Форумы-->Форум для внеигровых тем-->
| Автор | Жизнь вне Земли |
|---|
Где искать внеземную жизнь? Почему мы не находим ее признаков во Вселенной?
Где искать внеземную жизнь? Астробиологи утверждают, что возникшую жизнь трудно уничтожить. Почему тогда мы не находим ее признаков во Вселенной? Почему надежды встретить систему, подобную солнечной, тают с каждым днем? Об экзопланетах, их отличии от планет солнечной системы и о том, есть ли жизнь на Марсе - доктора физико-математических наук Леонид Ксанфомалити и Сергей Капица.
Участники:
Леонид Васильевич Ксанфомалити – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией Института космических исследований РАН
Сергей Петрович Капица - доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института физических проблем им. П.Л. Капицы РАН
План дискуссии:
· Поиск жизни вне Земли - извечная тема философии всех времен. Джордано Бруно и Исаак Ньютон (последний считал обитаемым Солнце)
· Современность: 30 лет поисков жизни вне Земли с нулевым результатом
· Марс как возможно обитаемая планета. Почему на Марсе не найдены признаки жизни?
· Альтернатива: спутники-океаны
· Биологи и астробиологи утверждают, что возникшую жизнь очень трудно уничтожить – ее признаки должны присутствовать
· Существование обмена метеоритным материалом между планетами
· Другая возможность – экзопланеты. Их уже почти сто
· Отличие строения экзопланетных систем от солнечной системы – солнечная система низкоэнтропийная в отличие от экзопланетных систем
· Сходство экзопланетных систем и спутниковой системы Юпитера
· Солнечная система – странное исключение
· Планетные тела, пригодные для возникновения и развития амино-нуклеино-кислотной формы жизни. Их не более 30 на каждые 100 млн. звезд. Те, что известны – гигантские раскаленные газовые шары
· Новые исследования ждут появления новых технических средств. Недавний шеф НАСА Голдин – «Построить космический телескоп размером в 1 милю».
· «Надежды встретить систему, подобную солнечной, тают с каждым днем» (П.Артимовиц)
· Происхождение тел в экзопланетных системах ставит теоретиков в тупик. А теперь и происхождение Солнечной системы.
· Где искать внеземную жизнь? Вероятность ее возникновения, по-видимому, очень мала.
· Другие цивилизации, если они существуют, разнесены не только в пространстве (что в принципе преодолимо), но и во времени…
Материалы к программе:
Из статьи В.Н. Жаркова, В.И. Мороза «Почему Марс?»
Перечень марсианских миссий выглядит весьма внушительно: пролетные аппараты “Маринер (1965-1969)”, “Марс-4” (1974); искусственные спутники “Маринер-9” (1971), “Марс-2 и -3 (1971), -5 (1974)”, “Фобос-2” (1989), “Марс-Глобал-Сервейер” (1997); посадочные аппараты “Марс-6” (1974), “Викинг-1 и -2” (1976), “Марс-Пасфайндер” с марсоходом “Соджорнер” (1997) и др. Полученные результаты легли в основу современных представлений о поверхности, внутреннем строении и атмосфере и эволюции Марса. Интерес к Марсу связан, с одной стороны, с надеждой получить информацию о том, как формировалась Земля, о ранней эпохе ее развития, с другой ? выяснить, действительно ли на раннем Марсе были условия для возникновения биологической активности.
Роль метеоритной бомбардировки. Постепенно становится ясно, что заключительная катастрофическая метеоритная бомбардировка ? одна из важнейших эпох в истории Луны, Земли и Марса. На Луне следы этой бомбардировки сохранились в виде гигантских круговых морей и крупных кратеров. На Земле они полностью стерты. Марс занимает промежуточное положение: на нем можно обнаружить некоторые последствия таких событий. Например, в Южном полушарии ? это гигантские кратерные бассейны Эллада и Аргир. А в Северном ? следы гигантских круговых кратеров стерты последующими геологическими процессами. Наибольшее изменение в истории Марса, видимо, связано с тем, что катастрофическая бомбардировка по существу разрушила имевшуюся в то время плотную атмосферу планеты и теплый влажный климат сменился климатом близким к современному.
