до 130 ° С, а вночі остигає до -170 ° С. До того ж на місячну поверхню безперешкодно проникають згубні для життя ультрафіолетові і рентгенівські промені Сонця, від яких Землю захищає атмосфера. Загалом, на поверхні Місяця для життя умов немає. Щоправда, під верхнім шаром грунту, вже на глибині 1 м, коливання температури майже не відчуваються: там постійно близько -40 ° С. Але все одно у таких умовах життя, ймовірно, не може зародитися.
На найближчій до Сонця маленькій планеті МЕРКУРІЙ ще не побували ні космонавти, ні автоматичні станції. Але люди дещо знають про неї завдяки дослідженням із Землі і з пролітав поблизу Меркурія американського апарату "Марінер-10" (1974 і 1975 pp.). Умови там ще гірше, ніж на Місяці. Атмосфери немає, а температура поверхні змінюється від -170 до 450 ° С. Під грунтом температура в середньому становить близько 80 ° С, причому з глибиною вона, природно, зростає.
Венера в недавньому минулому астрономи вважали майже точною копією молодої Землі. Будувалися здогади, що ховається під її хмарним шаром: теплі океани, папороті, динозаври? На жаль, через близькість до Сонця Венера зовсім не схожа на Землю: тиск атмосфери біля поверхні цієї планети в 90 разів більше земного, а температура і вдень, і вночі близько 460 ° С. Ходячи на Венеру опустилося декілька автоматичних зондів, пошуком життя вони не займалися: важко уявити собі життя в таких умовах. Над поверхнею Венери вже не так спекотно: на висоті 55 км тиск і температура такі ж, як на Землі. Але атмосфера Венери складається з вуглекислого газу, до того ж у ній плавають хмари з сірчаної кислоти. Словом, теж не найкраще місце для життя.
В даний час учені вважають, що озеро Схід (про нього буде розказано далі) ще сильніше нагадує іншу планету, де колись існувало життя, а саме Марс. Згідно з припущенням, висунутому групою дослідників під керівництвом Наталії Дьюксбері (Лабораторія реактивного руху, NASA) причиною виникнення цього водного освіти є не геотермальне нагрівання, а інший механізм. Побудовані вченими альтернативні моделі антарктичного озера вказують на те, що спочатку воно була відкрита водойма, заледеніння якого відбулося в період від 5 до 30 млн. років тому. Таким чином, якщо в ньому вдасться виявити будь-які форми життя, то з геологічної точки зору вони будуть старші крижаного щита Антарктики.
Пропонована модель озера Схід вражає схожістю з умовами Червоної планети. Як відомо, північний полюс Марса (Див. додаток мал.1) покритий шаром льоду. Однак у минулому планета зазнала різкі зміни нахилу осі обертання, і ті області, які в даний час знаходяться поблизу північного полюса, колись розташовувалися в поясі з набагато більш теплим кліматом. Тому можна припустити, що коли-то полярні регіони Марса були, як і антарктичне озеро Схід у моделі М. Дьюксбері, відкритими водоймами, над якими в результаті зміни кліматичних умов утворився крижаний щит. Припускаючи, що в озері Схід були присутні деякі форми життя до того, як воно було покрите льодом, а також, що життя продовжує існувати в цьому водоймищі і тепер, можна поширити цю гіпотезу на давнє озеро, яке, можливо, і до цих пір знаходиться під крижаною корою Північного полюса Марса.
Спроба з'ясувати питання про присутність води в рідкому стані під крижаними шапками полюсів Марса буде зроблена в рамках орбітального апарату "Марс Експрес" Європейського космічного агентства, запуск якого запланований на 2003 рік. З часом подібний експеримент буде також здійснено і на Європі.
Але є й інша гіпотеза, про існування життя на Марсі:
Угорські вчені заявили про те, що при аналізі знімків, отриманих апаратом "Марс Глобал Сейвейор", ними були знайдені свідчення існування на Марсі живих організмів. Група з трьох дослідників, проаналізувавши близько 60 000 знімків поверхні Марса, звернула увагу на численні темні плями на поверхні дюн, розташованих поблизу південного полюса Червоної планети. Вчені припустили, що це можуть бути живі організми, подібні організмам, знайденими в районі південного полюса Землі. "Ці плями показують, що під поверхнею льоду є організми, які використовують сонячну енергію для того, щоб плавити лід і тим самим створювати умови для життя", - сказав біолог Тібор Ганта (Tibor Ganti).
Протягом жорстокої марсіанської зими, ці так звані "марсіанські поверхневі організми" (Mars Surface Organisms) захищені шаром льоду, який починає плавитися, коли на початку літа температури піднімаються вище нуля. Розміри цих організмів, судячи з розмірів темних плям на дюнах (Див. додаток рис.2), коливаються від десятка до декількох сотень метрів.
Вчені вважають, що ці організми здатні зупиняти свою життєдіяльність у холодний період. "Такий же механізм був виявлений на Землі, в покритих льодом антарктичних озерах. Питання в тому, чи дозволяють суворі умови на Марсі працювати цьому механізму ", - продовжує Ганта. Він також говорить, що якщо їхні результати правильні, то це буде першим справжнім доказом присутності життя на Марсі.
Можливо, Європейське космічне агентство включить експерименти з перевірки ідей угорських вчених у програму досліджень космічного апарату "Марс Експрес".
Планети-гіганти. Клімат Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна абсолютно не відповідає нашим уявленням про комфорт: дуже холодно, жахливий газовий склад (метан, аміак, водень і т. д.), практично немає твердої поверхні - лише щільна атмосфера й океан рідких газів. Все це дуже не схоже на Землю. Проте в епоху зародження життя і Земля була зовсім не такою, як зараз. Її атмосфера швидше нагадувала Венеріанську і юпітеріанскую, хіба що була тепліше. Тому найближчим часом неодмінно буде здійснено пошук органічних сполук в атмосфері планет-гігантів.
СУПУТНИКИ ПЛАНЕТ І КОМЕТИ. "Сімейство" супутників, астероїдів і ядер комет дуже різноманітно за своїм складом. У нього, з одного боку, входить величезний супутник Сатурна Титан з щільною азотної атмосферою, а з іншого - дрібні крижані брили кометних ядер, більшу частину часу проводять на далекій периферії Сонячної системи. Серйозною надії виявити життя на цих тілах не було ніколи, хоча дослідження на них органічних сполук як попередників життя представляє особливий інтерес.
Останнім часом увага екзобіологов (фахівців з позаземного життя) залучає супутник Юпітера Європа. (Див. додаток рис.3) Під крижаною корою цього супутника повинен бути океан рідкої води. А де вода - там життя:
Розташоване в Антарктиді озеро Схід користується підвищеною увагою з боку дослідників, так як його вважають земним аналогом поверхні Європи - супутника Юпітера. Як стверджують вчені, умови цього озера, покритого майже чотирикілометровим шаром льоду, дуже близькі до передбачуваних для океану, виявленого під крижаною корою місяці Юпітера. До останнього часу можливою причиною виникнення і того, і іншого водного освіти вважалось геотермальне нагрівання. Ці водойми вкриті настільки товстим шаром льоду, що за мільйони років туди не надходив ні атмосферне повітря, ні сонячне світло. Тому, якщо в майбутньому вчені зможуть виявити життя в озері Схід (в даний час бурильні свердловини поки ще не досягли рідкого шару), то це буде служити реальним аргументом на користь існування життя і в океані Європи.
