Інопланетяни – погляд на них з точки зору науки

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Інопланетяни

Життя не є привілеєм лише нашої планети. Немає сумнівів у тому, що живий білок, живі істоти виникають в результаті історичного саморозвитку з мертвої природи всюди, де для цього є відповідні умови. Дослідженнями численних вчених встановлена фізико-хімічна єдність всесвіту. Немає ніяких причин думати, що на інших планетах діють закони, принципово відмінні від наших. Навпаки! Кожна планета побудована з таких же атомів, як, і Земля. Тому щоразу, коли на який-небудь планеті складаються такі ж умови, які були колись на Землі, наприклад, певна температура, вологість, наявність високомолекулярних речовин, що містять атоми вуглецю, там утворюються складні вуглецеві сполуки і створюються можливості для розвитку життя.

Вчені вважають, що на Землі, як ні на одній з інших планет сонячної системи, склалися найбільш сприятливі умови для розвитку різного життя. У цьому немає нічого дивного. Перш за все, наша планета розташована на досить «зручній» відстані від Сонця – не дуже близько і не дуже далеко від нього. Тому вона завжди забезпечена достатньою, але не надмірною кількістю тепла. Швидкість обертання Землі викликає порівняно швидке чергування дня і ночі, без тривалого охолодження і перегріву. Щільна газова атмосфера укриває її від постійного впливу метеоритів, ультрафіолетових променів та іншої короткохвильової радіації і, як «пухова ковдра» регулює приплив і віддачу тепла.

Важливим фактором для розвитку життя на Землі є наявність великих водних мас. Земля взагалі надзвичайно багата вологою. Не тільки під Сонцем, а й у багатьох інших ділянках всесвіту планети, три чверті поверхні яких зайняті водою, ймовірно, представляють рідкість.

Отже, на інших планетах нашої сонячної системи немає таких сприятливих умов, як на Землі. Чи означає це, що життя там неможливе, а якщо можливе, то якими є передумови до цього?

Таємниця Марсу

Марс

У нескінченному всесвіті є безліч населених, невідомих поки нам планет. Ці світи відчувають постійну еволюцію. Життя там безперестанку приймає нові форми у вічному русі матерії від простого до складного, від нижчого до вищого. Нескінченність не слід розуміти як одноманітний додаток одних і тих же доданків. Якщо взяти доступну нашому сприйняттю ділянку всесвіту в 2 мільярди світлових років, то тут, мабуть, нескінченно створюються подібні, але не тотожні ситуації, а розвиток йде не тільки по висхідним, а й по спадним лініям.

Прикладом цьому може служити вічне виникнення і вічна загибель небесних тіл. Кожне нове тіло чимось схоже з іншими, але точно їх не повторює, має власну індивідуальність. У відтворенні принципово близьких, але завжди відмінних процесів і полягає одна з особливостей нескінченності.

Отже, життя можливе і за межами сонячної системи. Але що стосується планет, які отримують від Сонця живильне тепло, то лише дві з них, Венера і Марс, по всій видимості, володіють життям.

Венера, як відомо, близька за розмірами до Землі. Її потужна атмосфера складається з вуглекислого газу, а також, ймовірно, з азоту і водню. Про температуру поверхні цієї планети, як і про період її обертання навколо осі, точних відомостей немає. Самою несприятливою обставиною для утворення на Венері високорозвинених форм життя до сих пір вважалася відсутність води. Але ось вчений Н. П. Барабашев, який багато років спостерігав цю планету, дійшов висновку, що під її густим, хмарним шаром таки знаходяться кисень і водяна пара.

Ці дані зовсім нещодавно підтвердили американські вчені. Піднявши на висоту 20 кілометрів телескопи, вони виявили на Венері водяні пари. Все це говорить про те, що на цій планеті може бути життя.

Не менш імовірна можливість існування живих істот і на Марсі. Ця планета здійснює оборот навколо своєї осі за 24 години 37 хвилин. Оскільки вісь її нахилена до площини орбіти, тут так само, як і на Землі, відбувається зміна пір року. В атмосфері Марса виявлено велику кількість вуглекислого газу (у два рази більше, ніж на Землі). Хоча ні кисню, ні водяної пари на Марсі не знайдено, однак цілком можливо, що вони там є. Температура у екватора доходить до плюс 30 °, але в цілому це холодна планета, з різкими температурними коливаннями.

На поверхні Марса помітні темні плями неправильної форми. Їх умовно назвали «морями», а світліші – «материками». Білі ділянки, виявлені біля полюсів, іменуються «полярними шапками».