Проблема раннего Солнца и э | Почему надежды встретить систему, подобную солнечной, тают с каждым днем?
а я думал, что мы исследовали лишь ничтожную часть вселенной) | Роль метеоритной бомбардировки. Постепенно становится ясно, что заключительная катастрофическая метеоритная бомбардировка ? одна из важнейших эпох в истории Луны, Земли и Марса. На Луне следы этой бомбардировки сохранились в виде гигантских круговых морей и крупных кратеров. На Земле они полностью стерты. Марс занимает промежуточное положение: на нем можно обнаружить некоторые последствия таких событий. Например, в Южном полушарии ? это гигантские кратерные бассейны Эллада и Аргир. А в Северном ? следы гигантских круговых кратеров стерты последующими геологическими процессами. Наибольшее изменение в истории Марса, видимо, связано с тем, что катастрофическая бомбардировка по существу разрушила имевшуюся в то время плотную атмосферу планеты и теплый влажный климат сменился климатом близким к современному.
Проблема раннего Солнца и эволюция планет земной группы. Светимость раннего Солнца была примерно на 30% меньше современной. Это заключение получено на основе детальных численных моделирований эволюции звезд. Низкая светимость молодого Солнца означает, казалось бы, что температура поверхности ранней Земли и Марса должна быть существенно меньше современной. Между тем имеются данные, согласно которым на Земле в архее был теплый влажный климат. Предполагается, что относительно теплый климат на Земле и Марсе в ранние эпохи обеспечивался парниковым эффектом в их атмосферах, который создавался углекислым газом при небольшой примеси водяного пара. Парниковый эффект играет огромную роль в формировании климата современной Земли, поддерживая среднюю температуру ее поверхности на 38 К выше эффективной (т.е. соответствующей равновесию планетарного уходящего и солнечного приходящего излучений). На современном Марсе парниковый эффект тоже есть, но гораздо более слабый, всего около 4 К.
Многообразие марсианской проблематики. Марс ? планета, наиболее похожая на Землю. Но кроме того, что он меньше по массе и размеру, много различий также в характеристиках коры, поверхности и атмосферы, в истории воды. Атмосфера Марса на 95% состоит из диоксида углерода. Давление у поверхности близко к давлению тройной точки воды ? 6.1 мбар. И это, возможно, не случайное совпадение. Открытые водоемы не могут существовать на Марсе, однако вода присутствует: следы водяного пара в атмосфере, вода, адсорбированная реголитом, кристаллизационная (в некоторых минералах горных пород), лед в полярных шапках и, возможно, при определенных условиях (в теплых областях в теплое время суток, при соляных добавках) жидкая ? в грунтовых порах. Ряд особенностей современной поверхности планеты указывает на то, что были эпохи, когда вода играла еще большую роль. Разветвленные долины, весьма напоминающие русла высохших рек (вади), ? наиболее яркий пример. Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами ? реками, озерами, может быть, морями ? и с более плотной атмосферой (на что указывает изотопный состав последней) обсуждается уже более двух десятилетий. Каковы запасы воды на Марсе? Как они распределяются между разными резервуарами (реголитом, вечной мерзлотой и др.), широтными зонами, геологическими провинциями? Как менялось это распределение со временем (история воды)? Действительно ли была, и если да, то как давно началась и закончилась эпоха теплого и влажного климата; была ли она однократным событием или повторялась?
Поиски жизни на Марсе. В возникновении гипотезы о жизни на Марсе можно выделить несколько этапов:
? открытие “каналов” и сезонных изменений (конец XIX ? начало ХХ в.);
? попытки идентификации полос поглощения органических веществ в спектре Марса (50?60-е годы);
? проведение на посадочных аппаратах “Викинг-1 и -2” экспериментов по обнаружению следов жизнедеятельности микроорганизмов, а также сложных органических молекул (1976);
? исследования метеорита ALH84001 и т.д.
