Одиноки ли мы во Вселенной? - (реферат)
Одиноки ли мы во Вселенной? - (реферат)
Дата добавления: март 2006г.
Экзаменационный реферат
по астрономии
Одиноки ли мы во Вселенной?
Выполнил
ученик 11 “А” класса
средней школы №3
Кириченко Роман
Преподаватель
Ковакина И. С.
г. Находка
2001
План:
Вступление.
Эволюция и строение галактик.
Одиноки ли мы во Вселенной?
Гипотезы о множественности систем.
Появление жизни на Земле.
Жизнь на других планетах.
Проблема Внеземных цивилизаций.
Возникновение разума.
Связи с другими мирами.
Космические послания.
Заключение.
Литература.
3
4
6
7
8
11
12
14
15
17
19
21
I. Вступление.
Если посмотреть на ночное небо в ясную ночь, то можно увидеть примерно тысячу звезд нашей Галактики. Каждая из этих звезд, подобных нашему Солнцу, сияет миллионы или миллиарды лет, а свет, который мы видим, путешествовал в межзвездном пространстве от четырех лет до двух тысяч лет, прежде чем достиг наших глаз. Тему “Одиноки ли мы во Вселенной? ”, я выбрал, может быть, потому, что многие люди затрагивают эту тему и полностью ее не раскрывают. На этот вопрос можно много рассуждать самому или даже с помощью чьих-то доказательств. Изучать окружающий мир, в том числе и Вселенную, человек начал с того, что он мог непосредственно наблюдать. Обладая органом зрения, чувствительным к световым лучам - как говорят физики - к оптическому диапазону электромагнитных волн, он видел на небе Солнце, звезды, планеты. На основе этих наблюдений он составил первые представления о мироздании. И в дальнейшем, на протяжении многих веков, в том числе и тогда, когда исследователи Вселенной вооружились телескопами и фотографической техникой, значительно расширившими возможности человеческого глаза, астрономия продолжала оставаться оптической наукой, а свет - единственным вестником космических миров, несущим информацию о процессах, протекающих в глубинах Вселенной. Вплоть до начала нашего века никто не сомневался в том, что Вселенная стационарная, что в основных своих чертах она не меняется с течением времени, что подавляющее большинство небесных светил развивается постепенно, переходя от одного стационарного состояния к другому. Подобную точку зрения разделял и такой выдающийся физик нашей эпохи, как А. Эйнштейн. Но уже в двадцатые годы было открыто расширение Вселенной. И с каждым новым астрофизическим открытием перед нами развертывается мир “все более странный”, мир все более диковинных, необычных процессов. Итак, неисчерпаемость Вселенной, неизбежность неожиданных, непредвиденных открытий, мир все более странных явлений - вот характерные особенности современной астрономии и физики. И как следствие - определенные качества, которыми должен обладать современный исследователь Вселенной: глубокие знания, постоянная готовность к встрече с неожиданным, умение разобраться в необычном, способность к оригинальным заключениям.... Современным исследователям предстоит решать все более сложные задачи. Углубляясь в дебри все более странного мира, наука вплотную приблизилась к таким рубежам, для преодоления которых, возможно, потребуются особые усилия, в том числе и усилия интеллектуальные.... Теперь мы достаточно подготовлены к тому, чтобы перешагнуть порог того “все более странного мира”, который открывает нам современная наука о Вселенной. Вся наша Земля - корабль в безбрежном космическом океане. Все мы живем в Солнечной системе, подвергаясь всем излучениям, которые направляются к Земле со всех сторон Вселенной. В прошлом Вселенная выглядела совершенно иначе, чем в наши дни: в ней не было ни звезд, ни планет, ни галактик, а вещество, из которого затем образовались планеты, находилось в состоянии огромной плотности. Гигантские звездные острова - галактики с огромными скоростями разлетаются в разных направлениях. Мы живем в расширяющийся Вселенной.
Эволюция и строение галактик.
