Життя у космосі – це найбільша мрія наукової фантастики. Це також мрія, яку багато хоробрих чоловіків і жінок змогли реалізувати завдяки численним шатлам і місіям на космічній станції, що виконуються різними агентствами.

Однак зовсім неважко забути, що той час, який вони проводять у космосі, це не лише прогулянки у відкритому космосі та наукові експерименти. Під час своїх місій астронавти повинні пристосовуватися до іншого способу життя.

10. Фізичні зміни

Людське тіло починає поводитися дуже дивно в умовах космічної мікрогравітації. Хребет, звільнений з постійного тяжіння Землі, відразу починає розправлятися. Цей процес може додати до 5,72 см до зростання людини. Внутрішні органи зсуваються вгору всередині тулуба, що зменшує талію кілька сантиметрів. Серцево-судинна система змінює зовнішній вигляд людини ще більше. Після зникнення тяжіння, потужні м'язи ніг (які штовхають кров проти сили тяжкості) починають виштовхувати кров і рідини у верхню частину тіла. Це новий, рівний розподіл рідини значно збільшує торс, роблячи обхват ніг значно меншим. «NASA» жартома називає це явище «курячими ніжками».

По суті, звичайне тіло людини перетворюється на мультяшного силач з тонкими ногами, тонкою талією та диспропорційно великою верхньою частиною тіла. Навіть риси обличчя стають мультяшними, оскільки кровотік до верхньої частини тіла робить обличчя людини одутлим і опухлим.

Все це може звучати досить страшно, але насправді це не так страшно і не завдає жодної шкоди.

9. Синдром космічної адаптації


Синдром космічної адаптації це, по суті, два-три дні жахливого нездужання, яке починається тоді, коли зникає сила тяжіння. Від цього синдрому страждають близько 80 відсотків тих, хто вирушає до космосу.

Оскільки тіло не важить нічого в умовах мікрогравітації, мозок плутається. Наша просторова орієнтація (те, як наші очі та мозок можуть визначити, місце розташування речей) зазвичай ґрунтується на силі тяжіння. Коли ця сила пропадає, наш мозок не може розібратися в ситуації, а зміни, які раптом відбуваються в організмі, лише додають плутанини. Мозок розбирається з цією ситуацією, змушуючи людину відчувати жахливе нездужання, схоже на морську хворобу (саме тому цей стан також відомий як космічна хвороба). Симптоми можуть включати все, починаючи з нудоти і легкого дискомфорту до блювання і галюцинацій. Незважаючи на те, що звичайні ліки від заколисування можуть допомогти в цій ситуації, вони, як правило, не використовуються, тому що перевага надається поступовому природному звиканню.

Сенатор Джейк Гарн (Jake Garn), колишній астронавт, є рекордсменом з найгіршого випадку синдрому космічної адаптації в історії. Незрозуміло, що з ним було насправді, але його колеги за командою переконливо наголосили, що «ми не маємо розповідати такі історії». У його частину астронавти досі неофіційно використовують «Шкалу Гарна», де один Гарн – це стан найстрашнішого нездужання та повної некомпетентності. На щастя, більшість людей не переходять за 0,1 Гарн.

8. Проблеми зі сном


Можна з легкістю припустити, що сон у темному космосі має бути досить простим. Насправді це досить велика проблема. Справа в тому, що людина, яка бажає поспати, повинна пристебнути себе до ліжка, щоб уникнути плавання у просторі та ударів про різні речі. У космічному шатлі є всього чотири спальних ліжка, тому, коли в місії беруть участь більше людей, деякі астронавти повинні використовувати спальний мішок, пристебнутий до стіни або просто стілець. Як тільки вони досягають космічної станції, все стає трохи комфортнішим: там є дві одиночні каюти для екіпажу, укомплектовані великими вікнами для спостереження за космосом.

Життя в космосі (принаймні в тій малій його частині, де побували люди) також може призвести до масових перебоїв у режимі сну та неспання. Міжнародна космічна станція розташована таким чином, що, перебуваючи в ній, можна побачити заходи і сходи сонця 16 разів на день. І от цього 90-хвилинного дня люди звикають дуже довгий час.

Іншою, не меншою проблемою є те, що всередині космічних кораблів і станцій насправді дуже галасливо. Навколо вас постійно шумлять і гудуть фільтри, вентилятори та всі системи. Іноді навіть затички для вух та снодійне бувають недостатніми для сну, доки астронавти не звикають до шуму.

Однак якщо дивитися на речі оптимістично, якість сну, яку ви отримуєте в космосі, може бути набагато кращою, ніж на Землі. Було встановлено, що сон у невагомості зменшує апное уві сні та хропіння, що гарантує набагато спокійніший сон.

