Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин
Резюмируя, пионер радиоастрономии Чарльз Сигер напомнил, что вопрос, который задал Энрико Ферми, появился задолго до него и обсуждался в ходе длительной дискуссии о множественности обитаемых миров. «Но есть принципиальная разница, – продолжал у чёный, – между древними философскими спорами и современными аргументами. Сегодня у нас есть огромное количество новых данных о происхождении и эволюции жизни на Земле, о природе Вселенной. Свежее знание убедительно свидетельствует, что жизнь может быть широко распространена в Галактике. Кроме того, в отличие от наших предшественников мы можем исследовать космос многими способами, которых не было у них. Те м не менее, как и в прошлом, нынешний ответ на вопрос Ферми должен быть таким: мы не знаем, где они находятся и есть ли они вообще… В принципе, отсутствие доказательств не может служить ни доказательством отсутствия, ни доказательством присутствия. Следовательно, до тех пор, пока у нас не будет каких-либо прямых данных о существовании и природе разумной внеземной жизни, мы не сможем избежать господства антропоцентрической теории. Мы остаёмся, как и в прошлом, способными лишь придумывать полностью вымышленные сценарии на основе нашего земного опыта и убеждений». В исходной постановке парадокс Ферми, по мнению Сигера, выражает противоречие между фактом отсутствия видимых проявлений внеземных цивилизаций и теоретическими представлениями о множественности обитаемых миров. Снять его можно в том случае, если будет принята идея уникальности нашей цивилизации, а она выглядит антропоцентричной. То есть попытка устранить один парадокс приводит к новому парадоксу – между «откорректированной» теорией и мировоззренческим принципом. Впрочем, о парадоксе здесь можно говорить только с очень большой натяжкой: отсутствие наблюдаемых проявлений инопланетян ни к какому парадоксу не приводит, но есть проблема, которую необходимо решать, чтобы ответить на фундаментальные научные вопросы.
Обсуждение завершилось на оптимистической ноте. Майкл Папаяннис писал позднее: «В некотором смысле эти долгие дебаты оказали благотворное влияние, и вместо того, чтобы разделить, они объединили нас в [разработке] более широкой и всеобъемлющей стратегии поиска». Главное: вопрос существования внеземной жизни и разума больше не считался маргинальным. Он обрёл статус перспективной исследовательской тематики в академических кругах, что сделало возможным появление институтов, занимающихся проблемами, которые вчера интересовали лишь любителей фантастики.
3.5. Инкубаторы жизни
К тому времени, когда учёные пришли к выводу, что Земля – единственная планета с развитой биосферой в Солнечной системе, в научном мире сложился консенсус по интригующему вопросу появления первых организмов на нашей планете. В 1924 году советский биохимик Александр Иванович Опарин выпустил небольшую книгу «Происхождение жизни», в которой выдвинул теорию предбиологической эволюции, сразу ставшую популярной. Он обратил внимание на то, что современные условия на Земле препятствуют синтезу большого количества органических веществ, поскольку свободный кислород в атмосфере окисляет углеродные соединения до диоксида углерода (углекислого газа). Кроме того, в наше время любое «бесхозное» органическое вещество «съедается» живыми существами. Однако, по утверждению Опарина, на первичной Земле царили совершенно иные условия: в атмосфере отсутствовал кислород, но зато в избытке было водорода, углеводородных (например, метана) и водородосодержащих (например, аммиака) соединений. Обосновывая свою идею, биохимик указывал, что водород присутствует в звёздах, углерод обнаруживается в спектрах комет, углеводороды встречаются в метеоритах, атмосферы Юпитера и Сатурна чрезвычайно богаты метаном и аммиаком. Следовательно, первобытная Земля должна была переживать такое же состояние. В ходе химических реакций на её поверхности возникали сложные органические соединения, которые дали начало живым существам.
Независимо от Опарина к похожей теории пришёл английский биолог Джон Холдейн, опубликовавший статью «Происхождение жизни» (The Origin of Life, 1929). Он предположил, что органическое вещество, синтезированное в ходе природных химических процессов, протекавших на Земле, накапливалось в океане, который в конце концов достиг состояния «горячего бульона». При этом Холдейн подчёркивал важность вклада солнечного излучения: «Солнце светило, быть может, несколько ярче, чем сейчас, и, поскольку атмосфера не содержала кислорода, ультрафиолетовые лучи не задерживались почти целиком слоем озона… в верхних слоях атмосферы и самим кислородом в более нижних её слоях, как это происходит теперь. Известно, что при действии ультрафиолетовых лучей на смесь воды, двуокиси углерода и аммиака возникает множество различных органических соединений, в том числе сахара, а также, по-видимому, некоторых соединений, из которых образуются белки… На современной Земле такие вещества разрушаются микроорганизмами… Однако до того, как появилась жизнь, они, вероятно, накапливались».
Ни Опарин, ни Холдейн не пытались проверить теорию экспериментом, поэтому слава «творца жизни» досталась американскому физику Гарольду Юри. Он занимался проблематикой эволюции Солнечной системы и самостоятельно пришёл к выводу, что атмосфера молодой Земли заметно отличалась от современной: состояла из водорода, метана, аммиака и паров воды. Гравитация не могла долго удерживать лёгкий водород, и он постепенно улетучился в космическое пространство. Юри сделал вывод, что именно в этот период на планете могли образоваться сложные аминокислоты – «кирпичики» будущей жизни. По его оценкам, земной океан, по-видимому, представлял собой тогда однопроцентный раствор органических соединений.
В 1952 году Стэнли Миллер, аспирант Юри, подготовил и провёл в Чикагском университете эксперимент с целью проверки теории своего патрона. Моделируя условия на первобытной Земле, Миллер налил на дно большой колбы немного воды и заполнил её газами, которые должны были составлять примитивную атмосферу. Затем он пропускал через смесь электрический разряд, который использовался для образования свободных радикалов вместо ультрафиолетового излучения. К концу недели, проводя химический анализ растворённых в воде продуктов, Миллер обнаружил среди них значительное количество аминокислот, входящих в состав белков: глицин (glycine), аланин (alanine), аспарагиновую (aspartic acid) и альфа-аминомасляную кислоты (α-amino-n-butyric acid). В дальнейшем эксперимент был повторён с использованием разных составов газовой смеси, и при обновлённых условиях снова образовывался «бульон» из аминокислот и других веществ.
Открытие Миллера и Юри имело огромное значение не только для эволюционной теории, но и для ксенологии. В статье «Синтез органических соединений на первобытной Земле» (Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth, 1959) они писали: «Большая часть живого вещества существует и активно развивается… при отсутствии кислорода, поэтому кислород не необходим для жизни, хотя часто утверждается обратное. Больше того, наличие защитного слоя озона в атмосфере Земли не является обязательным для жизни, поскольку ультрафиолетовый свет не проникает глубоко в природные воды… Несомненно, одним из самых удивительных достижений науки XX века стало бы неопровержимое доказательство того, что жизнь существует на другой планете. В этом случае тезис о том, что жизнь развивается спонтанно при благоприятных условиях, был бы гораздо более обоснованным, и весь наш взгляд на проблему происхождения жизни был бы подтверждён». Получалось, что простейшие микроорганизмы вполне могут зародиться