Поэт спрашивал: “Послушайте! Ведь, если звезды зажигают — значит — это кому-нибудь нужно? ”. Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце дает необходимую для нашего существования энергию. А зачем нужны галактики? Оказывается и галактики нужны, и не только Солнце обеспечивает нас энергией. Астрономические наблюдения показывают, что из ядер галактик происходит непрерывное истечение водорода. Таким образом, ядра галактик являются фабриками по производству основного строительного материала Вселенной — водорода. Водород, атом которого состоит из одного протона в ядре и одного электрона на его орбите, является самым простым “кирпичиком”, из которого в недрах звезд образуются в процессе атомных реакций более сложные атомы. Причем оказывается, что звезды совершенно не случайно имеют различную величину. Чем больше масса звезды, тем более сложные атомы синтезируются в ее недрах. Наше Солнце, как обычная звезда, производит только гелий из водорода (который дают ядра галактик), очень массивные звезды производят углерод —главный “кирпичик” живого вещества. Вот для чего нужны галактики и звезды. А для чего нужна Земля? Она производит все необходимые вещества для существования жизни человека. А для чего существует человек? На этот вопрос не может ответить наука, но она может заставить нас еще раз задуматься над ним. Если “зажигание” звезд кому-то нужно, то может и человек кому-то нужен? Научные данные помогают нам сформулировать представление о нашем предназначении, о смысле нашей жизни. Обращаться при ответе на эти вопросы к эволюции Вселенной—это, значит, мыслить космически. Естествознание учит мыслить космически, в то же время, не отрываясь от реальности нашего бытия. Вопрос об образовании и строении галактик —следующий важный вопрос происхождения Вселенной. Его изучает не только космология как наука о Вселенной— едином целом, но также и космогония (греч. “Гонейа” означает рождение) —область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем (различают планетную, звездную, галактическую космогонию). Галактика представляет собой гигантские скопления звезд и их систем, имеющие свой центр (ядро) и различную, не только сферическую, но часто спиралевидную, эллиптическую, сплюснутую или вообще неправильную форму. Галактик— миллиарды, и в каждой из них насчитываются миллиарды звезд. Наша галактика называется Млечный Путь и состоит из 150 млрд. звезд. Она состоит из ядра и нескольких спиральных ветвей. Ее размеры—100 тыс. световых лет. Большая часть звезд нашей галактики сосредоточена в гигантском “диске” толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тыс. световых лет от центра галактики расположено Солнце. Ближайшая к нашей галактика (до которой световой луч бежит 2 млн. лет) —“туманность Андромеды”. Она названа так потому, что именно в созвездии Андромеды в 1917 году был открыт первый внегалактический объект. Его принадлежность к другой галактике была доказана в 1923 году Э. Хабблом, нашедшим путем спектрального анализа в этом объекте звезды. Позже были обнаружены звезды и в других туманностях. А в 1963 году были открыты квазары (квазизвездные радиоисточники) —самые мощные источники радиоизлучения во Вселенной со светимостью в сотни раз большей светимости галактик и размерами в десятки раз меньшими их. Было предположено, что квазары представляют собой ядра новых галактик и, стало быть, процесс образования галактик продолжается и поныне.
II. Одиноки ли мы во Вселенной?
И в конце введения в своем реферате я ставлю перед собой цель узнать, что во Вселенной мы не одиноки. Мне хочется узнать о далеких космических мирах, о Вселенной. На мой взгляд, самое главное в астрономии узнать, как устроен мир, есть ли жизнь на других планетах, одиноки ли мы в безбрежной Вселенной или где-то существует жизнь, как и наша? Может быть, на других планетах, которые настолько удалены от нас, что мы даже не в состоянии их наблюдать? И возможна ли на них жизнь? Эти и многие другие вопросы, над которыми ученые задумывались уже в XV веке, не разрешены до сих пор. Несколько десятилетий назад обсуждался вопрос: “Есть ли жизнь на Марсе? ” Было много гипотез, споров, что мы единственные во всей Вселенной. Особенно большие надежды возлагали именно на Марс, при наблюдении планеты в телескоп заметили, что она покрыта правильной сетью “каналов”. Длительное время даже считали, что эти “каналы” - не что иное, как “творение рук марсианских”. Но, увы, первые же снимки, полученные с американской автоматической межпланетной станции “Маринер-4” которая 14 июля 1965 пролетела на расстоянии 9600 км. от Марса, развеяли этот миф. Искусственных каналов не оказалось.
1. Гипотезы о множественности систем.
Для эволюции живых организмов от простейших форм (вирусы, бактерии) к разумным существам необходимы огромные интервалы времени так как “движущей силой” такого отбора являются мутации и естественный отбор - процессы, носящие случайный характер. Именно через большое количество случайных процессов реализуется закономерное развитие от низших форм жизни к высшим. На примере нашей планеты Земли мы знаем, что этот интервал времени, по-видимому, превосходит миллиард лет. Поэтому только на планетах, обращающихся вокруг достаточно старых звезд, мы можем ожидать присутствие высокоорганизованных живых существ. При современном состоянии астрономии мы можем только говорить об аргументах в пользу гипотезы о множественности планетных систем и возможности возникновения на них жизни. Строгим доказательством этих важнейших утверждений астрономия пока не располагает. Для того чтобы говорить о жизни, надо, по крайней мере, считать, что достаточно старые звезды имеют планетные системы. Для развития жизни на планете необходимо, чтобы выполнялся ряд условий общего характера. И совершенно очевидно, что далеко не на каждой планете может возникнуть жизнь. Мы можем представить вокруг каждой звезды, имеющей планетную систему, зону, где температурные условия не исключают возможности развития жизни. Вряд ли она возможна на планетах вроде Меркурия, температура освещенной Солнцем части которого выше температуры плавления свинца, или вроде Нептуна, температура поверхности которого -2000С. Нельзя, однако, недооценивать огромную приспособляемость живых организмов к неблагоприятным условиям внешней среды. Следует еще заметить, что для жизнедеятельности живых организмов значительно “опаснее” очень высокие температуры, чем низкие, так как простейшие виды вирусов и бактерий могут, как известно, находится в состоянии анабиоза при температуре, близкой к абсолютному нулю. Кроме того, необходимо, чтобы излучение звезды на протяжении многих сот миллионов и даже миллиардов лет оставалось приблизительно постоянным. Например, обширный класс переменных звезд, светимости которых сильно меняются со временем (часто периодически), должен быть исключен из рассмотрения. Однако большинство звезд излучает с удивительным постоянством. Например, согласно геологическим данным, светимость нашего Солнца за последние несколько миллиардов лет оставалась постоянно с точностью до нескольких десятков процентов.