"Велика частина життя на поверхні Землі - на землі чи в море - залежить від фотосинтезу. Першою ланкою в харчових ланцюгах є перетворення хлорофілом сонячного світла в хімічно зберігається енергію. Але уявіть океан на Європі - величезний резервуар води, накритий кілометрами льоду. Фотосинтез там не працює. Однак, незважаючи ні на що, є інші шляхи для існування там життя ", - сказав Чайба.
Вступники з космічного апарату "Галілео" дані дозволяють припустити існування океану під поверхневими шарами не тільки Європи, але й інших супутників - Ганімеда і Каллісто. Наявність рідкої води - це найважливіша передумова для розвитку життя, але для її підтримки необхідний ще і джерело енергії. Дослідники відзначають, що таким джерелом зазвичай є окислювально-відновні реакції. Важливим окислювачем в земних океанах є кисень, продукт фотосинтезу, але навряд чи він може грати якусь роль в океанах юпітеріанських супутників. Можливо, що окислюють агенти, на зразок перекису водню, можуть утворюватися в крижаному шарі під впливом часток високої енергії з магнітосфери Юпітера. Просочуючись в океан крізь крижаний щит, такі речовини можуть служити основою для необхідних реакцій.
У вчених немає впевненості в тому, що такий механізм відіграє провідну роль, і тому вони шукали інші можливості для освіти в океанах молекулярного кисню. Однією з них виявився ізотоп калій-40, присутність якого можливо як в льоду, так і у воді. Розпад атомів калію-40 призводить до розщеплення молекул води і утворення молекулярного кисню. Кількість з'являється таким чином повітря достатньо для підтримки біосфери в океанах супутників.
У впали на землю метеоритах іноді виявляють складні органічні молекули. Спочатку була підозра, що вони потрапляють в метеорити із земної грунту, але тепер їх позаземне походження цілком надійно доведено. Наприклад, що впав в Австралії в 1972 р. метеорит Мерчісон був підібраний вже на наступний ранок. У його речовині знайшли 16 амінокислот - основних будівельних блоків тваринних і рослинних білків, причому лише 5 з них присутні в земних організмах, а решта 11 на Землі рідкісні. До того ж серед амінокислот метеорита Мерчісон в рівних частках присутні ліві і праві молекули (дзеркально симетричні одна одній), тоді як у земних організмах - в основному ліві. Крім того, в молекулах метеорита ізотопи вуглецю 12 С і 13 С представлені в іншій пропорції, ніж на Землі. Це, безперечно, доводить, що амінокислоти, а також гуанін і аденін - складові частини молекул ДНК і РНК, можуть самостійно формуватися в космосі.
Отже, поки в Сонячній системі ніде крім Землі, життя не виявлено. Вчені не мають на цей рахунок великих надій; швидше за все Земля виявиться єдиною живою планетою. Наприклад, клімат Марса в минулому був м'якшим, ніж зараз. Життя могла там зародитися і просунутися до певного щабля. Є підозра, що серед потрапили на Землю метеоритів деякі є давніми уламками Марса, в одному з них виявлені дивні сліди, можливо належать бактеріям. Це ще попередні результати, але навіть вони привертають інтерес до Марса.
5. Умови для життя в космосі
У космосі ми зустрічаємо широкий спектр фізичних умов: температура речовини змінюється від 3-5 К до 10 7 -10 8 К, а густина - від 10 -22 до 10 18 кг / см 3. Серед такого великого розмаїття нерідко вдається виявити місця (наприклад, міжзоряні хмари), де один з фізичних параметрів з точки зору земної біології сприяє розвитку життя. Але лише на планетах можуть збігтися всі параметри, необхідні для життя.
ЗАРОДЖЕННЯ життя на планеті. Наприкінці 50-х рр.. XX століття американські біофізики Стенлі Міллер, Хуан Оро, Леслі Оргел в лабораторних умовах імітували первинну атмосферу планет (водень, метан, аміак, сірководень, вода). Колби з газовою сумішшю вони висвітлювали ультрафіолетовими променями і порушували іскровий розряд (на молодих планетах активна вулканічна діяльність повинна супроводжуватися сильними грозами). У результаті з найпростіших речовин дуже швидко формувалися цікаві з'єднання, наприклад 12 з 20 амінокислот, що утворюють всі білки земних організмів, і 4 з 5 основ, що утворюють молекули РНК і ДНК. Зрозуміло, це лише самі елементарні "цеглинки", з яких по дуже складним правилам побудовані земні організми. До цих пір незрозуміло, як ці правила були вироблені і закріплені природою в молекулах РНК і ДНК.
ЗОНИ ЖИТТЯ. Біологи не бачать іншої основи для життя, крім органічних молекул - біополімерів. Якщо для деяких з них, наприклад молекули ДНК, найважливішою є послідовність ланок-мономерів, то для більшості інших молекул - білків і особливо ферментів - найважливішою є їх просторова форма, яка дуже чутлива до навколишньої температури. Варто підвищитися температурі, як білок денатурируется - втрачає свою просторову конфігурацію, а разом з нею і біологічні властивості. У земних організмів це відбувається при температурі близько 60 ° С. При 100-120 ° С руйнуються практично всі земні форми життя. До того ж універсальний розчинник - вода - за таких умов перетворюється в атмосфері Землі в пар, а при температурі менше 0 ° С - на лід. Отже, можна вважати, що сприятливий для виникнення діапазон температур - 0-100 ° С.
Температура на поверхні планети в основному залежить від світності батьківської зірки і відстані до неї. В кінці 50-х рр.. американський астрофізик, китаєць за народженням, Су-Шу Хуанг досліджував цю проблему детально: він розрахував. На якій відстані від зірок різного типу можуть перебувати населені планети, якщо середня температура на їх поверхні лежить в межах 0-100 ° С. Ясно, що навколо будь-якої зірки існує певна область - зона життя, за межі якої орбіти цих планет не повинні виходити. У зірок-карликів вона близька до зірки і неширока. При випадковому формуванні планет вірогідність, що яка-небудь з них потрапить у цю область, мала. У зірок високої світності зона життя знаходиться далеко від зірки і дуже обширна. Це добре, але тривалість їх життя така мала, що важко очікувати появи на їх планетах розумних речовин (земній біосфері для цього знадобилося більше 2 млрд. років).
Таким чином, на думку Су-Шу Хуанга, для населених планет найбільш підходять зірки головної послідовності спектральних класів від F5 до К5. Годяться не будь-які з них, а лише зірки другого покоління, багаті тими хімічними елементами, які необхідні для біосинтезу, - вуглецем, киснем, азотом, сіркою, фосфором. Сонце якраз і є такою зіркою, а наша Земля рухається в середині його зони життя. Венера і Марс перебувають поблизу країв цієї зони. У результат життя на них немає.
Отже, можна сподіватися, що у будь-який сонцеподібної зірки, що володіє планетної системою, знайдеться хоча б одна планета з умовами, придатними для розвитку на ній життя.
На жаль, залишилося мало шансів виявити активну біосферу в Сонячній системі і зовсім незрозуміло, як шукати її і в інших планетних системах. Але якщо десь життя досягла розумної форми і створила технічну цивілізацію, подібну земний, то можна спробувати вступити з нею в контакт; для створеної людьми техніки це вже реальне завдання.
