Проблема поиска внеземных форм жизни и её решение

Критерии существования и поиска живых систем.

О химической основе жизни.

Общие динамические свойства живых систем.

Роль света в поддержании жизни.

Методы обнаружения внеземной жизни.

АБЛ для экзобиологических исследований.

Практический обзор поиска и исследований внеземных форм жизни.

Температура.

Атмосфера.

Ультрафиолетовое излучение.

Интересные наблюдения о Марсе и Луне.

Приборы для поиска.

Случай с “Викингами”.

Поиск внеземных цивилизаций.

Список использованной литературы.

Критерии существования и поиска живых систем.

Наши представления о сущности жизни основаны на данных по исследованию жизненных явлений на Земле. В то же время решение проблемы поиска жизни на других планетах предполагает достоверное подтверждение жизненных явлений в условиях, существенно отличных от земных. Следовательно, теоретические методы и существующие приборы для обнаружения жизни должны основываться на системе научных критериев и признаков, присущих явлению жизни в целом.
Можно считать, что ряд фундаментальных свойств живых систем земного происхождения действительно имеет ряд общих свойств, и поэтому эти свойства, несомненно, должны характеризовать и внеземные организмы. Сюда можно отнести такие хорошо известные биологам и наиболее характерные признаки живого, как способность организмов реагировать на изменение внешних условий, метаболизм, рост, развитие, размножение организмов, наследственность и изменчивость, процесс эволюции.
...

О химической основе жизни.

Исследования последних лет показали возможность синтеза разнообразных биологически важных веществ из простых исходных соединений типа аммиака, метана, паров воды, входивших в состав первичной атмосферы Земли.
В лабораторных условиях в качестве необходимой для такого синтеза энергии используется ионизирующая радиация, электрические разряды, ультрафиолетовый свет. Таким путем были получены аминокислоты, органические кислоты, сахара, нуклеотиды4, липиды5, вещества порфириновой6 природы и целый ряд других. По-видимому, можно считать установленным, что большинство характерных для жизни молекул произошло на Земле абиогенным путем и, что еще важнее, их синтез может происходить и сейчас в условиях других планет без участия живых систем.
Следовательно, само наличие сложных органических веществ на других планетах не может служить достаточным признаком наличия жизни.
...

Общие динамические свойства живых систем.

В качестве исходных представлений при толковании экзобиологических экспериментов необходимо принимать во внимание динамические свойства живых систем. Развитие и эволюция биологических систем шли в основном по пути совершенствования форм взаимодействия между элементами и способов регуляции состояния системы в целом. Жизнь неразрывно связана с существованием открытых систем, свойства которых во многом зависят от соотношения скоростей процессов обмена энергией и массой с окружающей средой.
Результаты исследования динамических свойств открытых систем методами математического моделирования позволили объяснить целый ряд их характерных черт, в частности установление в системе при сохранении постоянных внешних условий стационарного колебательного режима, который наблюдается на разных уровнях биологической организации.
...

Роль света в поддержании жизни.

Важным аспектом проблемы внеземной жизни является необходимость внешнего притока энергии для ее развития. Солнечный свет, главным образом в ультрафиолетовой области спектра, играл существенную роль в процессах абиогенного синтеза необходимым притоком свободной энергии, но заключалось также и в фотохимическом ускорении дальнейших превращений. Жизнедеятельность первичных живых систем также могла во многом определяться фотохимическими реакциями входящих в их состав соединений. Многие организмы, не имеющие прямого отношения к современному фотосинтезу, тем не менее, изменяют свою активность при освещении. Так, явление фотореактивации клеток организмов видимым светом после поражающего действия ультрафиолетовых лучей, очевидно, является в эволюционном отношении древним процессом, возникшим в то время, когда первичные живые системы выработали механизмы защиты от деструктивного действия падавшего на Землю ультрафиолетового света.
...

Методы обнаружения внеземной жизни.

Как уже говорилось, наиболее сильным доказательством присутствия жизни на планете будет, конечно, рост и развитие живых существ. Поэтому, когда сравниваются и оцениваются различные методы обнаружения жизни вне Земли, преимущество отдается тем методам, которые позволяют с достоверностью установить размножение клеток. А поскольку наиболее распространенными в природе являются микроорганизмы, при поиске жизни вне Земли прежде всего следует искать микроорганизмы. Микроорганизмы на других планетах могут находиться в грунте, почве или атмосфере, поэтому разрабатываются различные способы взятия проб для анализов.
В одном из таких приборов - “Гулливере” - предложено остроумное приспособление для взятия пробы для посева. По окружности прибора расположено три небольших цилиндрических снаряда, к каждому снаряду прикреплена липкая силиконовая нить. Взрыв пиропатронов отбрасывает снаряды на несколько метров от прибора.
...

АБЛ для экзобиологических исследований.

Хотя о пилотируемых полетах на другую планету в данное время вопрос не стоит (где человек уже вплотную визуально смог бы провести исследования), АБЛ вполне (хотя и не полностью) могут уже заменить человека сегодня: рассмотренные методы обнаружения жизни вполне осуществимы в настоящее время с технической точки зрения. Именно с их помощью можно рассчитывать не только на обнаружение инопланетных живых форм, но и на получение их определенных характеристик.
Однако очевидно, что в отдельности ни одни из предложенных методов обнаружения не дает данных, допускающих однозначную трактовку с точки зрения наличия жизни.
Это отличается от методических экспериментов, предназначенных для измерения тех или иных физических параметров других небесных тел или межпланетного пространства.
...