2. Появление жизни на Земле.
Чтобы на планете могла появиться жизнь, ее масса не должна быть слишком маленькой. С другой стороны, слишком большая масса тоже является неблагоприятным фактором, на таких планетах невелика вероятность образования твердой поверхности, они обычно представляют из себя газовые шары с быстро растущей к центру плотностью (например, Юпитер и Сатурн). Так или иначе, массы планет, пригодных для развития жизни, должны быть ограничены как сверху, так и снизу. По-видимому, нижняя граница возможностей массы такой планеты близка к нескольким сотым массы Земли, а верхняя в десятки раз превосходит земную. Очень большое значение имеет химический состав поверхности и атмосферы. Как видно, пределы параметров планет, пригодных для жизни, достаточно широки. Для изучения жизни нужно, прежде всего, определить понятие “живое вещество”. Этот вопрос является далеко не простым. Многие ученые, например, определяют живое вещество как сложные белковые тела, обладающие упорядоченным обменом веществ. Такой точки зрения придерживался, в частности, академик А. И. Опарин, много занимавшийся проблемой происхождения жизни на Земле. Конечно, обмен веществ есть существеннейший атрибут жизни, однако вопрос о том, можно ли сводить сущность жизни, прежде всего к обмену веществ, является спорным. Ведь и в мире неживого, например, у некоторых растворов, наблюдается обмен веществ в его простейших формах. Вопрос об определении понятия “жизнь” стоит очень остро, когда мы обсуждаем возможности жизни на других планетарных системах. В настоящее время жизнь определяется не через внутреннее строение и вещества, которые ей присущи, а через ее функции: “управляющая система”, включающая в себя механизм передачи наследственной информации, обеспечивающей сохранность последующим поколениям. Тем самым благодаря неизбежным помехам при передаче такой информации наш молекулярный комплекс (организм) способен к мутациям, а, следовательно, к эволюции. Возникновению живого вещества на Земле (и, как можно судить по аналогии, на других планетах) предшествовала довольно длительная и сложная эволюция химического состава атмосферы, в конечном итоге приведшая к образованию ряда органических молекул. Эти молекулы впоследствии послужили как бы “кирпичиками” для образования живого вещества. По современным данным, планеты образуются из первичного газово-пылевого облака, химический состав которого аналогичен химическому составу Солнца и звезд, первоначальная их атмосфера состояла в основном из простейших соединений водорода - наиболее распространенного элемента в космосе. Больше всего молекул водорода, аммиака, воды и метана. Кроме того, первичная атмосфера должна была быть богата инертными газами - прежде всего гелием и неоном. В настоящее время благородных газов на Земле мало, так как они в свое время диссипировали (улетучились) в межпланетное пространство, как и многие водородосодержащие соединения. Однако, по-видимому, решающую роль в установлении состава земной атмосферы сыграл фотосинтез растений, при котором выделяется кислород. Не исключено, что некоторое, а может быть даже существенное количество органических веществ было принесено на Землю при падениях метеоритов и, возможно, даже комет. Некоторые метеориты довольно богаты органическими соединениями. Подсчитано, что за 2 млрд. лет метеориты могли принести на Землю от 108 до 1012тонн таких веществ. Такие органические соединения могут в небольших количествах возникать в результате вулканической деятельности, ударов метеоритов, молний, из-за радиоактивного распада некоторых элементов. Имеются довольно надежные геологические данные, указывающие на то, что уже 3. 5 млрд. лет назад земная атмосфера была богата кислородом. С другой стороны возраст земной коры оценивается геологами в 4. 5 млрд. лет. Жизнь должна была возникнуть на Земле до того, как атмосфера стала богата кислородом, так как последний в основном является продуктом жизнедеятельности растений. Согласно недавней оценке американского специалиста по планетарной астрономии Сагана, жизнь на Земле возникла 4. 0 - 4. 4 млрд. лет назад. Механизм усложнения строения органических веществ и появление у них свойств, присущих живому веществу, в настоящее время еще недостаточно изучен, хотя в последнее время наблюдаются большие успехи в этой области биологии. Но уже сейчас ясно, что подобные процессы длятся в течение миллиардов лет. Любая сколь угодно сложная комбинация аминокислот и других органических соединений - это еще не живой организм. Можно, конечно, предположить, что при каких-то исключительных обстоятельствах где-то на Земле возникла некая “праДНК”, которая и послужила началом всему живому. Вряд ли, однако, это так, если гипотетическая “праДНК” была вполне подобна современной. Дело в том, что современная ДНК сама по себе совершенно беспомощна. Она может функционировать только при наличии белков-ферментов. Думать, что чисто случайно, путем “перетряхивания” отдельных белков - многоатомных молекул, могла возникнуть такая сложнейшая машина, как “праДНК” и нужный для ее функционирования комплекс белков-ферментов - это значит верить в чудеса. Однако можно предположить, что молекулы ДНК и РНК произошли от более примитивной молекулы. Для образовавшихся на планете первых примитивных живых организмов высокие дозы радиации могут представлять смертельную опасность, так как мутации будут происходить так быстро, что естественный отбор не поспеет за ними. Заслуживает внимания еще такой вопрос: почему жизнь на Земле не возникает из неживого вещества в наше время? Объяснить это можно только тем, что ранее возникшая жизнь не даст возможность новому зарождению жизни. Микроорганизмы и вирусы съедят уже первые ростки новой жизни. Нельзя полностью исключать и возможность того, что жизнь на Земле возникла