ПЛАНЕТИ ПОБЛИЗУ ЗІРОК. Планети повинні бути не менше Марса, щоб утримати у своєї поверхні повітря і пари води, але й не такими величезними, як Юпітер і Сатурн, протяжна атмосфера яких не пропускає сонячні промені до поверхні. Одним словом, планети типу Землі, Венери, можливо, Нептуна і Урана за сприятливих обставин можуть стати колискою життя. А обставини ці досить очевидні: стабільне випромінювання зірки; певну відстань від планети до світила, що забезпечує комфортну для життя температуру; кругова форма орбіти планети, можлива лише в околицях відокремленої зірки (тобто одиночної або компонента дуже широкої подвійної системи). Це головне. Чи часто у космосі зустрічається сукупність подібних умов?
Одиночних зірок досить багато - близько половини зірок Галактики. З них близько 10% подібні з Сонцем по температурі і світності. Правда, далеко не всі вони також спокійні, як наша зірка, але приблизно кожна десята схожа на Сонце і в цьому відношенні. Спостереження останніх років показали, що планетні системи, ймовірно, формуються у значної частини зірок помірної маси. Таким чином, Сонце з його планетної системою повинні нагадувати близько 1% зірок Галактики, що не так уже й мало - мільярди зірок.
6. Пошук позаземних цивілізацій
Як знайти братів по розуму? Стратегія пошуку залежить від того, як люди уявляють собі можливості і бажання цих самих братів. Можна розділити такі подання на чотири різних типи:
Вони поряд з нами. Так думають ті, хто вважає НЛО космічними кораблями прибульців, вірить у технічну можливість міжзоряних перельотів, в регулярна поява інопланетян на Землі. На жаль, наукової бази для таких уявлень поки немає.
Вони тут колись побували. Деякі любителі історій і археологи вважають, що в пам'ятках, літературних джерелах і легендах збереглися свідчення про відвідини Землі прибульцями. Вони не виключають навіть, що ми - їхні нащадки. Це останнє твердження з точки зору біології дуже наївно: генетичний код і молекулярний склад людини повністю ідентичний іншим істот, що живуть на Землі. Про стародавні пам'ятники і легендах однозначної думки поки немає, проте в принципі люди в ревнощах могли створити будь-яке з цих творів.
Вони освоюють космос. Тут все досить просто. Земляни самі вже освоюють космос і можуть уявити собі перспективи цього заняття. Головне полягає в тому, що людство все більше споживає енергії і все більше розсіює її в навколишній простір у перетвореному вигляді. Наприклад, вже більше 100 років Землю залишають радіохвилі штучного походження. Останні 50 років це дуже потужні сигнали наших телевізійних передавачів та радарів, які без особливих зусиль можна зареєструвати з сусідніх зірок. Це ж стосується і потужних лазерних імпульсів, що посилаються в космос, У перспективі люди почнуть будувати великі космічні поселення, які будуть джерелами інфрачервоного (теплового) випромінювання з характерною температурою близько 300 К.
За подібним ознаками можна спробувати відшукати цивілізацію земного типу навіть в тому випадку, навіть якщо вона не прагнути повідомити про своє існування. Якщо технічний рівень цивілізації настільки високий, що вона навчилася використовувати всю енергію своєї зірки, наприклад, оточивши її непрозорою оболонкою (так звана сфера Дайсона), то замість зірки ми побачимо інфрачервоне джерело. Спеціальний пошук дійсно дозволив знайти такі джерела, але поки що всі вони виявлялися формуються зірками, оточеними пиловими оболонками. Втім, можливості наявних інфрачервоних телескопів все ще дуже обмежені.
Вони хочуть поговорити. Значно простіше було б виявити братів по розуму, якби вони самі цього захотіли. Потужний радіомаяк або лазерний "прожектор" можна помітити з дуже великої відстані. Такі пошуки робляться. Питання в тому, який спосіб повідомлення вони виберуть.
7. Зв'язок з позаземними цивілізаціями
Для бездротового зв'язку на землі в основному використовують радіо. Тому головні зусилля зараз спрямовані на пошуки сигналів позаземних цивілізацій (ПЦ) у радіодіапазоні. Але ведуться вони і в інших діапазонах випромінювання. За останні 20 років було проведено декілька експериментів з пошуку лазерних сигналів в оптичному діапазоні. Гідність лазерного зв'язку на малих відстанях очевидно: у неї дуже висока пропускна здатність, що дозволяє передавати величезну кількість інформації за короткий час. На великих відстанях лазерний промінь розсіюється і поглинається в атмосфері, і його доводиться пропускати по оптико-волоконного кабелю. Але космічний простір досить прозоро для оптичного зв'язку. Друга особливість лазера - висока спрямованість променя - скоріше є недоліком для бажаючих перехопити чуже космічне послання.
При спостереженні із Землі лазерний сигнал буде давати вузьку лінію в спектрі зірки, біля якої розташований лазерний передавач ОЦ. Отже, завдання зводиться до пошуку "зірок-лазерів", які мають надвузьких лініями випромінювання. Програма з пошуку таких зірок проводиться в Спеціальній астрофізичній обсерваторії Російської Академії наук на Північному Кавказі за допомогою 6-метрового рефлектора БТА. Там був розроблений спеціальний комплекс апаратури МАНІЯ, що дозволяє виявляти надшвидкі, до 10 -7 с, варіації світлового потоку і їх надвузькі, до 10 -6 А про, емісійні лінії. Важливо, що пошук сигналів ВЦ ведеться одночасно з рішенням астрофізичних завдань, наприклад, з вивченням нейтронних зірок і пошуком чорних дір, тобто не відволікає телескопи від наукових цілей.
Нещодавно в цю роботу включилися аргентинські астрономи, почавши пошук оптичних сигналів з допомогою телескопа діаметром 2 м в провінції Сан-Жуан поблизу Аргентинських Анд. Важливо, що цього телескопу доступні зірки південної півкулі неба. Ще одна програма пошуку лазерних сигналів в інфрачервоному діапазоні ведеться Каліфорнійським університетом у Берклі. Для неї використовується одне із дзеркал діаметром 1,7 м зоряного інтерферометра, встановленого в обсерваторії Маунт-Вілсон. Ця програма включає дослідження 300 близьких до Землі зірок і розрахована на кілька років.
І все ж таки поки радіохвилі вважаються найбільш перспективним видом зв'язку. Чутливі земні радіоантени могли б виявити потужні телевізійні передавачі типу Останкінського на планетах у сусідніх зірок. Сучасна техніка дозволяє встановити зв'язок з братами по розуму в будь-якому куточку Галактики, якщо, звичайно, знати, де вони і в якому діапазоні хвиль збираються вести переговори. А може бути, ці переговори вже ведуться, і залишилося лише налаштувати приймачі, щоб їх чути?
Отже, для пошуку сигналів ВЦ крім технічних фінансових проблем потрібно було вирішити 2 принципові: в яку точку неба направити антену і на яку частоту налаштувати приймач.
Перша проблема вирішилася легко: антени спрямовані на найближчі зірки, схожі на Сонце, в надії, що поряд з ними є планети, схожі на Землю. Друга проблема виявилася складніше. Коли людина ловить невідому радіостанцію домашнім приймачем, то він просто "бродить" по всьому діапазону хвиль. Якщо станція потужна, її відшукати легко, а якщо сигнал слабкий, то потрібно повільно переходити з хвилі на хвилю, уважно вслухаючись в шурхіт перешкод, - на це йде багато часу. Очікуваний з космосу сигнал настільки слабкий, що, просто обертаючи ручку настройки приймача, його не знайти. У перші роки пошуку сигналу ВЦ вчені намагалися вгадати, на якій частоті можна очікувати передачу з космосу. Вирішили так: цю частоту повинен знати будь-Радіоастрон в Галактиці, значить, це має бути лінія випромінювання якого-небудь космічної речовини, краще всього самого поширеного, тобто водню. Дійсно, він слабо випромінює хвилі довжиною 21 см. На цю хвилю і вирішили налаштуватися.
