Возможно, человечество одиноко во вселенной

В 1961 году ученый Фрэнк Дрейк (Frank Drake) составил первое уравнение, показывающее, сколько сегодня во вселенной существует совершающих космические путешествия цивилизаций. В основу подсчетов он положил серию неизвестных свойств и факторов, чтобы делать на их основе оценки и в конечном итоге понять, сколько в нашей галактике и обозримой вселенной в настоящее время есть технически развитых видов инопланетян. 

Для начала, самым драматическим образом расширились наши представления о размерах и масштабе вселенной. Благодаря наблюдениям при помощи космических и наземных обсерваторий, которые охватывают весь спектр электромагнитных волн, мы сегодня знаем, насколько велика вселенная, и какое количество галактик в ней существует.  Поэтому, глядя в огромную пропасть далекого космоса, мы в состоянии подсчитать, сколько во вселенной есть и было звезд на всем протяжении космической истории с момента «большого взрыва». Это колоссальное количество: где-то 10 в 24-й степени. И это говорит о том, сколько у вселенной за последние 13,8 миллиарда лет возникало шансов, чтобы породить жизнь, подобную нашей.

<small>© NASA/JPL-Caltech/T. Pyle</small>Так художник представил себе экзопланету Kepler-452b

Раньше мы гадали, какое количество звезд имеет вращающиеся вокруг них планеты, какие планеты в твердом состоянии, у скольких есть похожая на нашу атмосфера, и сколько таких планет находится на таком расстоянии от своих звезд, чтобы на их поверхности была вода в жидком состоянии.  Но благодаря огромным успехам в исследовании экзопланет, в первую очередь, при помощи космического спутника НАСА «Кеплер», мы очень многое узнали о том, что есть в космосе. Среди прочего, нам сегодня известно следующее:

— вокруг 80-100% звезд по орбите обращаются планеты или планетные системы;

— примерно у 20-25% этих систем имеется планета в пригодной для жизни зоне или в таком месте, где на ее поверхности может образоваться жидкая вода;

— приблизительно 10-20% из этих планет имеют такой же размер и массу, как Земля.

Сводим все воедино и получаем, что во вселенной имеется 10 в 22-й степени землеподобных планет, где есть нужные условия для жизни.

 Когда мы смотрим на межзвездное пространство, на молекулярные газовые облака, на центры далеких галактик, на потоки, исходящие от крупных звезд, и даже на нашу собственную галактику, мы находим элементы периодической системы — углерод, азот, кислород, кремний, серу, фосфор, медь, железо и так далее. Все это вещества, необходимые для жизни в известном нам виде. Заглядывая вовнутрь метеоритов и астероидов в нашей солнечной системе, мы не просто находим эти элементы, мы находим их в составе сложных органических молекул типа сахара, графитовых колец и даже аминокислот. Иными словами, во вселенной не только более 10 в 22-й степени землеподобных планет; там более 10 в 22-й степени землеподобных планет, где есть нужные для жизни составляющие!

Но если мы проявим научную честность и добросовестность, на этом наш оптимизм должен закончиться. Дело в том, что для появления цивилизации, похожей на человеческую, должны произойти три важные вещи.

Первый этап, который должен произойти — абиогенез, когда «сырые» ингредиенты, связанные с органическими процессами, становятся тем, что мы признаем в качестве «жизни».

Для появления многоклеточности, сложности, дифференциации и того, что мы называем «разумом», жизнь на планете должна существовать и развиваться миллиарды лет.

<small>© NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)</small>Так художник представил себе самую яркую галактику Вселенной, окруженную пылью

И наконец, такая разумная жизнь должна в итоге стать развитой в научно-техническом плане цивилизацией, которая может либо обрести способность заявить о своем присутствии во вселенной, либо выйти за пределы собственного дома и начать исследование космического пространства, либо дойти до такого этапа, когда она сумеет слушать другие формы разума в космосе. Либо же, в самом оптимистическом случае, делать все три вещи.

Когда Карл Саган (Carl Sagan) в 1980 году представил свою книгу «Космос: эволюция вселенной, жизни и цивилизации», он утверждал, что было бы разумно каждому из этих трех шагов дать 10-процентный шанс на успех. Если это утверждение верно, то только в галактике Млечный Путь должно существовать более 10 миллионов разумных инопланетных цивилизаций!

Сегодня Адам Фрэнк заявляет, что нереалистично давать этим трем шагам совокупную вероятность менее 10 в минус 22-й степени. На этом основании он приходит к заключению, что где-то во вселенной должны быть инопланетяне. Но это само по себе нелепое утверждение, которое ни на чем не основано. Да, абиогенез может быть широко распространен; даже на одной только Земле он мог возникать многократно. А еще на Марсе, Титане, Европе, Венере, Энцеладе и прочих планетах в одной только нашей солнечной системе. Либо же это может быть настолько редкий процесс, что даже если мы создадим сотню клонов молодой Земли (или тысячу, или миллион), наш мир может оказаться единственным, где возник этот абиогенез.

И даже если жизнь возникла, насколько удачливой она должна быть, чтобы существовать и процветать миллиарды лет? Не является ли нормой катастрофический сценарий с потеплением, как это было на Венере? Или катастрофический сценарий с похолоданием, как на Марсе? Или жизнь в большинстве случаев сама себя отравляет в процессе существования, как это едва не произошло на Земле два миллиарда лет назад? И даже если у нас есть жизнь, существующая миллиарды лет, как часто будут происходить процессы типа Кембрийского взрыва, в результате которых на планете начинают доминировать огромные многоклеточные макроскопические растения, животные и грибы? Они могут происходить довольно часто, когда 10% таких взрывов заканчиваются успехом, или редко, когда шансов на успех у таких взрывов один на миллион или даже один на миллиард.

И даже если такое произойдет, насколько редкими являются использующие инструменты, развивающие технологии и запускающие в космос ракеты виды типа человека? Развитые рептилии, птицы и млекопитающие, которых по некоторым меркам можно считать разумными, существуют десятки и сотни миллионов лет, однако современный человек появился менее миллиона лет назад. А «технически продвинутыми» в нашем понимании мы стали лишь в последние два столетия. Есть ли 10-процентный шанс на то, что пройдя предыдущий шаг, мы получим цивилизацию космических путешественников? 
По правде говоря, мы этого не знаем. Нам известно, что вселенная дает разумной жизни очень большое количество шансов на возникновение. А еще нам известно, что вероятность продвинуться и развиться в этой жизни, став технически развитой, осваивающей космос цивилизацией, очень невелика. Мы знаем, что как минимум однажды жизнь возникла (человеческая), а поэтому вероятность ее зарождения не нулевая. 

Астрофизик и писатель Этан Сигел — создатель и главный автор блога Starts With A Bang.