Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка):
1Infrared Astronomic Satellite. — Прим. пер. 97 Одиноки ли мы во Вселенной?
представителей, известный как Arp 220 и расположенный в трехстах миллионах световых лет от нас, испускает 99 процентов своей энергии в виде инфракрасного излучения. Ученые считают, что эти своеобразные и неожиданные объекты являются результатом столкновений галактик, столкновений, приводящих к подлинному «демографическому взрыву» новых звезд.
Вероятно, самым замечательным открытием IRAS является наблюдение гигантских оболочек, или дисков, макрочастиц материи, окружающих две молодые звезды, Bery и Фомальгаут. Именно из такого облака материи примерно пять миллиардов лет назад в нашей Солнечной системе образовались планеты. Со времени сообщения IRAS циркуляция похожих протопланетных дисков наблюдалась вокруг полудюжины других звезд. К сожалению, инфракрасные наблюдения могут выявить огромные облака маленьких частиц, но не планеты, в которые эти облака должны превратиться через несколько миллионов лет. Данные говорят о том, что протопланетные диски представляют собой обычное, быть может, даже универсальное, сопровождение образования звезды. Вполне разумно допустить, что эти облака сгущаются и срастаются, образуя планеты. Ученые согласны заключить пари, что из восьми миллиардов подходящих звезд в Галактике, большинство окружены планетами.
Но далеко не каждая планета является подходящей. Из девяти планет Солнечной системы всего одна является убедительно живой. Зарождение и эволюция жизни на планете требуют разумной степени непрерывности и временного периода в миллиарды лет. Некоторые ученые утверждают, что, находись Земля всего на 5 процентов ближе к Солнцу, она подверглась бы быстрому и неудержимому усилению парникового эффекта в возрасте миллиарда лет, задолго до того момента, когда вообще могла бы развиться жизнь. Точно также, будь Земля расположена чуть дальше от Солнца, быстрое оледенение произошло бы сразу, как только атмосфера обогатилась бы кислородом. Планете здорово повезло, что она избежала судьбы наших ближайших соседей Венеры и Марса: одна из которых слишком горячая, а другой — слишком холодный. Ученые подсчитали, что всего пять процентов подходящих солнц имеют планеты, которые, подобно Земле, идеально подходят для возникновения жизни. Итак, мы снизили возможное количество пригодных для жизни планет вне нашей Солнечной системы, но в пределах нашей Галактики всего лишь до 400 миллионов. Кстати, этот вывод удивительным образом согласуется с выводами некоего Томаса Райта, на открытиях которого Иммануил Кант основал свою теорию «островов Вселенной». В 1750 году Райт (на основании не слишком убедительного свидетельства) объявил о существовании в пределах Млечного пути 170 миллионов пригодных для жизни планет. 98
Одиноки ли мы во Вселенной?
Пригодная для жизни планета еще не значит обитаемая планета. Каковы шансы на то, что подходящая планета подходящего солнца взрастит на себе жизнь? Это вопрос, на который мы в действительности не можем ответить. Нам известна всего одна пригодная для жизни планета, и на ней действительно существует жизнь. Тем не менее, это нельзя назвать аргументом в пользу того, что на всех пригодных планетах существует жизнь, так как если бы Земля не захотела взрастить на себе жизнь, то нас здесь не было бы.
Что же такое жизнь, как знаем ее мы? Она основана на самовоспроизводящейся ДНК — закрученной, сложной, органической молекуле, — квинтэссенции всех форм жизни на Земле. Могла ли подобная структура возникнуть на юной Земле самопроизвольно?
Когда Земля впервые сгустилась из диска ледяных частичек и каменных зерен, оставшихся после создания Солнца, она была пуста: ни атмосферы, ни океанов, ни гор, ни континентов. Это был невыразительный шар: снаружи, главным образом, каменистый, а внутри — железный. В пределах каменистой части в крошечном количестве — несколько частей на миллион — присутствовали природные радиоактивные элементы: торий и уран. Эти атомы подвержены процессу самопроизвольного распада, при котором они превращаются в свинец с «периодами полураспада», равными четырнадцати и четырем миллиардам лет соответственно. («Период полураспада» радиоактивного материала — это период времени, за который половина его радиоактивных атомов подвергается распаду.) В процессе распада высвобождается тепло. В настоящее время общее количество тепла, генерированного естественными источниками радиоактивности в земной коре, приблизительно равно 3 х IO13 ватт (30 тераватт), что в сто раз превышает электрическую энергию, выработанную во всем мире. Когда Земля была моложе, эта величина была еще больше. Без радиоактивности на Земле не могло возникнуть жизни.
Кстати, естественная радиоактивность сыграла ключевую роль при оценке возраста Земли и Солнечной системы. Атомы урана при распаде превращаются в определенный изотоп свинца, 206Pb, тогда как другие изотопы свинца типа 204Pb не являются детьми радиоактивных атомов. Таким образом, отношение количества атомов 206Pb к количеству атомов 204Pb в данном образце руды зависит от содержания в ней урана и от ее возраста, или того времени, в течение которого уран распадался, превращаясь в свинец. Точные измерения этого отношения проводились при использовании различных каменных пород. На Земле были обнаружены камни, возраст которых насчитывает до 3,8 миллиардов лет. Ученые полагают, что возраст Земли больше этого, но во время первой турбулентной фазы ее существования камни просто не образовались или не выжили. Как ни странно, первые ископаемые признаки 99 Одиноки ли мы во Вселенной?