8. Проекти вивчення неземних цивілізацій Озма і Серендіпа
Спостереження почалися в 1960 р., коли Френсіс Дрейк спробував за допомогою антени діаметром 26 метрів прийняти сигнали від зірок t Кіта і e Ерідана. Його робота називалася "проект Озма". Штучні сигнали виявлені не були, але робота Дрейка відкрила еру пошуку сигналів пошуку ПЦ. Спочатку це заняття отримала загальну назву GETI (Communication with ExtraTerrestrial Intelligents - "Зв'язок з неземними цивілізаціями"). Пізніше його стали називати більш обережно SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligents - "Пошук позаземних цивілізацій"), маючи на увазі, що, перш ніж вдасться налагодити зв'язок, необхідно знайти хоч якісь сліди діяльності розумних істот у космосі. За минулі роки в різних країнах, в основному в США і в СРСР, було здійснено більше 60 експериментів з пошуку сигналів ПЦ, вивчені тисячі зірок на різних частотах. Але до цих пір сигнали розумних істот не виявлені.
Стратегія пошуку за цей час помітно змінилася. Перші роботи просто повторювали ідею Дрейка в розширеному вигляді. Потім досліджували інші зірки і на інших частотах, але незабаром зрозуміли, що сподіватися на успіх можна лише в тому випадку, якщо вдасться прослухати все небо на всіх частотах. У комп'ютерні часи це виявилося можливо.
У 1992 р. Національне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору США (НАСА) розпочало проект Серендіпа (SERENDIP, Search for Extraterrestrial Radio Emission from nearby Developed Intelligent Populations - "Пошук позаземного радіовипромінювання від сусідніх розвинених цивілізацій"). Проект розрахований на 10 років. У ньому беруть участь кілька обсерваторій різних країн. За допомогою параболічної антени діаметром 34 м в Голдстоуні (штат Каліфорнія) проводиться суцільне перегляд неба - смуга за смугою. При виявленні підозрілих сигналів їх детальним вивченням займаються більш великі телескопи, такі, як антена діаметром 64 м в Паркс (Австралія) або 300-метрова чаша в Аресібо на острові Пуерто-Ріко.
Робота ведеться паралельно зі звичайними науковими спостереженнями. Іншими словами, звідки б не отримував телескоп сигнали, Серендіпа постійно аналізує їх на "розумність": раптом попутно що-небудь цікаве виявить, зовсім як у відомій казці.
Застосована і нова стратегія пошуку. Спочатку радіотелескоп середнього розміру швидко переглядає смугу неба, неодноразово скануючи її взад і вперед. "Погляд" антени рухається швидко, а комп'ютер сортує отримані дані, відбираючи серед зафіксованих джерел декілька найцікавіших. Потім за допомогою тієї ж антени вони вивчаються більш детально. Телескоп фіксує "погляд" на кожному з них, підвищуючи тим самим свою чутливість. Зрозуміло, більшість джерел виявляються помилковими: перешкоди від радарів, власні шуми приймача і т. п. Але деякі джерела підтверджуються і заносяться до каталогу для детального вивчення з допомогою самих великих антен.
Дивовижна здатність проекту Серендіпа - його багатоканальні приймачі: космічний простір прослуховується не на одній частоті, а відразу на декількох мільйонах частот, що перекривають широкий діапазон радіохвиль. У колишні роки пошук сигналів вівся на одній фіксованій частоті, заздалегідь обраної дослідниками. Така стратегія нагадувала полювання за рибою з острогою у каламутній воді. Мисливець намагається вгадати, де повинна знаходитися риба у даний момент, і встромляє туди остень. Чи багато у нього шансів на успіх? Радіоприймачі проекту Серендіпа в цьому сенсі схожі на дрібнопористий мережа, яка широко захоплює і не пропускає ні одну рибку, причому розмір цього "невода" постійно зростає: на антені в Аресібо працює приймач на 4 млн. каналів! Створивши ці суперпріемнікі, радіоастрономи знову навели свої антени на найближчі зірки: тисячу зірок на околицях Сонця прослуховують тепер на мільйонах різних частот.
Потрібно зауважити, що наукові роботи, що не мають безпосереднього практичного застосування, фінансуються в будь-якій країні не дуже щедро, а тим більше такі фантастичні, як пошук ПЦ. Проект Серендіпа в 1994 р. був зупинений: необхідні для продовження роботи 12 млн. дол Американський сенат не виділив, мотивуючи свою відмову тим, що "брати по розуму не можуть вирішити наші фінансові проблеми". Але знайшлися ентузіасти, які створили для підтримки унікального проекту товариство "Друзі Серендіпа", яке очолив знамениті письменник-фантаст Артур Кларк (до речі, він вже багато років живе на острові Шрі-Ланка, тобто на тому самому казковому Серендіпа). Зараз космічний пошук триває; вже помічені сотні незвичайних сигналів, які будуть вивчатися більш детально.
9. Мова братів по розуму
Спроби налагодити радіоконтакт з братами по розуму тривають вже близько 40 років. І давно стало ясно, що головною проблемою в цій справі буде не техніка передачі і прийомів сигналів, а мова і зміст повідомлень. Очевидно, що вибір мови спілкування залежить від попередньої інформації про співрозмовника: чим менше про нього відомо, тим більш універсальним повинен бути мова. Його вибір залежить від форми контактів. Як показав досвід спілкування різних цивілізацій Землі (наприклад, європейців та індійців), навіть тут контакти бувають дуже складними. У XIX ст. російський етнограф М. М. Миклухо-Маклай, намагаючись скласти словник мови папуасів, зіткнувся з серйозними труднощами. Бажаючи знати, як називається лист, він показав його кільком тубільцям і, на свій подив, від усіх почув різні назви. Поступово він з'ясував, що один сказав "зелений", інший - "бруд", інший - "погана", оскільки лист був піднятий з землі, третій назвав рослина, якій належав лист, і т. д. Навіть у цьому найпростішому випадку, виявилося важко домогтися ясності. Ще складніше було з абстрактними поняттями. "Для низки понять - писав мандрівник, - я ніяким чином не міг отримати відповідних позначень, для цього виявилося недостатнім як моя сила уяви, так і моя міміка. Як я міг, наприклад, уявити поняття "сни" або "сон", як міг знайти назву поняття "друг", "дружба"? Навіть для дієслова "бачити" я дізнався слово лише після 4 місяців, а для дієслова "чути" так і міг дізнатися ".
Контакти з іншими цивілізаціями напевно будуть пов'язані з дуже великими труднощами, а можуть взагалі виявитися марними. Адже до цих пір не почитати деякі тексти на мертвих мовах Землі - своєрідні послання з глибини століть. Ще більших труднощів слід очікувати в тому випадку, якщо нам вдасться випадково підслухати радіоповідомлення з інших світів, призначені для внутрішнього користування, наприклад, уривки телепередач або позивні космічних маяків. Але якщо хтось поправляє в космос спеціальні позивні для пошуку братів по розуму, то він повинен подбати про простоту мови, тобто створити особливу мову, зрозумілий кожному мислячій істоті. Вчені називають це принципом антікріптографіі (від грец. "Анти" - "проти"; "Криптос" - "таємний", "прихований"; "графо" - "пишу").