Каналы оказались оптическим обманом. Сезонные изменения объясняют сейчас перемещением пыли. Полосы поглощения, как выяснилось, не имели отношения к Марсу. Наконец, результаты | Глобулы, образованные вторичными карбонатами. Само наличие жидкой воды рассматривается как абсолютно необходимое условие для возникновения на планете жизни. На первых этапах истории Марса это условие выполнялось. Другое обязательное условие - присутствие органических материалов, из которых построены все организмы амино-нуклеино-кислотной формы жизни (единственно известной). Во всех метеоритах SNC присутствуют малые (следовые) количества карбонатов. Но в отличие от них, только ALH 84001 включает вторичные (переработанные) их следы, локализованные в виде микроскопических пятен, "глобул", как их обозначили Мак-Кей и его коллеги, размерами от 1 до 250 мкм. Анализ показывает, что кислород и углерод в глобулах имеют характерный изотопный состав, доказывающий их марсианское происхождение. Анализ проводился методом лазерного испарения в вакууме ничтожно количества вещества из глобул и его масс-спектрометрического разделения. Возраст этих образований был оценен в 3.6 млрд. лет (когда условия на Марсе были благоприятными для возникновения жизни).
Кроме радиоизотопного определения возраста об этом говорят проходящие через отложения трещины, возникшие еще на Марсе. Именно в этих глобулах или в непосредственной близости от них Мак-Кей и его коллеги обнаружили несколько видов странных следов: ничтожные отложения особых органических соединений (полициклических ароматических гидрокарбонатов - ПАГ); колонии микроскопических удлиненных образований, напоминающих окаменелости древних земных бактерий; и еще меньшие зерна специфического минерального состава, характерные для жизнедеятельности и продуктов распада земных микроорганизмов. Мак-Кей и его коллеги провели весьма подробный сравнительный анализ метеорита ALH 84001 и других образцов из Антарктиды, по-видимому исключающий земное происхождение этих образований.
(Однако происхождение самих глобул не обязательно приписывать осаждению их из воды. Имеются данные, что такие образования возникают при высоких температурах, более 650°С. Тогда их происхождение вряд ли связано с бактериями. Но изотопный состав кислорода в материале глобул свидетельствует о температурах ниже 100°С. Единого мнения пока здесь нет.)
Полициклические ароматические гидрокарбонат. Концентрация ПАГ в глобулах относительно невелика, всего 10~б, а общее содержание органического материала составляет 250 х 10~6. ПАГ включают множество близких по строению химических соединений (из которых неспециалистам наиболее известен нафталин). Непосредственно микроорганизмами они не вырабатываются, однако возникают как продукт их распада. Но не только. Встречаются ПАГ также в углистых хондритах, приходящих из пояса астероидов, там где они заведомо небиологического происхождения. Но Мак-Кей и др. отмечают, что по сравнению с последними, а также по сравнению с огромным разнообразием земных ароматических гидрокарбонатов, спектр молекулярных масс ПАГ в ALH 84001 гораздо уже и охватывает массы от 178 до 276 а. е. м. Примерно такой же спектр масс присущ продуктам распада простейших земных микроорганизмов.
Интересен изотопный состав карбонатов в ALH 84001. Земные бактерии обладают способностью сепарировать изотопы, в результате чего в ферментах (и в следах бактерий) изотопа 13С меньше, чем в природных материалах. Именно это и обнаружено в ALH 84001 методами тонкой лазерной масс-спектрометрии. Возможно, это наиболее убедительный аргумент.