7. Проблеми особистої гігієни


Коли ми уявляємо собі героїчних космонавтів під час їхніх місій, гігієна це не те, що спадає нам на думку в першу чергу. Проте, уявіть собі купу людей, які у закритому приміщенні протягом тривалого часу. Представивши це, легко зрозуміти, чому астронавти повинні ставитися до особистої гігієни дуже серйозно.

Очевидно, що за умов невагомості душ це навіть не варіант. Навіть якби у вас було достатньо води на борту, вода з душу просто прилипала до тіла або плавала б у вигляді крихітних кульок. Саме тому у кожного космонавта є спеціальний гігієнічний комплект (гребінець, зубна щітка та інші предмети особистої гігієни), який приєднується до шафок, стін та інших пристроїв. Астронавти миють волосся особливим шампунем, що не вимагає ополіскування, який спочатку був розроблений для лежачих пацієнтів у лікарнях. Вони миють свої тіла губами. Тільки гоління і чищення зубів виконуються так само, як на Землі… за винятком того, що вони повинні бути гранично обережними. Якщо хоча б одна зголена волосина загубиться, вона може потрапити в очі іншим астронавтом (або ще гірше, забитися в важливу частину апаратури) і викликати серйозні неприємності.

6. Туалет


Найчастішим питанням, яке ставлять людям, які були в космосі, на диво є не питання «Як виглядала Земля?» і не питання «Як ви почували себе за відсутності сили тяжіння?». Замість цих питань люди запитують «Як же ви ходили в туалет?».

Це хороше питання, і космічні агентства витратили незліченний годинник, намагаючись якнайбільше спростити цей процес. Перші космічні туалети працювали за допомогою простого повітряного механізму: повітря всмоктував екскременти у контейнер. У ньому також була спеціальна вакуумна трубка для сечовипускання. У перших шатлах також використовувалися простіші версії під назвою «трубки для спорожнення». Як показано у фільмі Apollo 13, сеча з цієї трубки потрапляла прямо в космос.

Однією з найважливіших систем у туалеті була система фільтрації повітря. Повітря, в якому знаходилися екскременти, було тим самим повітрям, яким доводилося дихати, тому збій у фільтрах могло перетворити закритий простір на дуже неприємне місце. Згодом, дизайни туалетів стали різноманітнішими. Коли жінки увійшли до космічних перегонів, для них була створена спеціальна система для сечовипускання з овальним «Коллектором». Були додані і поліпшені вентилятори, що обертаються, методи зберігання, а також системи управління відходами. У наші дні деякі космічні туалети настільки складні, що вони можуть навіть перетворювати сечу назад на питну воду.

Хочете дізнатися цікавий факт, яким можна збентежити вашого друга астронавта? Люди, які планують полетіти в космос, повинні практикуватися у використанні космічного туалету за допомогою дуже специфічного пристрою, званого «тренажер позиції». Це тренувальний туалет із відеокамерою під його краєм. Астронавт повинен правильно сидіти… дивлячись у монітор на свою оголену п'яту точку. Це вважається одним із «глибоких і страшно збережених секретів про космічні польоти».

5. Одяг


Найвідомішим космічним одягом, ясна річ, є скафандр. Вони бувають різних розмірів, кольорів та форм, від примітивного SK-1 Юрія Гагаріна до громіздкого твердого AX-5 Hardshell від NASA. У середньому, скафандр важить приблизно 122 кілограми (у звичайному стані за наявності звичайної сили тяжіння), і для того, щоб у нього забратися, потрібно витратити 45 хвилин. Він настільки громіздкий, що космонавти повинні використовувати спеціальні рукоятки для жорсткої нижньої тулубової частини скафандра (Lower Torso Assembly Donning Handles), щоб його вдягнути.

Тим не менш, є багато інших речей про космічний одяг, про які варто дізнатися. Життя в космосі вимагає набагато меншого гардеробу, ніж Землі. Адже як людина може там забруднитись? Ви рідко виходите назовні (а якщо й виходите, то для цього є спеціальний костюм), а внутрішня частина шатлу чи станції абсолютно чиста. Ви також набагато менше потієте, тому що при нульовій силі тяжіння навантажень практично немає. Команди астронавтів зазвичай змінюють одяг кожні три дні.

Одяг також відігравав велику роль у боротьбі НАСА з проблемою відходів людської життєдіяльності. Початковим планом було встановлення туалетних пристроїв безпосередньо в скафандри. Коли це виявилося неможливим, агентство створило спеціальний «одяг з максимальною поглинанням», щоб він служив як аварійний туалет для космонавта. По суті, це спеціальні високотехнологічні шорти, які можуть увібрати до двох літрів рідини.