случайно. Существует еще одно обстоятельство, на которое, может быть, стоит обратить внимание. Хорошо известно, что все “живые” белки состоят из 22 аминокислот, между тем, как всего аминокислот известно, свыше 100. Не совсем понятно, чем эти кислоты отличаются от остальных своих “собратьев”. Нет ли какой-нибудь глубокой связи между происхождением жизни и этим удивительным явлением? Если жизнь на Земле возникла случайно, значит жизнь во Вселенной редчайшее (хотя, конечно, ни в коем случае не единичное) явление. Для данной планеты (как, например, наша Земля) возникновение особой формы высокоорганизованной материи, которую мы называем “жизнью”, является случайностью. Но в огромных просторах Вселенной возникающая таким образом жизнь должна представлять собой закономерное явление. Надо еще раз надо отметить, что центральная проблема возникновения жизни на Земле - это объяснение качественного скачка от “неживого” к “живому” - все еще далека от ясности. Недаром один из основоположников современной молекулярной биологии профессор Крик на Бюраканском симпозиуме по проблеме внеземных цивилизаций в сентябре 1971 года сказал: “Мы не видим пути от первичного бульона до естественного отбора. Можно прийти к выводу, что происхождение жизни - чудо, но это свидетельствует только о нашем незнании”
3. Жизнь на других планетах.
Волнующий вопрос о жизни на других планетах занимает умы астрономов уже несколько столетий. Возможность самого существования планетарных систем у других звезд только сейчас становится предметом научных исследований. Раньше же вопрос о жизни на других планетах был областью чисто умозрительных заключений. Между тем Марс, Венера и другие планеты Солнечной системы уже давно известны как несамосветящиеся твердые небесные тела, окруженные атмосферами. Давно стало ясно, что в общих чертах они напоминают Землю, а если так, почему бы на них не быть жизни, даже высокоорганизованной, и, кто знает, разумной? Вполне естественно считать, что физические условия, господствовавшие на только что образовавшихся из газово-пылевой среды планетах земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), были очень сходными, в частности их первоначальные атмосферы были одинаковы. Основными атомами, входящими в состав тех молекулярных комплексов, из которых образовалось живое вещество, являются водород, кислород, азот и углерод. Роль последнего особенно важна. Углерод - четырехвалентный элемент. Поэтому только углеродные соединения приводят к образованию длинных молекулярных цепей с богатыми и изменчивыми боковыми ответвлениями. Именно к такому типу принадлежат различные белковые молекулы. Часто заменителем углерода называют кремний. Кремний довольно обилен в космосе. В атмосферах звезд его содержание лишь в 5-6 раз меньше, чем углерода, то есть достаточно велико. Вряд ли, однако, кремний может играть роль “краеугольного камня” жизни. По некоторым причинам его соединения не могут обеспечить такое большое разнообразие боковых ответвлений в сложных молекулярных цепочках, как углеродные соединения. Между тем богатство и сложность таких боковых ответвлений именно и обеспечивает огромное разнообразие свойств белковых соединений, а также исключительную “информативность” ДНК, что совершенно необходимо для возникновения и развития жизни. Важнейшим условием для зарождения жизни на планете является наличие на ее поверхности достаточно большого количества жидкой среды. В такой среде находятся в растворенном состоянии органические соединения и могут создаваться благоприятные условия для синтеза на их основе сложных молекулярных комплексов. Кроме того, жидкая среда необходима только что возникшим живым организмам для защиты от губительного воздействия ультрафиолетового излучения, которое на начальном этапе эволюции планеты может свободно проникать до ее поверхности. Можно ожидать, что такой жидкой оболочкой может быть только вода и жидкий аммиак, многие соединения которого, кстати, по своей структуре аналогичны органическим соединениям, благодаря чему в настоящее время рассматривается возможность возникновения жизни на аммиачной основе. Образование жидкого аммиака требует сравнительно низкой температуры поверхности планеты. Вообще значение температуры первоначальной планеты для возникновения на ней жизни весьма велико. Если температура достаточно велика, например 1000С, а давление атмосферы не велико, на ее поверхности не может образоваться водяная оболочка, не говоря уже об аммиачной. В таких условиях говорить о возможности возникновения жизни на планете не приходится. Исходя из сказанного, мы можем ожидать, что условия для возникновения в отдаленном прошлом жизни на Марсе и Венере могли быть, вообще говоря, благоприятными. Жидкой оболочкой могла быть только вода, а не аммиак, что следует из анализа физических условий на этих планетах в эпоху их формирования. В настоящее время эти планеты достаточно хорошо изучены, и ничто не указывает на присутствие даже простейших форм жизни ни на одной из планет Солнечной системы, не говоря уже о разумной жизни. Однако получить явные доказательства на наличие жизни на той или иной планете путем астрономических наблюдений очень трудно, особенно если речь идет о планете в другой звездной системе. Даже в самые мощные телескопы при наиболее благоприятных условиях наблюдения размеры деталей, еще различимых на поверхности Марса, равны 100 км. До этого мы только определили самые общие условия, при которых во Вселенной может (не обязательно должна) возникнуть жизнь. Такая сложная форма материи, как жизнь, зависит от большого числа совершенно не связанных между собой явлений. Но все эти рассуждения касаются только простейших форм жизни. Когда мы переходим к возможности тех или иных проявлений разумной жизни во Вселенной, мы сталкиваемся с очень большими трудностями.
