Первая жизнь во Вселенной могла возникнуть через несколько секунд после Большого взрыва

Жизнь нашла дом на Земле примерно 4 миллиарда лет назад. Но это всего лишь часть истории Вселенной, длившейся 13,77 миллиардов лет. Предположительно, если жизнь зародилась здесь, она могла бы появиться где угодно. А при достаточно широком определении жизни вполне возможно, что жизнь появилась всего через несколько секунд после Большого взрыва.

Чтобы исследовать происхождение жизни, сначала мы должны дать ей определение. Существует более 200 официальных определений этого термина, что показывает, насколько сложно разобраться с этой концепцией. Например, живы ли вирусы? Они реплицируются, но для этого им нужен носитель. А как насчет прионов, патогенных белковых структур? Споры по поводу границы между жизнью и нежизнью продолжаются. Но для наших целей мы можем использовать чрезвычайно широкое, но очень полезное определение: жизнь — это все, что подвержено дарвиновской эволюции.

Жизнь на Земле возникла как минимум 3,7 миллиарда лет назад. К тому времени микроскопические организмы уже стали достаточно сложными, чтобы оставлять после себя следы своей деятельности, которые сохраняются и по сей день. Эти организмы были во многом похожи на современные: они использовали ДНК для хранения информации, РНК для транскрипции этой информации в белки, а белки для взаимодействия с окружающей средой и создания копий ДНК. Эта тройная комбинация позволяла им испытать дарвиновскую эволюцию.

Но эти микробы не просто упали с неба; они произошли от чего-то. И если жизнь — это что-то эволюционирующее, то в прошлом Земли должна была существовать более простая версия жизни, появившаяся еще раньше. Некоторые теории предполагают, что первые самовоспроизводящиеся молекулы и, следовательно, самая простая возможная форма жизни на Земле могли возникнуть, как только остыли океаны, более 4 миллиардов лет назад.

И Земля, возможно, была не одна — Марс и Венера в то время имели схожие условия, поэтому, если жизнь возникла здесь, она могла возникнуть и там.

Но Солнце не было первой звездой, которая вспыхнула в результате термоядерного синтеза; это продукт длинной линии предыдущих поколений звезд. Жизнь, какой мы ее знаем, требует нескольких ключевых элементов: водорода, кислорода, углерода, азота и фосфора. За исключением водорода, появившегося в первые несколько минут после Большого взрыва, все эти элементы создаются в недрах звезд в ходе их жизненных циклов. Итак, пока у вас есть хотя бы одно или два поколения звезд, живущих и умирающих и тем самым распространяющих свои элементы по галактике, во Вселенной может появиться жизнь, подобная земной.

Это отодвигает время возможного первого появления жизни на более чем 13 миллиардов лет назад.

Эта эра в истории Вселенной известна как космический рассвет, когда образовались первые звезды. Астрономы не совсем уверены, когда произошла эта преобразующая эпоха, но это произошло где-то через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Как только появились эти звезды, они могли начать создавать необходимые для жизни элементы.

Итак, жизнь, какой мы ее знаем – построенная на цепочках углерода, использующая кислород для транспортировки энергии – может быть намного старше Земли. Даже другие гипотетические формы жизни, основанные на экзотической биохимии, требуют аналогичной смеси элементов. Например, некоторые инопланетные формы жизни могут использовать кремний вместо углерода в качестве основного строительного блока или использовать метан вместо воды в качестве растворителя. Несмотря ни на что, эти элементы должны откуда-то взяться, и это где-то в ядрах звезд. Без звезд невозможна химическая жизнь.

Но, возможно, жизнь возможна и без химии. Трудно представить, какими могут быть эти существа. Но если мы возьмем наше широкое определение — что жизнь — это все, что подвержено эволюции, — тогда нам не нужны химические вещества, чтобы это произошло. Конечно, химия — удобный способ хранить информацию, извлекать энергию и взаимодействовать с окружающей средой, но есть и другие гипотетические пути.

Например, 95% энергетического содержания Вселенной неизвестны физике и буквально находятся за пределами известных элементов. Ученые не уверены, из чего состоят эти загадочные компоненты Вселенной, известные как темная материя и темная энергия.

Возможно, существуют дополнительные силы природы, которые работают только с темной материей и темной энергией. Возможно, существует несколько «видов» темной материи — целая «таблица Менделеева темной материи». Кто знает, какие взаимодействия и какая темная химия происходят на бескрайних просторах между звездами? Гипотетическая «темная жизнь», возможно, появилась в очень ранней Вселенной, задолго до появления первых звезд, питаемая силами, которые мы еще не понимаем.

Возможности могут стать еще более странными. Некоторые физики выдвинули гипотезу, что в самые ранние моменты Большого взрыва силы природы были настолько экстремальными и экзотическими, что могли способствовать росту сложных структур. Например, этими структурами могли быть космические струны, представляющие собой складки в пространстве-времени, закрепленные магнитными монополями. При достаточной сложности эти структуры могли бы хранить информацию. При достаточном количестве энергии эти структуры могли бы самовоспроизводиться, обеспечивая дарвиновскую эволюцию.

Любые существа, существующие в таких условиях, жили бы и умерли бы в мгновение ока, вся их история длилась бы меньше секунды — но для них это была бы целая жизнь.