4. Атрофія


Незважаючи на те, що пропорції людської фігури стають мультяшними та подібними до форми тіла супермена, мікрогравітація не робить нас сильнішими. Насправді вона працює в протилежному напрямку. На Землі ми постійно використовуємо наші м'язи: не тільки для підняття речей та пересування, а просто для боротьби із силою тяжіння. У космосі відсутність м'язової діяльності в умовах невагомості швидко призводить до атрофії м'язів (м'язи починають зменшуватися та слабшати). Згодом слабшають навіть хребет та кістки, бо їм не потрібно підтримувати вагу.

Щоб боротися з цією деградацією та підтримувати м'язову масу, космонавтам доводиться дуже багато вправлятися. Наприклад, екіпаж МКС (Міжнародної космічної станції) повинен тренуватися у спеціальному тренажерному залі по 2,5 години щодня.

3. Метеоризм


Метеоризм може бути дуже неприємним та ганебним. А коли ви знаходитесь в космосі, він може ще й стати справжнісінькою загрозою вашому здоров'ю. Принаймні, в 1969 році, так вважали в NASA, коли вони займалися вивченням питання під назвою "кишковий водень і метан у людей, які харчуються космічною дієтою". Це може і звучить кумедно, але питання було дуже реальним та обґрунтованим. Метеоризм це набагато більше ніж просто неприємний запах. Від нього виробляються значні кількості метану і водню, які є легкозаймистими газами. Друга частина проблеми полягає в тому, що космічна їжа дуже відрізняється від нормальної дієти землян. Їжа, якою харчувалися перші астронавти, викликала серйозне газоутворення. Їхній нестримний метеоризм вважався потенційною причиною ризику вибуху, так що бідним вченим довелося аналізувати їх гази для того, щоб створити дієти, що викликає меншу газоутворення.

Сьогодні метеоризм не вважається величезним ризиком життя. Проте звернути увагу на те, що ви їсте, перебуваючи в закритому приміщенні космічного корабля, ніколи не завадить. Ніхто не любить того хлопця, який випускає гази у ліфті цілими місяцями.

2. Космос може зіпсувати мозок


Космонавти, як правило, дуже стійкі до психологічного тиску, зрештою, космічні агентства проводять психологічні тести, щоб переконатися, що люди зможуть витримати стрес і не збожеволіють під час місії. Тим не менш, життя в космосі все-таки може бути небезпечним для мозку. Насправді космос сам по собі може викликати серйозні проблеми для людей, які живуть там протягом тривалого часу. Проблема полягає у космічному випромінюванні: фоновому випромінюванні Всесвіту, яке, по суті, робить космос мікрохвильовою піччю низької інтенсивності. Атмосфера Землі захищає нас від космічного випромінювання, але як тільки ви опиняєтеся за її межами, від випромінювання немає ефективного захисту. Чим довше людина проводить у космосі, тим більше його мозок страждає від радіації. Крім того, це може прискорити початок хвороби Альцгеймера.

Тому, коли людство, зрештою, приготується підкорити Марс та інші планети, політ цілком може завдати непоправної шкоди нашим мізкам.

1. Жахливі мікроби


«Хворі» будинки, це будівлі, які страждають від великої проблеми з пліснявою, і тому становлять небезпеку для здоров'я своїх мешканців. Вони неприємно жити, але жителі, принаймні, завжди можуть переїхати на нове місце або вийти на вулицю, щоб вдихнути свіже повітря.

«Хворі» космічні кораблі та станції такої можливості не передбачають.

Цвіль, мікроби, бактерії та грибки є серйозною проблемою в космосі. Досить великі їх скупчення можуть пошкодити складне обладнання та викликати ризики для здоров'я, і ​​не важливо, наскільки добре дезінфікують шатли, перш ніж вони залишають атмосферу, ці маленькі гидоти завжди знайдуть спосіб зв'язатися з нами.

Як тільки вони потрапляють у космос, мікроби перестають поводитись як звичайна пліснява і стають чимось схожим на істоти з відеоігор. Вони розвиваються у вологу, яка зрештою конденсується в приховані, вільно плаваючі кульки з водою, зараженою мікробами. Ці плаваючі концентрації води можуть бути розміром з баскетбольний м'яч і вони настільки переповнені небезпечними мікробами, що можуть навіть пошкодити нержавіючу сталь. Це робить їх страшною небезпекою для екіпажу та самої космічної станції, якщо належних заходів безпеки не дотримано.