ШТУЧНІ МОВИ. Їхня історія почалася зі спроб придумати універсальна мова для людей. Результат однієї з таких спроб - мова есперанто - і зараз в ходу. Проте так чи інакше основою цих мов були живі європейські мови. Ханс Фройденталь, професор математики Утрехтського університету (Нідерланди) вирішив створити мову, зрозумілу для істот, що не мають з нами нічого спільного, крім розуму. Справа відбувалося в ті роки, коли всі були схвильовані запуском першого супутника і першою спробою Дрейка прийняти сигнали позаземних цивілізацій. Тому Фройденталь назвав свою мову лінкос (від лат. Linqua cosmica - "космічний мова").
Лінкос проста й однозначна, він не містить винятків із правил, синонімів і т. д. До того ж ця мова зовсім вільний від фонетичного звучання. Слова цієї мови ніколи і ніким у Всесвіті вимовлятися не будуть. Їх можна закодувати у любо системі, наприклад у двійковій, і передавати в космос по радіо або іншим способом.
Фройденталь розробив уроки лінкоса, якими повинно починатися перше послання. Перший урок містить прості поняття математики та логіки. Він починається поруч натуральних чисел, які передаються послідовністю імпульсів. Потім вводяться знаки чисел і поняття "дорівнює". Кожен знак передається імпульсом особливої форми. Після цього демонструються арифметичні операції. Таким чином, невідомий кореспондент проходить курс математики і опановує поняттям "більше", "менше", "вірно", "невірно", "зростає", "убуває" і т. д.
КОСМІЧНІ ПОСЛАННЯ. За минулі 40 років люди переконалися, що поряд із Землею немає цивілізацій, що передають повідомлення по радіо. І земляни самі вирішили послати звісточку невідомим космічним братам. У 70-х рр.. до зірок були відправлені радіограми і автоматичні зонди з посилками на борту. Яке ж було їх зміст?
Перш за все, потрібно було вирішити питання, в якій формі послати повідомлення: у формі тексту або картинок, тобто скористатися поняттями або образами. Використовувати лінкос поки не зважилися. Всі послання, відправлені в космос по радіо і на борту космічних апаратів, містять образи - малюнки, слайди, звуки мови, музику. Короткий текст складається з декількох чисел, необхідних для вказівки "зворотної адреси" - положення нашої планети в Галактиці.
16 листопада 1974 з обсерваторії Аресібо було відправлено повідомлення у напрямку кульового зоряного скупчення М 13 в сузір'ї Геркулеса. У ньому близько мільйона зірок, подібних до Сонця, тому цілком ймовірно, що повідомлення буде ким-то прийнято. Правда сигнал добереться туди тільки через 25 тис. років. Повідомлення надіслано на хвилі довжиною 12,6 см і містить 1679 знаків. Як сподіваються земляни, їх інопланетні колеги збагнуть, що послання є кадром 23х73.
Поки землянам невідомі швидкі способи міжзоряних подорожей; переліт навіть до найближчої зірку зайняв би десятки тис. років. Для людини шлях до зірок поки закритий. Але автомати вже поринули у міжзоряний простір: чотири зонда покинули межі Сонячної системи - це "Піонер-10, -11", запущені в 1972-1973 рр.., І "Вояджер-1, -2", запущені 1977 Пролетівши повз зовнішні планет, вони подолали тяжіння Сонця і тепер віддаляються в глибини Галактики. Так чому ж не послати з ними звісточки в інші світи? Є шанс, що вони коли-небудь потраплять до рук розумних істот. Тому кожен з зондів несе особливе послання.
Усередині "Піонерів" закладені невеликі металеві пластинки, на яких викарбувано "візитна картка" землян. На ній зображені люди на тлі силуету космічного апарату (для того щоб показати масштаб). Чоловік вітально підняв руку. Внизу показана схема Сонячної системи; лінія, що протягнулася від третьої планети до маленького силуету "Піонера" показує траєкторію польоту. Вгорі зліва двічі зображений атом водню. Гурток позначає орбіту електрона, а паличка з точкою - напрямок спина (осі власного обертання) електрона і протона. На правому малюнку спини часток збігаються, а на лівому вони протилежні. Кожен фізик (в тому числі, напевно, і неземної) знає, що при повороті спінів атом водню випромінює радіоімпульс з частотою 1420 МГц, тобто з довжиною хвилі 21 см. Ці довжина і частота (міра часу) служать одиницями всіх інших відстаней і часів, вказаних на цьому малюнку.
Найважливіше повідомлення зашифровано в "зірочці" ліворуч від центру. Це наш "зворотну адресу": в середині - Сонце, а простягнулися від нього промені показують напрями і відстані до "радіомаяків" Галактики - пульсарів. Це нейтронні зірки, швидко обертаються і випромінюють радіоімпульси з певним періодом. У кожного пульсара свій період, який в двійковому коді записаний уздовж променя. Всім розвиненим цивілізаціям ці пульсари повинні бути відомі. А знаючи їх координати в Галактиці, легко знайти і положення Сонця. Найдовший горизонтальний промінь вказує напрям і відстань до центру Галактики - "столиці" нашої "зоряної імперії".
На "Вояджера" відправлені вже цілі посилки: до борту кожного з них прикріпили круглу алюмінієву коробку, поклавши туди позолочений відеодиск. Інструкція по його відтворенню зображена на кришці коробки.
На диску 115 зображень (слайдів), на яких зібрані найважливіші наукові дані, види Землі, її материків, різні ландшафти, сцени з життя тварин і людини, їх анатомічна будова і біохімічна структура, включаючи молекулу ДНК.
Крім зображень на диску записані і звуки: шепіт матері і плач дитини, голоси птахів і звірів (наприклад, "пісні" китів), шум вітру та дощу, гуркіт вулканів і землетрусів, шурхіт піску і океанський прибій. Є навіть звук поцілунку, який вміло відтворили творці відеодиска.
Людська мова представлена на диску короткими привітаннями на 58 мовах народів світу. По-русски сказано: "здорові, вітаю вас!". Особливу главу послання складають досягнення світової музичної культури. На диску записані твори Баха, Моцарта, Бетховена, джазові композиції Луї Армстронга, Чака Берії і народна музика багатьох країн.
Чи отримають це послання брати по розуму, зараз сказати важко. Дуже мала ця частинка землі в порівнянні з безмежним космічними просторами. Але це лише один з кроків, які люди почали робити в пошуках життя і розуму у космосі, і тепер вони вже не зупиняться, поки не знайдуть їх.
Висновок
Отже, позаземні цивілізації, як і раніше належать до числа гіпотетичних об'єктів, пошук яких становить величезний інтерес. Тривають суперечки про реальність позаземних цивілізацій, але лише подальші спостереження та експерименти дозволять з'ясувати, чи існують де-небудь населені світи або ми самотні, принаймні, в межах нашої Галактики.
З даного реферату можна зробити висновок, що до цих пір вчені всього світу не довели, "самотні ми у Всесвіті?" І чи є розумне життя на інших планетах. Ми нерідко задаємося дуже загальними питаннями, що стосуються існування і властивостей Всесвіту в цілому. Але якщо поставлене питання, це ще не означає, що на нього може бути отримана відповідь. Чи правомірно ставити питання про те, чому світ, в якому ми живемо, саме такий, а не який-небудь інший? Для того щоб отримати на подібне питання, вичерпну відповідь, нам треба було б вийти за рамки спостережуваного Всесвіту і охопити світ у всьому його нескінченному розмаїтті. А це, на жаль, неможливо як принципово, так і з причин суто практичним. Зрозуміло, все в світі в принципі пізнаване. У тому сенсі, що всі явища мають природні причини і підпорядковуються природним закономірностям. Але практично ми можемо дізнатися далеко не всі. Перш за все, тому, що сам процес пізнання нескінченно різноманітної Всесвіту нескінченний в часі і на якому рівні розвитку науки в навколишньому світі завжди залишиться для нас щось невідоме. По-друге, тому що не про всі світових процесах ми можемо отримати необхідну інформацію.