4. Проблема внеземных цивилизаций.
Одной из самых интересных тем астрономии является возможность существования внеземных цивилизаций. По этой теме постоянно продолжаются дискуссии, и единого мнения не существует. Но большинство современных астрономов и философов считают, что жизнь - распространенное явление во Вселенной и существует множество миров, на которых обитают цивилизации. Уровень развития некоторых внеземных цивилизаций может быть неизмеримо выше уровня развития земной цивилизации. Именно с такими цивилизациями землянам особенно интересно установить контакт. На развитие мнения о множестве цивилизаций повлияло несколько аргументов. Во-первых, в Метагалактике есть огромное число звезд, похожих на наше Солнце, а следовательно планетные системы могут существовать не только у Солнца. И более того, исследования показали, что некоторые звезды определенных спектральных классов вращаются медленно вокруг своей оси, что может быть вызвано наличием вокруг этих звезд планетных систем. Во-вторых, при соответствующих условиях жизнь могла возникнуть на планетах других звезд по типу эволюционного развития жизни на Земле. Молекулярные соединения, необходимые для начальной стадии эволюции неживой природы, достаточно распространены во Вселенной и открыты даже в межзвездной среде. В-третьих, возможно существование небелковых форм жизни, принципиально отличных от тех, которые распространены на Земле. Однако ничего конкретного о них науке не известно. Не все ученые столь оптимистически относятся к проблеме внеземных цивилизаций. Сторонники противоположной точки зрения считают, что жизнь, и особенно разумная жизнь исключительно редкое, а может быть, и уникальное явление во Вселенной. На развитие их мнения повлияли следующие аргументы: Во-первых, вероятность того, что в процессе эволюции неживой материи возникает жизнь, а тем более разум, очень мала, так как в ходе такой эволюции появляется огромное число препятствий на пути образования и последующего усложнения клеток. Во-вторых, в Солнечной системе высокоорганизованные формы жизни есть только на Земле. На Луне и, возможно, на Марсе, вопреки ожиданиям, не оказалось даже микроорганизмов, обладающих большой приспособляемостью к условиям обитания. В-третьих, нет ни одного неопровержимого доказательства, что Землю когда-либо посещали посланцы других миров. Одни лишь слухи. В-четвертых, радиопоиски сигналов внеземных цивилизаций пока не увенчались успехом. Не обнаружено никаких признаков деятельности внеземных цивилизаций, что кажется странным, если предположить, что эти цивилизации могли достигнуть более высокого уровня развития, по сравнению с Землей. Итак, внеземные цивилизации по прежнему относятся к числу гипотетических объектов, поиск которых представляет огромный интерес. Продолжаются споры о реальности внеземных цивилизаций, но лишь дальнейшие наблюдения и эксперименты позволят выяснить, существуют ли где-нибудь обитаемые миры или мы одиноки, по крайней мере, в пределах нашей Галактики.
5. Возникновение разума.
Жизнь на какой-нибудь планете должна проделать огромную эволюцию, прежде чем стать разумной. Движущая сила этой эволюции - способность организмов к мутациям и естественный отбор. В процессе такой эволюции организмы все более и более усложняются, а их части - специализируются. Усложнение идет как в качественном, так и в количественном направлении. Например, у червя имеется всего около 1000 нервных клеток, а у человека около десяти миллиардов. Развитие нервной системы существенно увеличивает способности организмов к адаптации, их пластичность. Эти свойства высокоразвитых организмов являются необходимыми, но, конечно, недостаточными для возникновения разума. Последний можно определить как адаптацию организмов для их сложного социального поведения. Возникновение разума должно быть теснейшим образом связано с коренным улучшением и усовершенствованием способов обмена информацией между отдельными особями. Поэтому для истории возникновения разумной жизни на Земле возникновение языка имело решающее значение. Можем ли мы, однако, такой процесс считать универсальным для эволюции жизни во всех уголках Вселенной? Скорее всего - нет! Ведь в принципе при совершенно других условиях средством обмена информацией между особями могли бы стать не продольные колебания атмосферы (или гидросферы), в которой живут эти особи, а нечто совершенно другое. Почему бы не представить себе способ обмена информацией, основанный не на акустических эффектах, а, скажем на оптических или магнитных? И вообще - так ли уж обязательно, чтобы жизнь на какой-нибудь планете в процессе ее эволюции стала разумной? Между тем эта тема с незапамятных времен волновала человечество. Говоря о жизни во Вселенной, всегда, прежде всего, имели в виду разумную жизнь. Одиноки ли мы в безграничных просторах космоса? Философы и ученые с античных времен всегда были убеждены, что имеется множество миров, где существует разумная жизнь. Никаких научно обоснованных аргументов в пользу этого утверждения не приводилось. Рассуждения, по существу, велись по следующей схеме: если на Земле - одной из планет Солнечной системы есть жизнь, то почему ей не быть на других планетах? Этот метод рассуждения, если его логически развивать, не так уж плох. И вообще страшно себе представить, что из 1020 - 1022планетных систем во Вселенной, в области радиусом в десяток миллиардов световых лет разум существует только на нашей крохотной планетке.... Но может быть, разумная жизнь - чрезвычайно редкое явление. Может быть, например, что наша планета как обитель разумной