Когда Джереми Дрейк начинал свою карьеру в конце 1980-х годов, вопрос о том, действительно ли мы одни во вселенной, все еще казался за пределами науки.
«Это было похоже на то, как мы не можем доказать или отрицать существование Бога», - говорит Дрейк. «Там не было никаких данных.»
Многое изменилось с тех пор, как Дрейк, которому сейчас 49 лет, и старший астрофизик в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики, начал изучать звезды в докторантуре в Оксфорде.
В середине 1990-х годов более совершенные телескопы и спектрометры открыли первые планеты, вращающиеся вокруг далеких звезд, - открытие, которое впервые открыло дразнящую возможность жизни в других местах в галактике. За прошедшие годы число известных планет выросло до более чем 1700. Только в прошлом месяце НАСА объявило, что его космический телескоп Kepler, запущенный в 2009 году, позволил идентифицировать 715 новых планет, вращающихся вокруг 305 звезд, включая четыре, которые имеют правильный размер и расстояние от их звезд, чтобы поддерживать жидкую воду, и, следовательно, жизнь, когда мы знаю это.
Хотя вряд ли мы сможем внимательно изучить эти планеты в ближайшее время, ученые начинают проводить фундаментальные исследования, которые однажды могут помочь определить, какие вновь открытые планеты имеют наибольшие шансы на проведение внеземной жизни. И большая часть этой работы сейчас происходит в Смитсоновском институте.
В 2012 году Дрейк, чья лаборатория находится на холме в тихом уголке кампуса Гарварда, организовал конференцию под названием «Жизнь в космосе» в Вашингтоне, округ Колумбия, в которой приняли участие смитсоновские ученые из таких разрозненных учреждений, как Музей естествознания и авиация. Музей космонавтики и Смитсоновский институт тропических исследований в Панаме. Хотя на первый взгляд кажется, что астрофизик имеет мало общего с палеонтологами или экологами тропических лесов, Дрейк надеется, что междисциплинарное сотрудничество, возникшее в результате этого проекта, поможет нам лучше понять происхождение жизни на Земле и то, как она может развиваться в других местах. галактика.
«Это самая широкая научная проблема», - говорит он. «И, на мой взгляд, это, пожалуй, самый важный вопрос».
Каковы шансы, что там есть жизнь?
Ситуация меняется так быстро. До 1995 года мы понятия не имели - у нас была только одна известная солнечная система. [В 1961 году] уравнение Дрейка - разумеется, другой Дрейк - в основном говорит, что определение вероятности числа планет в галактике является чисто догадкой. Приблизительно в 1980 году мы впервые начали видеть эти вещи, называемые «пыльными дисками», вокруг звезд, похожих на солнечные лучи, и большие и лучшие миссии видели их в большем количестве. Это подводит нас к эпохе обнаружения планет, начиная с середины 90-х годов. Конечно, эти первые планеты были очень близки к своей родительской звезде, газовым гигантам, у которых вообще не было возможности укрыться от жизни. И это потому, что это было легче всего обнаружить. Но теперь мы понимаем, что существует очень высокая вероятность появления планет, похожих на Землю, вокруг звезд. Могут быть и другие способы развития жизни, для которых необязательно нужны планеты, но, безусловно, самый простой способ - это иметь какую-то стабильную среду, например, планетную систему, которая получает энергию от ближайшей звезды. Таким образом, планеты - хорошая ставка.
Как вы пришли организовать «Жизнь в космосе»?
Вероятно, это был 2010 год, и я изучал внешнюю атмосферу звезд, которая на Солнце называется солнечной короной. Уже были существенные данные о существовании планет, и я начал думать о том, какой будет радиационная среда планет. Я думал, что это может быть связано с тем, что делали другие люди, такие как Боб Крэддок в Музее авиации и космонавтики, который изучал очень важную проблему в физике планет: как Марс потерял свою атмосферу? Если вы хотите жить на планете, это не то, чего вы хотите.
Прошло пару лет с тех пор, как вы провели конференцию в Вашингтоне. Получились ли какие-нибудь интересные исследования или сотрудничество?
Да, есть некоторые исследования, некоторые потенциальные сотрудничества, которые все еще находятся в младенчестве. Главная проблема в науке - это всегда деньги. Мы подаем заявку на финансирование пятилетнего исследования о том, как собираются строительные блоки, необходимые для обитания планеты. У нас есть еще одно предложение взглянуть на эволюцию планет в атмосфере. У нас был начальный проект, в котором люди из Панамы [в Смитсоновском институте тропических исследований] изучали, как наличие фосфора повлияет на экосистемы. Фосфор необходим для жизни, но на самом деле он очень недолговечен на активной планете, потому что он вымывается из почвы при нормальной погоде. Он пополняется на Земле геологической деятельностью - насколько важна геологическая активность для развития жизни? Мы действительно не знаем этого. Что-то вроде тектоники плит на Земле, это требование для жизни в другом месте?