Практический обзор поиска и исследований внеземных форм жизни.

В предыдущих главах рассмотрены теоретические аспекты проблемы поиска и исследований внеземных форм жизни, теперь рассмотрим практическое решение этого вопроса. Хотя с момента полета первого человека в космос не прошло и 35 лет, но у ученых появилось столько новой информации о телах Солнечной системы, сколько ее не было за века исследований до этого, причем во много раз больше. Поток такой информации связан с наличием у современной науки таких помощников, как АБЛ (о них говорилось выше). Именно они своей работой на данный момент смогли заменить человека при исследовании планет Солнечной системы, где могла бы быть жизнь.
...

Атмосфера.

Как показали полеты “Маринеров”, общее давление лежит в области 3-7 Мб (на Земле 1000 Мб). При этом давлении вода будет быстро испаряться при низких температурах. Атмосфера содержит небольшое количество азота и аргона, но главная масса - углекислота, что должно благоприятствовать фотосинтезу; но еще меньше в марсианской атмосфере кислорода. Правда, многие растения могут жить и без него, но для большинства земных он необходим.

Вода.

Наблюдая полярные шапки, астрономы сделали вывод, что они состоят из воды. Считалось, что они могут состоять из твердой углекислоты (сухого льда). В атмосфере не раз наблюдались облака различных типов, по-видимому, состоящих из ледяных кристаллов (вообще образование облаков на Марсе – редкость). Спектроскопически19 недавно была обнаружена вода, но влажность там должна быть очень низкой. Это может указывать на смачивание почвы влагой атмосферы, хотя такое явление бывает очень редко.
...

Интересные наблюдения о Марсе и Луне.

Не смотря на все эти доводы о том, что жизни, подобной земной, на других планетах не может существовать, ряд наблюдений говорит всё-таки в пользу ее существования столь убедительно, что нельзя не упомянуть о них. Приведем некоторые из них.
• Марс
Участки марсианской поверхности, которые ученые называют морями, обнаруживают все признаки жизни: во время марсианской зимы они тускнеют или почти исчезают, а с наступлением весны полярные шапки начинают отступать, и тогда “моря” немедленно начинают темнеть. Это потемнение продвигается к экватору, тогда как полярная шапка отступает к полюсу. Трудно придумать этому явлению другое объяснение, кроме того, что потемнение вызывается влагой, возникшей при таянии полярной шапки.
Постепенное продвижение потемнения от края полярной шапки к экватору совершается с постоянной скоростью, одинаковой из года в год. В среднем фронт потемнения движется к экватору со скоростью 35 км/сутки.
...

Приборы для поиска.

Как сказано выше, прежде всего из-за ограниченных технических возможностей сейчас и в ближайшее время полеты автоматических аппаратов и затем пилотируемых кораблей могут производиться только на Луну, Венеру и Марс. Ученым многих отраслей наук, прежде всего, интересен Марс для выяснения ответов на вопросы наличия жизни, промышленного производства разнообразных материалов и возможного заселения этой планеты. Но, прежде всего, нужен ответ на вопрос - есть ли жизнь на Марсе?
Сегодня эту задачу могут выполнять автоматические межпланетные станции, имеющие возможность фотографировать небесное тело при пролете над любым его участком, а также по команде с Земли спустить исследовательский модуль (посадочный) и взять необходимые пробы грунта, вещества или атмосферы. Изучение этих материалов позволяет ученым сделать если не окончательный вывод, то ходя бы окончательные предположения в ответе на данный вопрос.
...

Случай с “Викингами”.

В заключение приведем один из наиболее ярких примеров поиска внеземных форм жизни.
В 1976 г. НАСА в США проведен запуск двух автоматических межпланетных станций, именуемых «Викингами», одновременно являющихся АБЛ, с целью достижения Марса и проведения на его поверхности ряда важнейших экспериментов. После съемок панорам Марса АБЛ была извлечена часть грунта и проведено его сканирование, что обнаружило, помимо Fe, в грунте немало Si, Mg, Al, S; отмечено также присутствие Rb, Sr, К и др. “Викинги” приступили к главной программе исследований на поверхности планеты.
Известно, что организм живет, пока через него непрерывным потоком протекают все новые частицы окружающей его материальной среды. Поиском факторов обмена веществ и занимались марсианские АБЛ. Как и на земле, жизнь на Марсе может (не смотря на другие идеи) основываться на углероде - элементе, способном организовывать разнообразные химические соединения.
...

Поиск внеземных цивилизаций.

Ранее рассматривалось проявление жизни вне Земли на любом уровне ее развития как само замечательное явление. Но поиски жизни ведутся и на более высоком уровне разума, другими способами. Разум ассоциируется с понятием цивилизации. Сейчас не исключается наличие внеземных цивилизаций (ВЦ), что вызывает надежды и желание ученых в установлении контакта с ними.
Один из способов поиска ВЦ – радиоастрономический. Он заключается в подаче радиосигналов из земли в определенные участки Вселенной. Сигналы содержат информацию о землянах и нашей цивилизации и вопросы о характере другой цивилизации и предложение установить взаимный контакт.
...