З усього мною написаного, конкретної відповіді на питання "Чи існує життя у Всесвіті?" Немає.
Так будемо сподіватися, що в найближчому майбутньому отримаємо відповідь на це питання.
Список літератури:
1. Аксьонова Д. "Енциклопедія для дітей. Астрономія "1997 р.
2. Гурштейн А.А. "Одвічні таємниці неба" 1991 р.
3. Дагаєв М. М. "Спостереження зоряного неба" М., Наука, 1993 р.
4. Данлоп С. "Абетка зоряного неба" / пер. з англ. М., Мир, 1986 р.
5. Єфремов Ю.М. "У глибини всесвіту" 1984 р.
6. Зігель Ф.Ю. "Астрономія в її розвитку" М., Наука, 1988 р.
7. Зігель Ф. Ю. "Скарби зоряного неба" М., Наука, 1996 р.
8. Куликівський П. Г. "Довідник любителя астрономії" М., Наука, 1991.
9. Шкловський І.С. "Всесвіт, життя, розум" 1976
10. Internet: www.astronomy.ru
11. Internet: www.coolsoch.ru
12. internet: www.nasa.gov
Вони хочуть поговорити. Значно простіше було б виявити братів по розуму, якби вони самі цього захотіли. Потужний радіомаяк або лазерний "прожектор" можна помітити з дуже великої відстані. Такі пошуки робляться. Питання в тому, який спосіб повідомлення вони виберуть.
7. Зв'язок з позаземними цивілізаціями
Для бездротового зв'язку на землі в основному використовують радіо. Тому головні зусилля зараз спрямовані на пошуки сигналів позаземних цивілізацій (ПЦ) у радіодіапазоні. Але ведуться вони і в інших діапазонах випромінювання. За останні 20 років було проведено декілька експериментів з пошуку лазерних сигналів в оптичному діапазоні. Гідність лазерного зв'язку на малих відстанях очевидно: у неї дуже висока пропускна здатність, що дозволяє передавати величезну кількість інформації за короткий час. На великих відстанях лазерний промінь розсіюється і поглинається в атмосфері, і його доводиться пропускати по оптико-волоконного кабелю. Але космічний простір досить прозоро для оптичного зв'язку. Друга особливість лазера - висока спрямованість променя - скоріше є недоліком для бажаючих перехопити чуже космічне послання.
При спостереженні із Землі лазерний сигнал буде давати вузьку лінію в спектрі зірки, біля якої розташований лазерний передавач ОЦ. Отже, завдання зводиться до пошуку "зірок-лазерів", які мають надвузьких лініями випромінювання. Програма з пошуку таких зірок проводиться в Спеціальній астрофізичній обсерваторії Російської Академії наук на Північному Кавказі за допомогою 6-метрового рефлектора БТА. Там був розроблений спеціальний комплекс апаратури МАНІЯ, що дозволяє виявляти надшвидкі, до 10 -7 с, варіації світлового потоку і їх надвузькі, до 10 -6 А про, емісійні лінії. Важливо, що пошук сигналів ВЦ ведеться одночасно з рішенням астрофізичних завдань, наприклад, з вивченням нейтронних зірок і пошуком чорних дір, тобто не відволікає телескопи від наукових цілей.
Нещодавно в цю роботу включилися аргентинські астрономи, почавши пошук оптичних сигналів з допомогою телескопа діаметром 2 м в провінції Сан-Жуан поблизу Аргентинських Анд. Важливо, що цього телескопу доступні зірки південної півкулі неба. Ще одна програма пошуку лазерних сигналів в інфрачервоному діапазоні ведеться Каліфорнійським університетом у Берклі. Для неї використовується одне із дзеркал діаметром 1,7 м зоряного інтерферометра, встановленого в обсерваторії Маунт-Вілсон. Ця програма включає дослідження 300 близьких до Землі зірок і розрахована на кілька років.
І все ж таки поки радіохвилі вважаються найбільш перспективним видом зв'язку. Чутливі земні радіоантени могли б виявити потужні телевізійні передавачі типу Останкінського на планетах у сусідніх зірок. Сучасна техніка дозволяє встановити зв'язок з братами по розуму в будь-якому куточку Галактики, якщо, звичайно, знати, де вони і в якому діапазоні хвиль збираються вести переговори. А може бути, ці переговори вже ведуться, і залишилося лише налаштувати приймачі, щоб їх чути?
Отже, для пошуку сигналів ВЦ крім технічних фінансових проблем потрібно було вирішити 2 принципові: в яку точку неба направити антену і на яку частоту налаштувати приймач.
Перша проблема вирішилася легко: антени спрямовані на найближчі зірки, схожі на Сонце, в надії, що поряд з ними є планети, схожі на Землю. Друга проблема виявилася складніше. Коли людина ловить невідому радіостанцію домашнім приймачем, то він просто "бродить" по всьому діапазону хвиль. Якщо станція потужна, її відшукати легко, а якщо сигнал слабкий, то потрібно повільно переходити з хвилі на хвилю, уважно вслухаючись в шурхіт перешкод, - на це йде багато часу. Очікуваний з космосу сигнал настільки слабкий, що, просто обертаючи ручку настройки приймача, його не знайти. У перші роки пошуку сигналу ВЦ вчені намагалися вгадати, на якій частоті можна очікувати передачу з космосу. Вирішили так: цю частоту повинен знати будь-Радіоастрон в Галактиці, значить, це має бути лінія випромінювання якого-небудь космічної речовини, краще всього самого поширеного, тобто водню. Дійсно, він слабо випромінює хвилі довжиною 21 см. На цю хвилю і вирішили налаштуватися.
8. Проекти вивчення неземних цивілізацій Озма і Серендіпа
Спостереження почалися в 1960 р., коли Френсіс Дрейк спробував за допомогою антени діаметром 26 метрів прийняти сигнали від зірок t Кіта і e Ерідана. Його робота називалася "проект Озма". Штучні сигнали виявлені не були, але робота Дрейка відкрила еру пошуку сигналів пошуку ПЦ. Спочатку це заняття отримала загальну назву GETI (Communication with ExtraTerrestrial Intelligents - "Зв'язок з неземними цивілізаціями"). Пізніше його стали називати більш обережно SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligents - "Пошук позаземних цивілізацій"), маючи на увазі, що, перш ніж вдасться налагодити зв'язок, необхідно знайти хоч якісь сліди діяльності розумних істот у космосі. За минулі роки в різних країнах, в основному в США і в СРСР, було здійснено більше 60 експериментів з пошуку сигналів ПЦ, вивчені тисячі зірок на різних частотах. Але до цих пір сигнали розумних істот не виявлені.
Стратегія пошуку за цей час помітно змінилася. Перші роботи просто повторювали ідею Дрейка в розширеному вигляді. Потім досліджували інші зірки і на інших частотах, але незабаром зрозуміли, що сподіватися на успіх можна лише в тому випадку, якщо вдасться прослухати все небо на всіх частотах. У комп'ютерні часи це виявилося можливо.