жизни единственная в Галактике, причем далеко не во всех Галактиках имеется разумная жизнь. Можно ли, вообще, считать работы о разумной жизни во Вселенной научными? Вероятно, все-таки, при современном уровне развития техники можно, и необходимо заниматься этой проблемой уже сейчас, тем более она может вдруг оказаться чрезвычайно важной для развития цивилизации.... Обнаружение любой жизни, особенно разумной, могло бы представлять, и иметь огромное значение. Поэтому уже давно предпринимаются попытки обнаружить и установить контакт с другими цивилизациями. В 1974 году в США была запущена автоматическая межпланетная станция “Пионер-10”. Несколько лет спустя она покинула пределы Солнечной системы, выполнив различные научные задания. Если ничтожно малая вероятность того, что когда-нибудь, через многие миллионы лет, неведомые нам высоко цивилизованные инопланетные существа обнаружат “Пионер-10” и встретят его как посланца чужого, неведомого им мира. На этот случай внутри станции заложена стальная пластинка с выгравированными на ней рисунком и символами, которые дают минимальную информацию о нашей земной цивилизации. Это изображение составлено таким образом, чтобы разумные существа, нашедшие его, смогли определить положение Солнечной системы в нашей Галактике, догадались бы о нашем виде и, возможно, намерениях. Но конечно внеземная цивилизация имеет гораздо больше шансов обнаружить нас на Земле, чем найти “Пионер-10”.
6. Связи с другими мирами.
Вопрос о возможности связи с другими мирами впервые анализировался Коккони и Моррисом в 1959 году. Они пришли к выводу, что наиболее естественный и практически осуществимый канал связи между какими-нибудь цивилизациями, разделенными межзвездными расстояниями, может быть установлен с помощью электромагнитных волн. Очевидное преимущество такого типа связи распространение сигнала с максимально возможной в природе скоростью и концентрация энергии в пределах сравнительно небольших телесных углов без сколько-нибудь значительного рассеяния. Главными недостатками такого метода являются маленькая мощность принимаемого сигнала и сильные помехи, возникающие из-за огромных расстояний и космических излучений. Сама природа подсказывает нам, что передачи должны идти на длине волны 21 сантиметр (длина волны излучения свободного водорода), при этом потери энергии сигнала будут минимальны, а вероятность приема сигнала внеземной цивилизацией гораздо больше, чем на случайно взятой длине волны. Вероятней всего, что и ожидать сигналов из космоса мы должны ожидать на той же волне. Но допустим, что мы обнаружили какой-то странный сигнал. Теперь мы должны перейти к следующему, довольно важному вопросу. Как распознать искусственную природу сигнала? Скорее всего, он должен быть модулирован, то есть его мощность со временем должна регулярно меняться. На первых порах он должен, по-видимому, быть достаточно простым. После того как сигнал будет принят (если, конечно это случится), между цивилизациями будет установлена двухсторонняя радиосвязь, и тогда можно начинать обмен более сложной информацией. Конечно, не следует при этом забывать, что ответы могут при этом быть получены не ранее, чем через несколько десятков или даже сотен лет. Однако исключительная важность и ценность таких переговоров, безусловно, должна компенсировать их медленность. Радионаблюдения за несколькими ближайшими звездами уже несколько раз проводилось в рамках крупного проекта “ОМЗА” в 1960 году и при помощи телескопа Национальной радиоастрономической лаборатории США в 1971 году. Разработано большое количество дорогих проектов установления контактов с другими цивилизациями, но они не финансируются, а реальных наблюдений пока проводилось очень мало. Несмотря на очевидные преимущества космической радиосвязи, мы не должны упускать из виду и другие типы связи, так как заранее нельзя сказать с какими сигналами мы можем иметь дело. Во-первых - это оптическая связь, главный недостаток которой - очень слабый уровень сигнала, ведь, несмотря на то, что угол расхождения светового пучка удалось довести до 10-8рад. , ширина его на расстоянии нескольких световых лет будет огромной. Также связь может осуществляться с помощью автоматических зондов. По вполне понятным причинам этот вид связи землянам пока недоступен, и не станет доступным даже с началом использования управляемых термоядерных реакций. При запуске такого зонда мы бы столкнулись с огромным количеством проблем, если даже считать время его полета к цели приемлемым. К тому же на расстоянии менее 100 световых лет от Солнечной системы уже имеется более 50000 звезд. На какую из них посылать зонд? Таким образом, установление прямого контакта с внеземной цивилизацией с нашей стороны пока невозможно. Но может быть нам стоит только подождать? Вот здесь нельзя не упомянуть об очень актуальной проблеме НЛО на Земле. НЛО это реальность на 5% и фикция на 90%. Существование проблемы ненаучных явлений понимает под собой то, что наш мир несопоставимо более сложный, чем тот который нам представляет наука. Они приводят нас к выводу, что наш мир не один, что есть какой-то как бы параллельный мир, который существует независимо от нас и не подчиняется нашим законам. Очень хорошо проблема ненаучных явлений освещается в телесериале “Секретные материалы” на основе данных ЦРУ и ФБР. Представленный материал очень хорош для обывателя, но не для ученого. Ведь наука полностью отвергает данную проблему. Она является для науки полностью непознанной. Различных случаев “наблюдения” инопланетян и их активности уже замечено так много, что ни в коем