Сто років тому під час чергового великого протистояння Марса, коли його особливо зручно було спостерігати, французький астроном Льє зауважив зміни забарвлення «морів». Темні під час марсіанської весни і літа, вони ставали світлими до осені. Як це пояснити? Чи не є марсіанські “моря” ділянками, покритими рослинністю, та зміняючи своє забарвлення в різні сезони?

Якщо це так і на цій планеті є рослини, то, ймовірно, тут повинен матися хлорофіл – особлива речовина, що додає земним рослинам зелений колір. Проте всі спроби виявилися марними: знайти хлорофіл на Марсі не вдалося.

Астроботанік Г. А. Тихов цікаво вирішив цю проблему. Він вперше зіставив оптичні властивості «морів» з властивостями земних рослин, що ростуть на високих горах і в Антарктиці, де кліматичні умови наближаються до суворого клімату Марса. Зняті ним високогірні рослини в інфрачервоних променях, так само, як і марсіанські “моря”, отримали темне забарвлення. Чому це сталося?

Інфрачервоні промені несуть половину сонячного тепла. Зеленим рослинам від них в літню пору дуже жарко. Тому вони « відображають» їх і при фотографуванні виходять білими. Високогірні і невірні рослини, можливо, так само, як і марсіанські, потребують тепла навіть влітку. Вони поглинають ці промені, і знімки тому виходять темними. Зіставляючи спектри цих рослинних зон зі спектрами Марса, вчений дійшов висновку, що рослини цієї планети повинні мати вигляд низькорослих розріджених подушок і зосереджені тільки в деяких ділянках. Вся ж інша поверхня Марса покрита оранжево-червоними пісками.

Марс

Так виникла гіпотеза про існування рослинного життя на Марсі. Цікаве відкриття зробив в 1877 році італійський астроном Скіапареллі: він помітив на поверхні Марса тонкі правильні лінії. Вчений назвав їх «каналами». Що це за лінії. Природні чи це річки або, може бути, штучні споруди. На ці питання належить відповісти майбутнім астронавтам.

Іноді думають, що життя можливе тільки в кисневому середовищі. Недолік вільного кисню або навіть його відсутність не може бути перешкодою для існування життя. На нашій планеті, наприклад, відомий ряд анаеробних організмів, що живуть у безкисневому середовищі. Однак кисень входить до складу всіх відомих нам білків. Навіть анаеробні організми, як сероводородні бактерії, витягають кисень з його сполук – води, вуглекислих солей і т. п. Рослини також отримують кисень з вуглекислоти, використовуючи енергію сонячних променів, а вночі поглинають атмосферний кисень.

Можна з впевненістю припустити, що вищі форми життя, що володіють інтенсивним обміном речовин, швидше за все, можуть розвиватися в середовищі, багатого киснем і водою. У всякому разі, при виникненні життя на Землі, коли атмосферний кисень майже відсутній, з’являлися лише найпростіші мікроорганізми. І тільки через сотні мільйонів років, коли в результаті життєдіяльності живих організмів був звільнений зі своїх з’єднань і накопичений кисень повітря, стали виникати все більш складні істоти. Вінцем розвитку Живої природи є людина з її свідомістю. В особі людини природа вперше почала пізнавати закони власного розвитку. Розумні мешканці Всесвіту, де б вони не були, повинні володіти цією властивістю.

Виходячи з відомих нам фізико-хімічних умов Марса і Венери, важко очікувати наявності на них настільки високої організації життя, яка неминуче, за загальними законами розвитку, вже призвела б до появи розумних, мислячих мешканців цих планет. Швидше за все, людина виявить там скромні лишайники, мохи і дуже дрібних найпростіших тварин типу інфузорій (на Марсі) або більш розвинені рослини з невідомими для нас, але навряд чи високоорганізованими тваринами (на Венері).

Отже, на інших планетах сонячної системи навряд чи є розумні істоти. Але допитлива людська думка виходить за межі того куточка Всесвіту, який зайнятий сонячною системою. Може бути, в інших світах існують невідомі нам вищі істоти? Письменники-антасти часто малюють вигляд цих мешканців інших планет, передаючи їм найнеймовірніші форми: у вигляді півзвірів, напівчудовиськ. З іншого боку, багато авторів науково-фантастичних творів бачать мешканців космосу близькими до людей. Так, у романі І. О. Єфремова «Зоряні кораблі» розумні мешканці далекого світу вельми схожі з людиною. Хто ж ближчий до істини і що з цього приводу думають фахівці-біологи?

Людина, як продукт розвитку тваринного світу, як біологічне тіло, дуже схожа з вищими тваринами (ссавцями). Для того, щоб відбувся перехід від цих тварин до людини, мали пройти сотні мільйонів років. Такий же довгий історичний шлях, ймовірно, пройшли і розумні мешканці інших планет, перш ніж вони відокремилися від своїх безпосередніх тваринних предків.