У 1992 р. Національне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору США (НАСА) розпочало проект Серендіпа (SERENDIP, Search for Extraterrestrial Radio Emission from nearby Developed Intelligent Populations - "Пошук позаземного радіовипромінювання від сусідніх розвинених цивілізацій"). Проект розрахований на 10 років. У ньому беруть участь кілька обсерваторій різних країн. За допомогою параболічної антени діаметром 34 м в Голдстоуні (штат Каліфорнія) проводиться суцільне перегляд неба - смуга за смугою. При виявленні підозрілих сигналів їх детальним вивченням займаються більш великі телескопи, такі, як антена діаметром 64 м в Паркс (Австралія) або 300-метрова чаша в Аресібо на острові Пуерто-Ріко.
Робота ведеться паралельно зі звичайними науковими спостереженнями. Іншими словами, звідки б не отримував телескоп сигнали, Серендіпа постійно аналізує їх на "розумність": раптом попутно що-небудь цікаве виявить, зовсім як у відомій казці.
Застосована і нова стратегія пошуку. Спочатку радіотелескоп середнього розміру швидко переглядає смугу неба, неодноразово скануючи її взад і вперед. "Погляд" антени рухається швидко, а комп'ютер сортує отримані дані, відбираючи серед зафіксованих джерел декілька найцікавіших. Потім за допомогою тієї ж антени вони вивчаються більш детально. Телескоп фіксує "погляд" на кожному з них, підвищуючи тим самим свою чутливість. Зрозуміло, більшість джерел виявляються помилковими: перешкоди від радарів, власні шуми приймача і т. п. Але деякі джерела підтверджуються і заносяться до каталогу для детального вивчення з допомогою самих великих антен.
Дивовижна здатність проекту Серендіпа - його багатоканальні приймачі: космічний простір прослуховується не на одній частоті, а відразу на декількох мільйонах частот, що перекривають широкий діапазон радіохвиль. У колишні роки пошук сигналів вівся на одній фіксованій частоті, заздалегідь обраної дослідниками. Така стратегія нагадувала полювання за рибою з острогою у каламутній воді. Мисливець намагається вгадати, де повинна знаходитися риба у даний момент, і встромляє туди остень. Чи багато у нього шансів на успіх? Радіоприймачі проекту Серендіпа в цьому сенсі схожі на дрібнопористий мережа, яка широко захоплює і не пропускає ні одну рибку, причому розмір цього "невода" постійно зростає: на антені в Аресібо працює приймач на 4 млн. каналів! Створивши ці суперпріемнікі, радіоастрономи знову навели свої антени на найближчі зірки: тисячу зірок на околицях Сонця прослуховують тепер на мільйонах різних частот.
Потрібно зауважити, що наукові роботи, що не мають безпосереднього практичного застосування, фінансуються в будь-якій країні не дуже щедро, а тим більше такі фантастичні, як пошук ПЦ. Проект Серендіпа в 1994 р. був зупинений: необхідні для продовження роботи 12 млн. дол Американський сенат не виділив, мотивуючи свою відмову тим, що "брати по розуму не можуть вирішити наші фінансові проблеми". Але знайшлися ентузіасти, які створили для підтримки унікального проекту товариство "Друзі Серендіпа", яке очолив знамениті письменник-фантаст Артур Кларк (до речі, він вже багато років живе на острові Шрі-Ланка, тобто на тому самому казковому Серендіпа). Зараз космічний пошук триває; вже помічені сотні незвичайних сигналів, які будуть вивчатися більш детально.
9. Мова братів по розуму
Спроби налагодити радіоконтакт з братами по розуму тривають вже близько 40 років. І давно стало ясно, що головною проблемою в цій справі буде не техніка передачі і прийомів сигналів, а мова і зміст повідомлень. Очевидно, що вибір мови спілкування залежить від попередньої інформації про співрозмовника: чим менше про нього відомо, тим більш універсальним повинен бути мова. Його вибір залежить від форми контактів. Як показав досвід спілкування різних цивілізацій Землі (наприклад, європейців та індійців), навіть тут контакти бувають дуже складними. У XIX ст. російський етнограф М. М. Миклухо-Маклай, намагаючись скласти словник мови папуасів, зіткнувся з серйозними труднощами. Бажаючи знати, як називається лист, він показав його кільком тубільцям і, на свій подив, від усіх почув різні назви. Поступово він з'ясував, що один сказав "зелений", інший - "бруд", інший - "погана", оскільки лист був піднятий з землі, третій назвав рослина, якій належав лист, і т. д. Навіть у цьому найпростішому випадку, виявилося важко домогтися ясності. Ще складніше було з абстрактними поняттями. "Для низки понять - писав мандрівник, - я ніяким чином не міг отримати відповідних позначень, для цього виявилося недостатнім як моя сила уяви, так і моя міміка. Як я міг, наприклад, уявити поняття "сни" або "сон", як міг знайти назву поняття "друг", "дружба"? Навіть для дієслова "бачити" я дізнався слово лише після 4 місяців, а для дієслова "чути" так і міг дізнатися ".
Контакти з іншими цивілізаціями напевно будуть пов'язані з дуже великими труднощами, а можуть взагалі виявитися марними. Адже до цих пір не почитати деякі тексти на мертвих мовах Землі - своєрідні послання з глибини століть. Ще більших труднощів слід очікувати в тому випадку, якщо нам вдасться випадково підслухати радіоповідомлення з інших світів, призначені для внутрішнього користування, наприклад, уривки телепередач або позивні космічних маяків. Але якщо хтось поправляє в космос спеціальні позивні для пошуку братів по розуму, то він повинен подбати про простоту мови, тобто створити особливу мову, зрозумілий кожному мислячій істоті. Вчені називають це принципом антікріптографіі (від грец. "Анти" - "проти"; "Криптос" - "таємний", "прихований"; "графо" - "пишу").
ШТУЧНІ МОВИ. Їхня історія почалася зі спроб придумати універсальна мова для людей. Результат однієї з таких спроб - мова есперанто - і зараз в ходу. Проте так чи інакше основою цих мов були живі європейські мови. Ханс Фройденталь, професор математики Утрехтського університету (Нідерланди) вирішив створити мову, зрозумілу для істот, що не мають з нами нічого спільного, крім розуму. Справа відбувалося в ті роки, коли всі були схвильовані запуском першого супутника і першою спробою Дрейка прийняти сигнали позаземних цивілізацій. Тому Фройденталь назвав свою мову лінкос (від лат. Linqua cosmica - "космічний мова").
Лінкос проста й однозначна, він не містить винятків із правил, синонімів і т. д. До того ж ця мова зовсім вільний від фонетичного звучання. Слова цієї мови ніколи і ніким у Всесвіті вимовлятися не будуть. Їх можна закодувати у любо системі, наприклад у двійковій, і передавати в космос по радіо або іншим способом.
Фройденталь розробив уроки лінкоса, якими повинно починатися перше послання. Перший урок містить прості поняття математики та логіки. Він починається поруч натуральних чисел, які передаються послідовністю імпульсів. Потім вводяться знаки чисел і поняття "дорівнює". Кожен знак передається імпульсом особливої форми. Після цього демонструються арифметичні операції. Таким чином, невідомий кореспондент проходить курс математики і опановує поняттям "більше", "менше", "вірно", "невірно", "зростає", "убуває" і т. д.