случае нельзя однозначно опровергать все эти данные. Можно только сказать, что многие из них, как оказалось со временем, являлись выдумкой или следствием ошибки. Но это уже тема других исследований. Если где-то в космосе будет обнаружена какая-то форма жизни или цивилизация, то мы совершенно, даже приблизительно, не можем себе представить, как будут выглядеть ее представители и как они отреагируют на контакт с нами. А вдруг эта реакция будет, с нашей точки зрения, отрицательной. Тогда хорошо если уровень развития внеземных существ ниже, чем наш. Но он может оказаться и неизмеримо выше. Такой контакт, при нормальном к нам отношении со стороны другой цивилизации, представляет наибольший интерес. Но об уровне развития инопланетян можно только догадываться, а об их строении нельзя сказать вообще ничего. Многие ученые придерживаются мнения, что цивилизация не может развиваться дальше определенного предела, а потом она либо погибает, либо больше не развивается. Например, немецкий астроном фон Хорнер назвал шесть причин, по его мнению, способных ограничить длительность существования технически развитой цивилизации:
полное уничтожение всякой жизни на планете;
уничтожение только высокоорганизованных существ;
физическое или духовное вырождение и вымирание;
потеря интереса к науке и технике;
недостаток энергии для развития очень высокоразвитой цивилизации; время жизни неограниченно велико; Последнюю возможность фон Хорнер считает совершенно невероятной. Далее, он считает, что во втором и третьем случаях на той же самой планете может развиваться еще одна цивилизация на основе (или на обломках) старой, причем время такого “возобновления” относительно невелико.
7. КОСМИЧЕСКИЕ ПОСЛАНИЯ.
За прошедшие 40 лет люди убедились, что рядом с Землёй нет цивилизаций, передающих сообщения по радио. И земляне сами решили послать весточку неведомым космическим братьям. В 70-х гг. к звёздам были отправлены радиограммы и автоматические зонды с посылками на борту. Каково же было их содержание? Прежде всего, предстояло решить вопрос, в какой форме послать сообщение: в форме текста или картинок, т. е. воспользоваться понятиями или образами. Использовать линкос пока не решились. Все послания, отправленные в космос по радио и на борту космических аппаратов, содержат образы—рисунки, слайды, звуки речи, музыку. Краткий текст состоит из нескольких чисел, необходимых для указания “обратного адреса”— положения нашей планеты в Галактике. 16 ноября 1974 г. из обсерватории Аресибо было отправлено сообщение в направлении шарового звёздного скопления М 13 в созвездии Геркулеса. В нём около миллиона звёзд, подобных Солнцу, поэтому вполне вероятно, что сообщение будет кем-то принято. Правда сигнал доберётся туда только через 25 тыс. лет. Сообщение послано на волне длиной 12, 6 см и содержит 1679 знаков. Как надеются земляне, их инопланетные коллеги сообразят, что послание представляет собой кадр 23х73. Пока землянам неизвестны быстрые способы межзвёздных путешествий; перелёт даже к ближайшей звезде занял бы десятки тыс. лет. Для человека путь к звёздам пока закрыт. Но автоматы уже устремились в межзвёздное пространство: четыре зонда покинули пределы Солнечной системы— это “Пионер-10, -11”, запущенные в 1972—1973 гг. , и “Вояджер-1, -2”, запущенные 1977 г. Пролетев мимо внешних планет, они преодолели притяжение Солнца и теперь удаляются в глубины Галактики. Так почему же не послать с ними весточки в другие миры? Есть шанс, что они когда-нибудь попадут в руки разумных существ. Поэтому каждый из зондов несёт особое послание. Внутри “Пионеров” заложены небольшие металлические пластинки, на которых выгравирована “визитная карточка” землян. На ней изображены люди на фоне силуэта космического аппарата (для того чтобы показать масштаб). Мужчина приветственно поднял руку. Внизу показана схема Солнечной системы; линия, протянувшаяся от третьей планеты к маленькому силуэту “Пионера” показывает траекторию полёта. Вверху слева дважды изображён атом водорода. Кружок обозначает орбиту электрона, а палочка с точкой—направление спина (оси собственного вращения) электрона и протона. На правом рисунке спины частиц совпадают, а на левом они противоположны. Каждый физик (в том числе, наверное, и неземной) знает, что при повороте спинов атом водорода излучает радиоимпульс с частотой 1420 МГц, т. е. с длиной волны 21 см. Эти длина и частота (мера времени) служат единицами всех других расстояний и времён, указанных на этом рисунке. Самое важное сообщение зашифровано в “звёздочке” слева от центра. Это наш “обратный адрес”: в середине—Солнце, а протянувшиеся от него лучи показывают направления и расстояния до “радиомаяков” Галактики—пульсаров. Это нейтронные звёзды, быстро вращающиеся и излучающие радиоимпульсы с определённым периодом. У каждого пульсара свой период, который в двоичном коде записан вдоль луча. Всем развитым цивилизациям эти пульсары должны быть известны. А зная их координаты в Галактике, легко найти и положение Солнца. Самый длинный горизонтальный луч указывает направление и расстояние до центра Галактики— “столицы” нашей “звёздной империи”. На “Вояджерах” отправлены уже целые посылки: к борту каждого из них прикрепили круглую алюминиевую коробку, положив туда позолоченный видеодиск. Инструкция по его воспроизведению изображена на крышке коробки. На диске 115 изображений (слайдов), на которых собраны важнейшие научные данные, виды Земли, её материков, различные ландшафты, сцены из жизни животных и человека, их анатомическое строение и биохимическая структура, включая молекулу ДНК.