Греди и др. отмечают, что естественные химические реакции также приводят к некоторому фракционированию изотопов углерода, но сепарацию 13С, достигающую 60%с (промиле), скорее способны выполнить микроорганизмы. Мак-Кей и его коллеги приводят доказательства того, что ПАГ не попали в метеорит ALH 84001 ни во время лабораторных исследований, ни в Антарктиде. Отмечается также тот парадоксальный факт, что органических соединений в глубине метеорита гораздо больше, чем у поверхности. Это трудно объяснить с позиции загрязнений земными органическими соединениями, но соответствует сценарию их испарения с оплав | Дискуссия. Возраст образований, 3.6 млрд. лет, по определениям Мак-Кея с коллегами, совпадает с тем временем, когда климат Марса был благоприятным для возникновения жизни. Эти условия рассматривались применительно к отрицательным результатам поисков жизни на Марсе с помощью аппаратов "Викинг" группой почти однофамильца Мак-Кея (Мак-Кий и др., 1992). Однако М. Вадва с коллегами представила другую оценку возраста того же образца, - всего 1.39 млрд.. лет, найденную по содержанию в метеорите стронция и рубидия. А это уже совсем другие условия на Марсе. Кто из них прав, пока неясно. В частности, почему нет более поздних подобных образований в более молодых SNC? Если жизнь на Марсе была, то почему ее нет теперь? С помощью экспериментов на "Викингах" жизнь амино-нуклеино-кислотного (земного) типа на Марсе найти не удалось.
Вероятность обнаружения микроорганизмов, аналогичных земным, оценивалась в 40%. Результаты были неоднозначными и, скорее всего, отражали сложный химизм грунта Марса, активируемого солнечной ультрафиолетовой радиацией. Зато однозначными оказались результаты пиролитического эксперимента, где проба грунта постепенно разогревалась до высокой температуры, а отходившие газовые продукты анализировались масс-спектрометром и газовым хроматографом. Любая известная форма жизни при пиролизе выделяет органические летучие вещества. Исследовались образцы, взятые с глубины от 4 до 6 см. Чувствительность приборов к органическим составляющим достигала 10~10. Никаких органических соединений отмечено не было, хотя при анализе 0.1 г антарктического грунта обнаруживалось более 20 органических соединений.
Позже в литературе высказывалась мысль, что этот отрицательный результат нельзя относить ко всей планете, что он может быть локальным. Но дело в том, что возникшую однажды жизнь уничтожить очень непросто. Жизнь не только приспосабливается к окружающей среде, но и приспосабливает ее к себе. Поэтому многие выражают мнение, что однажды возникшая жизнь на Марсе могла бы исчезнуть лишь под действием каких-то совершенно катастрофических обстоятельств. С другой стороны, если бы она сейчас существовала, ее было бы трудно не обнаружить, поэтому результатами "Викингов" пренебрегать не следует. Специалисты задаются также вопросом, почему так похожи пути эволюции примитивной жизни на Земле и Марсе (если результаты анализа ALH 84001 правильны), и видят в этом проявление панспермии - проникающих повсюду зародышей жизни, присутствующих в космосе. Много говорится о необходимости расширения исследований Марса космическими средствами.
Уроки SNC показали, что наука конца XX в. готова к открытию простейших форм жизни на некоторых небесных телах, где для этого имеются минимальные условия. Эти условия уже понятны, как и пути возникновения примитивных микроорганизмов, и сформулированы в научной литературе. На V Международной конференции по биоастрономии (1996) в своем докладе нобелевский лауреат К. де Дюв сказал: "Жизнь возникла естественным образом, путем многочисленных химических реакций, имевших высокую вероятность в условиях ранней Земли". Некоторые авторы рассматривают вопрос об ALH 84001 шире, чем просто возможное существование примитивной (одноклеточной) биоты, и пытаются осмыслить проблему в свете поиска разумной жизни во Вселенной.
Если жизнь столь распространена, почему поиск внеземного разума... безрезультатен? Возможно, мы одна из первых развитых цивилизаций в Галактике, обреченная блуждать в космосе и находить массу протоплазмы, но никого, с кем можно было бы поговорить. Все почти 50-летние поиски разумных сигналов из космоса не дали ровно ничего. Для объяснения этого факта приводятся самые тонкие и остроумные идеи, но самая простая причина может заключаться в том, что земная цивилизация уникальна, по крайней мере в нашей части Галактики. "Великое молчание Вселенной", по-видимому действительно определяется крайне малой вероятностью перехода от простейших одноклеточных к сложным многоклеточ | С момента первой публикации основная часть дискуссии велась вокруг двух вопросов.