Является ли идея о том, что, в конце концов, когда у нас появятся более совершенные технологии для исследования этих недавно открытых планет, это исследование может помочь нам выбрать, какие из них заслуживают дальнейшего изучения, или какие могут иметь наибольшую вероятность поддержки жизни?
Это совершенно верно. Возможно, тектонику плит слишком сложно предсказать с точки зрения моделирования планеты на данный момент, но, возможно, вы могли бы понять, какие планеты должны иметь эту характеристику. Или вы можете сказать: «Хорошо, если у нас ограниченные ресурсы, давайте перейдем к планетам, которые, по нашему мнению, имеют правильную атмосферу». Вы попытаетесь найти те, которые интересны. Это число может быть расплывчатым, но оно определенно не будет большинством.
Как ваше собственное исследование помогает ответить на эти вопросы?
Я работаю над протопланетными дисками, а также там, где образуются звезды. Планеты, вероятно, формируются относительно быстро в то время, когда звезда заканчивает свое формирование. Это очень, очень сложная, но очень интересная проблема астрофизики. Мы используем этот высокий рентгеновский контраст у молодых звезд, чтобы найти молодые формирующие солнечные системы, а затем искать протопланетные диски. Эти исследования дают нам представление о том, сколько планет может быть в галактике.
Если мы найдем это, как может выглядеть жизнь на других планетах?
Я подозреваю, что произойдет то, что мы найдем планету с обнаруживаемой кислородной сигнатурой, и, вероятно, она предаст биологическую активность, вероятно, первичную слизь или бактерии. Я подозреваю, что если мы обнаружим что-либо - и при условии, что планета не слишком отличается от Земли - это будет выглядеть как нечто, с чем мы смутно знакомы. Просто в цифровом выражении жизнь не стала развиваться здесь намного более изощренным образом, чем сотни миллионов лет назад, а не миллиарды, и самая распространенная вещь здесь - бактерии. Но опять же, я не биолог, поэтому, может быть, то, что для меня выглядит одинаково, выглядело бы совершенно иначе, чем биолог.
А как насчет жизни, основанной на совершенно другой химии - например, кремнии?
Я так не думаю. Это то, что было кратко упомянуто некоторое время назад, но я подозреваю, что жизнь возникла на Земле так, как она возникла из-за основ биохимии, и что эти фундаментальные процессы универсальны, а не свойственны нам. Мы знаем, что у нас было такое напряжение жизни на Земле в течение миллиардов лет, и у химии был шанс сделать что-то другое, если бы они действительно работали.
Было много разговоров об экстремофилах - жизни здесь на Земле, которая существует в геотермических жерлах и других суровых условиях - как возможной модели жизни на других планетах. Как вы думаете, это возможно?
Экстремофилы часто используются в качестве аргумента для того, чтобы сказать, насколько жизнь может отличаться от той, с которой мы в настоящее время наиболее знакомы. У меня лично есть противоположный аргумент. Я думаю, что то, что происходит, как только вы даете опору для жизни, тогда она способна адаптироваться к более странным условиям. Я не думаю, что это обязательно говорит вам о том, что жизнь может зародиться в странных условиях. Я подозреваю, что для того, чтобы жизнь началась, у вас должны быть довольно похожие на Златовласка условия, но как только это произойдет, у вас появится возможность создавать вещи, которые гораздо более экзотичны.
Конечно, весь этот квест все еще находится на самых ранних стадиях, но если мы действительно обнаружим жизнь в других местах в галактике, каковы шансы, что мы сможем посетить его?
Для того, чтобы мы посетили другую цивилизацию или чтобы они посетили нас, должна быть часть физики, которая еще не понята. Вы не можете сделать это, путешествуя со скоростью света. Чтобы цивилизации могли преодолевать расстояния галактического типа, должна существовать неизвестная физика, которая позволяет этому случаться. Если это произойдет, это имеет огромное значение для нашего непонимания основ физики. На данный момент существует один из аргументов против явления НЛО: физически это просто невозможно.
Даже если мы не сможем достичь недавно обнаруженной внеземной жизни, каково будет влияние открытия здесь, на Земле?
Я думаю, что это оказало бы огромное влияние - психологически, теологически, социально. Но я думаю, что это будет крупнейшим научным открытием в истории, одной из самых важных вещей, которые сделали люди. Прямо сейчас у нас есть общенациональный подход к жизни - «мы против них», тип национальности. Я думаю, что если бы жизнь была обнаружена на других планетах и, конечно, если бы были обнаружены связи или признаки цивилизаций, я бы надеялся, что перспектива полностью изменится. Мы стали более внешне. Будут ли люди чувствовать себя менее важными? Может быть, они будут. Это, наверное, хорошая вещь.