III. Заключение
Мы живем в эпоху научно технической революции. Стремительное развитие физики и астрофизики вводит нас в круг все более необычных, диковинных явлений. Систематическое их обнаружение становится нормой современного естествознания. Все с большей отчетливостью проявляется картина “невидимой” Вселенной. В настоящее время ученые, работающие в области физики и астрофизики, в подавляющем большинстве принимают идею “все более странного мира”. Споры и дискуссии развертываются главным образом не по поводу того, существует этот “мир” или нет, а вокруг вопроса о “границах применимости” идеи “все более странного мира” в каждом конкретном случае, то есть вокруг вопроса о том, можно ли включить те или иные новые необычные факты в систему существующего значения или для их осмысления требуется выход за рамки привычных фундаментальных представлений, - открытие новых законов природы и разработка принципиально новых научных теорий. А каких новых открытий мы ждем от астрономии и астрофизики в ближайшем будущем? К сожалению, ответить на этот вопрос со сколько-нибудь достаточной определенностью практически невозможно. Как справедливо заметил академик Г. И. Наал, открытия потому и являются открытиями, что они, как правило, неожиданные и потому непредсказуемы. А ведь именно неожиданные открытия и меняют лицо науки, вводят нас в новые, неизведанные регионы “все более странного мира”. Не случайно один из крупнейших физиков современности академик П. Л. Капица любит подчеркивать, что самые важные и интересные открытия - это те, которые нельзя предвидеть. И повторяет при этом слова принца Гамлета: “Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам”. В физическом смысле Земля, по сравнению со звездами и Галактиками - песчинка, и мы, ощущаем это лучше, чем кто-нибудь другой. Но посмотрим с другой стороны. Ведь человек, который живет на этой ничтожной песчинке, способен мыслить, и его мысль уже достигла отдаленных Галактик.... Значит, человек велик, ибо его дела велики. Оценивая духовное могущество человека, особенно его колоссальные способности, познавать окружающую его природу, мы убеждаемся насколько он могуч. Из данного реферата можно сделать вывод, что до сих пор ученые всего мира не доказали, “одиноки ли мы во Вселенной? ” и есть ли разумная жизнь на других планетах. Мы нередко задаемся весьма общими вопросами, касающимися существования и свойств Вселенной в целом. Но если поставлен вопрос, это еще не означает, что на него может быть получен ответ. Правомерно ли ставить вопрос о том, почему мир, в котором мы живем, именно такой, а не какой-нибудь иной? Для того чтобы получить на подобный вопрос, исчерпывающий ответ, нам надо было бы выйти за рамки наблюдаемой Вселенной и охватить мир во всем его бесконечном разнообразии. А это, увы, невозможно как принципиально, так и по причинам чисто практическим. Разумеется, все в мире в принципе познаваемо. В том смысле, что все явления имеют естественные причины и подчиняются естественным закономерностям. Но практически мы можем узнать далеко не все. Прежде всего, потому, что сам процесс познания бесконечно разнообразной Вселенной бесконечен во времени и на любом уровне развития науки в окружающем мире всегда останется для нас нечто неизвестное. Во-вторых, потому что не обо всех мировых процессах мы можем получить необходимую информацию. Из всего мной написанного, конкретного ответа на вопрос “Одиноки ли мы во Вселенной? ” не существует. Так будем надеяться, что в ближайшем будущем получим ответ на этот вопрос.
Литература:
Воронцов-Вельяминов Б. А. “Очерки о Вселенной” 1980 г.
Голдсмит Д. “Поиски жизни во Вселенной”
Гурштейн А. А. “Извечные тайны неба” 1991 г.
Ефремов Ю. Н. “В глубины Вселенной” 1984 г.
Левитан Е. П. “Астрономия” 11 класс 1994 г.
Зигель Ф. Ю. “Астрономия в ее развитии” 1988 г.
Комаров В. Н. “Вселенная видимая и невидимая” 1979 г.
Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии 1971 г.
Шкловский И. С. “Вселенная, жизнь, разум” 1976 г.
Энциклопедия для детей. Том IV 1995 г.
Новиков И. Д. “Эволюция Вселенной” 1990 г.
Зигель Ф. Ю. “Неисчерпаемость бесконечности” 1984 г.
Гнатюк В. И. Концепции современного естествознания. Самостоятельное изучение курса. КВИ ФПС РФ. 1999 г.
Большая советская энциклопедия. 5 том, стр. 443-445
|
