Ученые против мифов: есть ли жизнь за пределами Земли и как ее искать

Мы продолжаем спецпроект «Ученые против мифов» и в этом выпуске поговорим про космические угрозы. Возможно ли биологическое заражение от внеземных форм жизни? Что произойдет, если на Землю упадет астероид, и можно ли это предотвратить?

Объясняет Павел Скрипниченко, небесный механик и популяризатор науки, менеджер проектов Контура.

Есть ли жизнь за пределами Земли?

Абсолютно все формы жизни, известные науке, так или иначе связаны с Землей. К 2022 году мы не открыли ни одной внеземной формы жизни. Это не значит, что их нет, но у нас нет оснований утверждать обратное.

Вопрос о поиске внеземной жизни стоит достаточно давно, но только сейчас им постепенно начинают интересоваться ученые. Дело в том, что за последние 20–30 лет произошло множество открытий, связанных с экзопланетами (это планеты, которые вращаются вокруг других звезд).

Среди экзопланет есть и такие, которые по своим физическим характеристикам похожи на Землю, и вращаются они вокруг звезд, похожих на Солнце. Их довольно много, по статистике считается, что только в галактике Млечный Путь порядка восьми миллиардов таких планет. То есть с точки зрения теории вероятности на каких-то из них могут быть условия, пригодные для существования неизвестных нам форм жизни. Вопрос — где их искать.

Как зарождается жизнь?

Это одна из больших научных проблем: мы до сих пор не понимаем, где граница между высокоразвитыми органическими соединениями и жизнью, а это очень важный нюанс. Три с половиной миллиарда лет назад мы эволюционировали из сложных органических соединений. Но из чего, как, благодаря каким механизмам появилась жизнь на Земле? Это очень нетривиальный вопрос, потому что понятие «жизнь» критериально субъективно: его трактуют по-разному, хотя есть перечень обязательных свойств.

Сначала нужно было найти органику, и сейчас, благодаря успехам астрохимии (это дисциплина, которая изучает вопросы появления различных соединений в открытом космическом пространстве), стало ясно, что органики в космосе много. Например, в открытом космосе под действием звездного излучения может формироваться метиловый спирт — не очень сложное, но реальное органическое соединение, которое входит в состав газопылевого облака.

Нам на Земле кажется, что спирты получают в результате каких-то органических процессов. Например, вино — из винограда или какой-то крепкий напиток — из зерна. А в открытом космосе он образуется просто под действием звездного излучения. Кроме того, оказалось, что за пределами Земли (на Марсе, Луне, астероидах) полно воды — и это тоже очень важный нюанс поиска жизни.

Интересно, что перед самыми первыми запусками космических аппаратов на Марс их не стерилизовали. Только в 90-е годы стало понятно, что есть риск таким образом занести на другую планету земные формы жизни. Тогда эксперимент не будет чистым: как мы узнаем, нашли мы жизнь на Марсе или занесли ее туда сами? С тех пор все аппараты стерилизуют.

Раз в космосе может образовываться органика, значит, она может попадать и в протопланетные диски, и на будущие планеты. Например, методом панспермии (перенос живых организмов или их зародышей через космическое пространство) с астероидом или кометой. Остается открыть только сам факт наличия внеземной жизни.

О проблеме поиска инопланетной жизни, внеземного разума я рассказывал этим летом на мероприятии Контура «Наука на ночь» в саду Нурова: там собралась камерная научпоп-тусовка разных спикеров. Кто-то рассказывал про бердвотчинг, кто-то — про жонглирование и математику, кто-то — о профориентации, а я — о проблеме поиска инопланетной жизни и внеземного разума.

Как ученые ищут жизнь в космосе?

Есть несколько способов. При исследовании планет мы чаще всего спускаемся и берем пробы или исследуем атмосферу. Астрохимики, которые занимаются задачами за пределами Солнечной системы, проводят исследования с помощью спектрального анализа: мощными телескопами изучают спектр соединений, которые входят в состав газопылевого облака, окружающего звезду. Там ищут биомаркеры — следы соединений, которые потенциально могут указать на сложную органику и жизнь.

Проводится и аналитическая работа: важно не только обнаружить органику, но и понять, как она появилась. Сейчас в астрономии очень много IT: пишется сложный софт, который предсказывает появление соединений или условий, при которых они формируются. Астрохимия активно набирает обороты, это всемирно признанная серьезная дисциплина.

Как открытие внеземной жизни повлияет на человечество?

Открытие внеземной жизни повлечет за собой появление новых дисциплин. В первую очередь ксенобиологии, которая будет изучать другие формы жизни и давать нам информацию об их строении, видовом разнообразии и т. д. Это даст огромный бафф (понятие в компьютерных играх, обозначающее временное усиление игрока. — Прим. ред.) для биологии, медицины и космомедицины. Биологически это очень сильно обогатит науки.