Звідси випливають однакові передумови для історичного розвитку живих істот, як на Землі, так і на інших планетах, які неминуче – повинні були привести до схожих форм розвитку. Найближчі предки розумних істот повинні мати високоорганізовану нервову систему і її центральний пост (наш головний мозок). Цей центр має бути надійно захищений від випадкових впливів (наш череп) і, у всякому разі, не випробовувати додаткового навантаження від інших органів. Сила тяжіння мається на будь-якій планеті, тому мозок або аналогічний йому орган, ймовірно, розташований в відокремленій і не надто великій частині тіла, вільній від зайвого навантаження.

Щоб активно пристосуватися до зовнішнього середовища, розумна істота має пересуватися в просторі. Для цього необхідні симетрично розташовані кінцівки, інакше тіло буде відчувати перевагу в одну сторону. Спостерігаючи еволюцію живих істот Землі, ми знаємо, що у всіх хребетних тварин, на відміну від безхребетних, число кінцівок протягом розвитку різко скорочується. Фізіологічно і анатомічно доведено, що при невеликій кількості кінцівок апарат пересувань більш досконалий і економічний з його харчування та управління і не виключено, що подібна еволюція відбулася і у розумних істот інших планет.

інопланетянин

На планетах сила тяжіння, так само як і тиск надпотужної атмосфери, може бути величезним. У подібному випадку залишається дуже мало шансів для розвитку попередників розумних істот, так як їх організм повинен витрачати найбільшу частину своєї енергії на подолання цих механічних сил. Якщо мисляча істота здатна пересуватися в просторі то вона, по всій, ймовірності, повинна мати різко відміні передню і задню частини тіла. Органи почуттів, як основні агенти сприйняття зовнішніх подразнень, у всякому разі, найвідповідальніші з них, обов’язково розташуються спереду і поблизу від центру нервової системи, щоб мати найкоротші шляху швидкої сигналізації про властивості середовища.

Чітко розпізнавати відстані до предметів можна тільки при парному стереометричному положенні органів слуху і зору. Цілком можливо, що у деяких мешканців інших планет є кілька очей, основних і додаткових (тім’яні очі, як відомо, були у багатьох викопних тварин). Закони заломлення світла диктують неминучість утворення оптичної системи, близької до пристрою очей людини і вищих тварин з їх кольоровим зором. Але навряд чи, як припускають письменники-фантасти, очі інших, невідомих нам істот здатні сприймати всілякі форми променевої енергії – від довгих радіохвиль до космічних променів. До цього немає ніяких підстав. Істота, забезпечена такими органами, мала б відчувати одночасно незліченні потоки випромінювань, що пронизують світовий простір. При цьому умови життя, тим більш розумного, була б, мабуть, неможливими.

Очевидна необхідність внутрішньої опори тіла вищих істот – скелета, судинної системи для забезпечення обміну речовин в тканинах – клітинах, мускулатури.

Люди або інші істоти

Різноманітність тваринного світу нашої планети показує, що при єдиному плані будови і фізіологічних функцій конкретний вигляд окремих видів тварин досить різний. Наприклад, при однаковому плані будови для всіх хребетних існує велика різниця між ховрашком і слоном або акулою і яструбом. Кожна з цих тварин пристосована до середовища по-своєму.

Вже на підставі цього досвіду ми маємо право припустити, що навіть найдосконаліші тварини інших світів, маючи загальну корінну схожість між собою у фізичній будові і – ми не боїмося це сказати – між земними формами, так само не повторюють один одного, як і земні тварини. Тому невідомий нам світ космічних тварин не тільки різноманітний, але зовні може різко відрізнятися від земного. Однак закон єдності фізіологічних відправлень і найбільш адекватного пристосування до навколишнього середовища повинен привести до принципової зовнішньої фізичної подібності вищих організмів Всесвіту.

Аватар

Згадаймо, як це відбувалося впродовж історії виникнення життя на Землі. Принаймні ускладнення форм життя на Землі величезна різноманітність нижчих істот у більш високопосадових групах поступово вирівнювалася. Так, якщо безхребетні, зокрема комахи, вражають великою кількістю несхожих між собою видів (їх понад мільйон ), то вигляд хребетних, особливо сухопутних, починає приймати деякі спільні риси. Ссавці (їх всього 3 200 видів ) явно близькі один до одного; а зовнішній вигляд і внутрішня будова мавп і людей стає разюче подібною.