КОСМІЧНІ ПОСЛАННЯ. За минулі 40 років люди переконалися, що поряд із Землею немає цивілізацій, що передають повідомлення по радіо. І земляни самі вирішили послати звісточку невідомим космічним братам. У 70-х рр.. до зірок були відправлені радіограми і автоматичні зонди з посилками на борту. Яке ж було їх зміст?
Перш за все, потрібно було вирішити питання, в якій формі послати повідомлення: у формі тексту або картинок, тобто скористатися поняттями або образами. Використовувати лінкос поки не зважилися. Всі послання, відправлені в космос по радіо і на борту космічних апаратів, містять образи - малюнки, слайди, звуки мови, музику. Короткий текст складається з декількох чисел, необхідних для вказівки "зворотної адреси" - положення нашої планети в Галактиці.
16 листопада 1974 з обсерваторії Аресібо було відправлено повідомлення у напрямку кульового зоряного скупчення М 13 в сузір'ї Геркулеса. У ньому близько мільйона зірок, подібних до Сонця, тому цілком ймовірно, що повідомлення буде ким-то прийнято. Правда сигнал добереться туди тільки через 25 тис. років. Повідомлення надіслано на хвилі довжиною 12,6 см і містить 1679 знаків. Як сподіваються земляни, їх інопланетні колеги збагнуть, що послання є кадром 23х73.
Поки землянам невідомі швидкі способи міжзоряних подорожей; переліт навіть до найближчої зірку зайняв би десятки тис. років. Для людини шлях до зірок поки закритий. Але автомати вже поринули у міжзоряний простір: чотири зонда покинули межі Сонячної системи - це "Піонер-10, -11", запущені в 1972-1973 рр.., І "Вояджер-1, -2", запущені 1977 Пролетівши повз зовнішні планет, вони подолали тяжіння Сонця і тепер віддаляються в глибини Галактики. Так чому ж не послати з ними звісточки в інші світи? Є шанс, що вони коли-небудь потраплять до рук розумних істот. Тому кожен з зондів несе особливе послання.
Усередині "Піонерів" закладені невеликі металеві пластинки, на яких викарбувано "візитна картка" землян. На ній зображені люди на тлі силуету космічного апарату (для того щоб показати масштаб). Чоловік вітально підняв руку. Внизу показана схема Сонячної системи; лінія, що протягнулася від третьої планети до маленького силуету "Піонера" показує траєкторію польоту. Вгорі зліва двічі зображений атом водню. Гурток позначає орбіту електрона, а паличка з точкою - напрямок спина (осі власного обертання) електрона і протона. На правому малюнку спини часток збігаються, а на лівому вони протилежні. Кожен фізик (в тому числі, напевно, і неземної) знає, що при повороті спінів атом водню випромінює радіоімпульс з частотою 1420 МГц, тобто з довжиною хвилі 21 см. Ці довжина і частота (міра часу) служать одиницями всіх інших відстаней і часів, вказаних на цьому малюнку.
Найважливіше повідомлення зашифровано в "зірочці" ліворуч від центру. Це наш "зворотну адресу": в середині - Сонце, а простягнулися від нього промені показують напрями і відстані до "радіомаяків" Галактики - пульсарів. Це нейтронні зірки, швидко обертаються і випромінюють радіоімпульси з певним періодом. У кожного пульсара свій період, який в двійковому коді записаний уздовж променя. Всім розвиненим цивілізаціям ці пульсари повинні бути відомі. А знаючи їх координати в Галактиці, легко знайти і положення Сонця. Найдовший горизонтальний промінь вказує напрям і відстань до центру Галактики - "столиці" нашої "зоряної імперії".
На "Вояджера" відправлені вже цілі посилки: до борту кожного з них прикріпили круглу алюмінієву коробку, поклавши туди позолочений відеодиск. Інструкція по його відтворенню зображена на кришці коробки.
На диску 115 зображень (слайдів), на яких зібрані найважливіші наукові дані, види Землі, її материків, різні ландшафти, сцени з життя тварин і людини, їх анатомічна будова і біохімічна структура, включаючи молекулу ДНК.
Крім зображень на диску записані і звуки: шепіт матері і плач дитини, голоси птахів і звірів (наприклад, "пісні" китів), шум вітру та дощу, гуркіт вулканів і землетрусів, шурхіт піску і океанський прибій. Є навіть звук поцілунку, який вміло відтворили творці відеодиска.
Людська мова представлена на диску короткими привітаннями на 58 мовах народів світу. По-русски сказано: "здорові, вітаю вас!". Особливу главу послання складають досягнення світової музичної культури. На диску записані твори Баха, Моцарта, Бетховена, джазові композиції Луї Армстронга, Чака Берії і народна музика багатьох країн.
Чи отримають це послання брати по розуму, зараз сказати важко. Дуже мала ця частинка землі в порівнянні з безмежним космічними просторами. Але це лише один з кроків, які люди почали робити в пошуках життя і розуму у космосі, і тепер вони вже не зупиняться, поки не знайдуть їх.
Висновок
Отже, позаземні цивілізації, як і раніше належать до числа гіпотетичних об'єктів, пошук яких становить величезний інтерес. Тривають суперечки про реальність позаземних цивілізацій, але лише подальші спостереження та експерименти дозволять з'ясувати, чи існують де-небудь населені світи або ми самотні, принаймні, в межах нашої Галактики.
З даного реферату можна зробити висновок, що до цих пір вчені всього світу не довели, "самотні ми у Всесвіті?" І чи є розумне життя на інших планетах. Ми нерідко задаємося дуже загальними питаннями, що стосуються існування і властивостей Всесвіту в цілому. Але якщо поставлене питання, це ще не означає, що на нього може бути отримана відповідь. Чи правомірно ставити питання про те, чому світ, в якому ми живемо, саме такий, а не який-небудь інший? Для того щоб отримати на подібне питання, вичерпну відповідь, нам треба було б вийти за рамки спостережуваного Всесвіту і охопити світ у всьому його нескінченному розмаїтті. А це, на жаль, неможливо як принципово, так і з причин суто практичним. Зрозуміло, все в світі в принципі пізнаване. У тому сенсі, що всі явища мають природні причини і підпорядковуються природним закономірностям. Але практично ми можемо дізнатися далеко не всі. Перш за все, тому, що сам процес пізнання нескінченно різноманітної Всесвіту нескінченний в часі і на якому рівні розвитку науки в навколишньому світі завжди залишиться для нас щось невідоме. По-друге, тому що не про всі світових процесах ми можемо отримати необхідну інформацію.
З усього мною написаного, конкретної відповіді на питання "Чи існує життя у Всесвіті?" Немає.
Так будемо сподіватися, що в найближчому майбутньому отримаємо відповідь на це питання.
Список літератури:
1. Аксьонова Д. "Енциклопедія для дітей. Астрономія "1997 р.
2. Гурштейн А.А. "Одвічні таємниці неба" 1991 р.
3. Дагаєв М. М. "Спостереження зоряного неба" М., Наука, 1993 р.
4. Данлоп С. "Абетка зоряного неба" / пер. з англ. М., Мир, 1986 р.
5. Єфремов Ю.М. "У глибини всесвіту" 1984 р.
6. Зігель Ф.Ю. "Астрономія в її розвитку" М., Наука, 1988 р.
7. Зігель Ф. Ю. "Скарби зоряного неба" М., Наука, 1996 р.
8. Куликівський П. Г. "Довідник любителя астрономії" М., Наука, 1991.
9. Шкловський І.С. "Всесвіт, життя, розум" 1976
10. Internet: www.astronomy.ru
11. Internet: www.coolsoch.ru
12. internet: www.nasa.gov