Кроме того, открытие внеземной жизни — это очень важная штука с философской точки зрения. Мы знаем, что в космосе есть органика, вода, экзопланеты. Но жизнь пока воспринимается как явление уникальное, связанное только с Землей.

И это очень плохой тезис с философской и естественно-научной точки зрения, потому что он в том числе говорит об избранности человечества. Это антропоцентрический принцип — убеждение в том, что условия на Земле словно бы специально созданы для человека: идеальная атмосфера, идеальное тяготение, идеальный температурный режим (я как человек, живущий на Урале, с последним бы поспорил). Но это подмена понятий.

Как только мы найдем доказательства существования первой внеземной формы жизни, не обязательно даже разумной, это будет означать, что жизнь воспроизводится везде, где для этого есть условия. Это вобьет последний гвоздь в гроб нашей самоидентичности и ощущения уникальности, представления человечества как вершины биологической эволюции. Жизни должно быть очень много разных видов, везде — это очень важный момент и одна из ключевых задач астрономии сейчас, в XXI веке.

Могут ли космические аппараты принести на Землю внеземные формы жизни?

Расскажу одну байку. Когда-то у Российской Федерации была собственная орбитальная станция «Мир» (ее в итоге затопили в Тихом океане, это нормальный сценарий для отработавших космических аппаратов). Говорили, что на ее внешней обшивке, со стороны космоса, стал комфортно себя чувствовать какой-то из видов грибка (плесени), но непонятно, как будет развиваться эта форма жизни, находясь под внешней радиацией со стороны Солнца, в открытом космическом пространстве. Отсюда интересная мысль: если вывести жизнь из привычных условий в новую среду, то неизвестно, что произойдет, когда мы вернем ее обратно: к примеру, вирусы, бактерии и грибки очень быстро мутируют и приобретают новые свойства.

Жизнь может прилететь и на метеороиде, если будет содержаться не на его поверхности, а в составе вещества. Раньше даже была гипотеза, что органику на поверхность Земли принесли как раз кометы, метеороиды и астероиды. Противники этой гипотезы считают, что органические соединения изначально должны были быть в протопланетном облаке, в котором формировалась Земля, чтобы на ней возникла жизнь.

Если же говорить о занесении на Землю внеземных форм жизни, важно понимать, что у нас кислородсодержащая атмосфера, очень нужная нам для дыхания, но совершенно непригодная для появления жизни. Та атмосфера, которая была четыре миллиарда лет назад, кислорода практически не содержала; если бы было по-другому, первые формы жизни, которые были на Земле, не могли бы эффективно развиваться. Нынешняя атмосфера является продуктом многих сотен миллионов лет эволюции. Искать условия, которые поддерживают развитую жизнь, и мир, в котором она может зародиться — не одно и то же.

Поэтому неизвестно, как в наших условиях чувствовали бы себя внеземные формы жизни. Любое изменение свойств — чуть-чуть иное тяготение, температура, давление — повлияет на геном и на то, выживет ли вообще та или иная форма жизни, попав на Землю.

Какие астрономические процессы могут радикально изменить условия жизни на Земле?

Астрономические процессы очень медленные, изменения не происходят моментально. Мы доказали, что орбиты планет устойчивы на протяжении миллиарда лет. С точки зрения астрономии это очень интересно, потому что Солнечной системе 4,5 миллиарда лет. Это значит, что порядок планет, который есть сейчас в Солнечной системе, и текущие их орбиты ранее были совершенно другими.

За свою историю Земля шесть или семь раз переживала состояние сноуболла (снежка. — Прим. ред.) — была практически полностью покрыта льдом, и до сих пор неизвестно, с чем это было связано: с солнечной активностью, состоянием межпланетной среды или атмосферой. Но мы подобные изменения даже не ощущаем, потому что они растянуты на очень большие временные интервалы.

В любом случае бояться изменения условий не стоит. Человечество, в отличие от всех остальных форм жизни на Земле, меняет условия жизни, а не адаптируется к ним. Наша эволюция остановилась лет 300–400 назад с появлением медицины и антибиотиков, и с тех пор принцип естественного отбора, согласно которому потомство рождается более приспособленным к внешним условиям, больше не работает. Идет процесс де-эволюции: с каждым поколением мы всё менее приспособлены для этих условий, но зато можем их менять — строить теплое жилье, шить одежду, производить продукты питания.

Поэтому если на Земле или в Солнечной системе начнутся какие-то активные изменения, мы сможем приспособиться к ним благодаря науке и технологиям.

Ранее в нашем научном сериале мы отвечали на вопрос, как мозг влияет на поведение человека, объясняли, как работают контрацептивы и есть ли доказанный эффект у гомеопатии.

Другие эпизоды проекта «Ученые против мифов» вы найдете по этой ссылке.