На шляху тривалого розвитку вищих хребетних нашої планети були подолані і відкинуті в результаті природного відбору громіздкі або занадто примітивні органи, а маса і поверхня тіла наведені в найкращу відповідність між теплопродукцією і тепловіддачею. Занадто великі організми повинні були витрачати настільки велику енергію на свою життєдіяльність, що вони перетворилися на величезні фабрики для безперервного поглинання і переробки їжі. Маючи крихітний мозок, але гігантські м’язи і шлунок, ці чудовиська (себто динозаври) були зметені природою з лиця Землі. У свою чергу, і занадто дрібні тварини також не змогли стати вихідним матеріалом для формування носіїв розуму, так як з їх крихітним енергетичним кругообігом вони занадто залежали від випадковостей фізичного середовища.

Розміри тіла людиноподібних мавп, а потім людей найкращим чином поєднують закономірності анатомії, фізіології, регуляції обмінних процесів з вимогами розумного існування в земних умовах, а отже, і на будь-якій планеті схожого типу. Зрозуміло, ці розміри не становлять незмінного стандарту, але навряд чи відхилення від них можуть бути дуже великі.

Таким чином, виходячи зі спільності законів розвитку матеріального світу, ми можемо погодитися з І. А. Єфремовим , що розумні мешканці Всесвіту в тій чи іншій мірі все ж «люди». Вони дещо відрізняються в деталях, але мають багато спільних з нами рис. У них може бути різний розріз очей, різне число пальців, особливий колір шкіри, відсутність або наявність волосся на тілі, та чи інша форма голови. Однак немає ніяких причин представляти їх, як це часто робить фантастична література, у вигляді якихось зовсім надзвичайних хвостатих, рогатих, багаторуких чудовиськ, з неймовірним сплетінням кінцівок, стрибаючих, повзаючих з місця на місце.

летюча тарілка

Якщо Всесвіт вічний і його розумні мешканці існують на окремих світах нескінченно давно, чому ж міжзоряні кораблі небесних космонавтів жодного разу не відвідали нашої сонячної системи (а може все таки відвідали?) з її планетами і не залишили жодних слідів цього відвідування?

На це питання відповідають по-різному. Ряд вчених принадить математичні підрахунки, з яких випливає, що хоча наша Галактика налічує 150 мільярдів зірок, всього лише кілька мільярдів з них, можливо, мають умови для розвитку життя. Справа в тому, що не менше 80 відсотків усіх зірок Галактики є подвійними або кратними (тобто дві або кілька зірок обертаються на близькій відстані одна від одної навколо загального центру ваги). У таких систем не можуть виникати стійкі планети з умовами, сприятливими для життя, тому що вони рухаються по витягнутих еліпсах, то підходячи до розпечених околиць своїх сонць, то віддаляючись в холод і морок світового простору.

Разом зі своїми центральними світилами планетні системи укладені в згущуванні Галактики, що нагадує за формою сплощений диск діаметром в 100 тисяч і товщиною в 16 тисяч світлових років. Звідси випливає, що відстані між населеними світами колосальні.

Подібна розкиненість робить відвідування саме району Землі малоймовірним. Може бути, один раз за багато мільйонів земних років до нас прилітали посланці інших світів. Можливо, що подібної подорожі взагалі не було, або ж вона відбулася в долюдську еру, в усякому разі, задовго до появи високорозвиненої культури і науки земних мешканців. А може бути, посланці інших світів нас відвідують і зараз, але ми не можемо їх виявити, так як не володіємо відповідними засобами. Є цілий ряд гіпотез про сліди передбачуваних відвідувань нашої планети прибульцями з інших світів. Подібні гіпотези і припущення будуть, ймовірно, множитися і зростати.

Отже, з єдності фізико-хімічних законів зовсім не випливає, що Всесвіт розвивається за шаблоном і що мешканці різних світів лише повторюють одну і ту ж історію. Однакові вихідні умови можуть послужити відправною точкою для величезного розмаїття комбінацій. Тому різні світи і різні ділянки Всесвіту нескінченно різноманітні. Але в цій нескінченності є певні тенденції, властиві рухливій матерії. Точно так само в розвитку живої природи є головна лінія, яка пробивається через масу різноманітних відхилень. Принаймні ускладнення форм життя основна нитка призводить всіх розумних істот до найбільшої єдності з навколишньою дійсністю. А так як дійсність, тобто конкретна обстановка окремих небесних тіл, вельми обмежена певними умовами, розумні мешканці Всесвіту повинні набувати також досить схожих рис.

Наша планета – лише порошинка в космосі, але вона є його дітище, мініатюрне втілення його загальних законів. У цьому крихітному дзеркалі ми знаходимо відображення Всесвіту і джерела необмеженого польоту людської думки.

Пройдуть роки. Нові технічні досягнення дозволять нам направити космічні кораблі спочатку на інші планети сонячної системи, а потім і за її межі. Рано чи пізно людина зустрінеться з іншими розумними істотами. Ця зустріч обов’язково буде!

Автор: Ю. М. Раль.