Первый: образовались ли углеродосодержащие отложения путем осаждения из жидкой фазы (растворов в воде) при температурах менее 100°С (допускающих сохранение живых организмов) или же при температурах в несколько сотен градусов (исключающих такую возможность)?
Второй - это ничтожные размеры образований, не позволяющие поместить в них известные клеточные органы. Первый вопрос допускает возможность экспериментальных проверок.
Метеорит ALH 84001 продолжает исследоваться. Д. Мак-Кей обнаружил в нем микропленочные полимеры, которые напоминают подобные же образования, секретируемые некоторыми земными микроорганизмами. Разумеется, сходство может быть чисто внешним. Продолжаются, как можно видеть, и другие экспериментальные работы, направленные на подтверждение гипотезы. Но критических публикаций много. Редакционная статья в журнале "Science", 1998, v. 279, озаглавленная "Отсутствие жизни?", цитирует доказательства земного происхождения некоторых включений в метеорите и отмечает противоречия в аргументации сторонников их марсианского происхождения.
Обзор по материалам Л.Ксанфомалити о внесолнечных планетных системах
Экзопланета - планета, находящаяся за пределами Солнечной системы (греческая приставка «экзо» означает «вне», «снаружи»); альтернативный термин – внесолнечная планета (extra solar planet). Впервые такие планеты были обнаружены косвенно в 1990-х годах по слабому «покачиванию» звезд, вокруг которых они обращаются. К середине 2001 планетные системы были открыты у 58 близких к Солнцу звезд и двух радиопульсаров, причем в некоторых случаях обнаружены системы из нескольких планет, однако до сих пор ни одну из них не удалось непосредственно наблюдать и исследовать. Точное измерение движений звезды позволяет оценить массы наиболее крупных членов ее планетной системы и параметры их орбит. Не исключено, что некоторые экзопланеты не входят в околозвездные системы, подобные Солнечной системе, а движутся в межзвездном пространстве сами по себе.
Поскольку наиболее легко обнаруживаются самые массивные экзопланеты, сильно раскачивающие звезду, вокруг которой они обращаются, большинство из открытых до сих пор экзопланет оказались массивнее Юпитера. Некоторые по массе близки к Сатурну, а в отдельных случаях – к Земле. Поскольку почти одновременно с открытием экзопланет астрономы обнаружили звездообразные объекты сверхмалой массы – коричневые карлики, – возникла необходимость провести четкую границу между звездами и планетами. Сейчас считается общепринятым, что планета – это объект, в котором за всю его историю реакции ядерного синтеза не происходят ни в каком виде. Как показывают расчеты, при формировании космических объектов нормального (солнечного) химического состава с массой более 13 масс Юпитера (Мю) в конце этапа их гравитационного сжатия температура в центре достигает нескольких миллионов кельвинов, что приводит к развитию термоядерной реакции с участием дейтерия – тяжелого изотопа водорода, наиболее легко вступающего в реакцию ядерного синтеза. При меньших массах объектов ядерные реакции в них не происходят. Поэтому массу в 13 Мю считают максимальной массой планеты; объекты с массами от 13 до 70 Мю называют «коричневыми карликами», а еще более массивные – «звездами». | ежели ф серной кислоте есть жизнь - факт,
значит и ф чом угодно может быть,
ток зачем нам чиго-то искать, с ентой планеткой бы разобраццо... | для Канку:
Мало информации.Нет повода для размышлений. | | Офигеть! Я вас уважаю только зато что всё это не поленились написать! Или скопировать? Но всё равно титанический труд) | для DEYDERIK:
щя на другом сайте поищю. | | А можно поинтересоватся: это конференцыя в реале будет или это чет другое? | | *читает личную инфу тс* а где копирайтик??? |
К списку тем
|