За словами жінки на ім'я Еллен Стофан,протягом найближчих 30 років ми матимемо докази існування позаземного життя. І ні, вона не екстрасенс із телебачення і не автор із National Enquirer. Вона - провідний вчений НАСА, тому, ймовірно, знає, про що говорить. Десятиліттями наука твердила нам, що у перспективі виявлення життя інших планетах реалізму трохи більше, ніж у сюжеті серіалу «Зоряний шлях». Але поступово наука починає змінювати свою думку, особливо у світлі останніх відкриттів, таких як…

Еллен Стофан

1. У НАСА щойно довели, що життя може зародитися в умовах відкритого космосу

Незважаючи на те, що грибок чудово росте на стінах ванної, життя не може виникнути будь-де. Відкритий космос, наприклад, настільки негостинний, що навіть базові компоненти життя не можуть там вижити.

Точніше, ми так думали до недавнього експерименту вчених із НАСА, в ході якого вони змогли відтворити цеглу життя та первинні частинки генетичного матеріалу в умовах космічного простору. Під космічним простором тут мається на увазі середовище, штучно змодельоване в Науково-дослідному центрі Еймса, в Силіконовій долині. Експеримент наочно показав, що космос буквально кишить усілякими біологічними смаколиками, які можуть сипатися на планети та сіяти життя.


РНК

Дивіться, наші дурні печерні предки (читайте: ми самі п'ять місяців тому), вважали, що перші земні організми виникли з якогось подібності тушкованого рагу, яким була рання Земля, коли унікальне поєднання гідротермальних джерел та сонячної радіації призвело до виникнення на ній елементів життя. Але експеримент НАСА показує, що для формування генетичної основи життя не лише не потрібні унікальні екологічні умови, для цього навіть не потрібна планета. НАСА взяли всі органічні сполуки, які зустрічаються в космосі, помістили їх у свою «космічну мікрохвильову піч» і піддавали дії УФ-випромінювання до тих пір, поки з них не були отримані ключові компоненти ДНК і РНК: урацил, цитозин і тимін.

А найголовніше, цей сценарій, найімовірніше, підійде для будь-якої частини Всесвіту. Все, що потрібно для його здійснення - це деякі цілком доступні хімічні сполуки та трохи сонячного випромінювання - і ось у вас є молекули з потенціалом до зародження життя. Тільки не забудьте вимити руки після цього.

2. Виявляється, існує маса планет, придатних для життя

Звичайно, ви можете створити в космосі всі молекули, які забажаєте, але користі від них буде не дуже багато, поки вони не опиняться на якійсь планеті, де зможуть вижити. І Земля – єдина така планета, правда?

Так, так і є, але все ж таки це страшенно неправильно. Давайте почнемо з нашого Чумацького Шляху: це широка спіраль розміром 100 000 світлових років, яка, очевидно, служить домом для єдиного розумного вигляду. Або ні, тому що в 2013 році астрономи з Берклі та Гавайського університету дійшли висновку, що кількість потенційно придатної для життя нерухомості в нашій галактиці просто приголомшує: вважається, що навколо своїх зірок обертається щонайменше двадцять мільярдів планет, подібних до Землі. І як мінімум на одній із них може існувати розумне життя.


Астрономи екстраполювали це число даних, отриманих Обсерваторією Кеплера. Орбітальний космічний телескоп виявляє планети, спостерігаючи за певними зірками і фіксуючи моменти, коли на зірку впаде тінь, що належить потенційній планеті, яка може обертатися навколо цієї зірки.

За минулі п'ять років Кеплер відстежив 150 000 зірок і виявив понад 4000 планет-кандидатів, на яких може існувати життя. Після обробки даних Кеплера стало зрозуміло, що приблизно 20% зірок у нашій галактиці мають власні планети. Найближчий двійник Землі живе приблизно за 12 світлових років від нас, і його часто можна розглянути навіть неозброєним оком.

А до чого це веде у світовому масштабі? До того, що існує як мінімум кілька сотень мільярдів галактик, у яких потенційно є мільярд трильйонів землеподібних планет - і це лише близько зірок, подібних до нашого Сонця. Крім того, до цього числа не входять екзосупутники, які можуть виявитися так само придатними для життя, як і планети.

3. Життя на Землі почалося на мільярди років раніше, ніж ми думали

Звичайно, для того, щоб на планеті зародилося життя, воно не просто має знаходитися в ідеальному для цього місці. Її вік теж має бути ідеальним. Пам'ятайте, Земля – це чотири мільярди років змін, але життя на ній з'явилося десь у середині цього відрізку часу.


У той момент Земля була смітником з токсичною атмосферою. Якщо навіть придатні для життя планети проходять через мільярди років безпліддя, то шанси знайти на них життя в даний момент досить примарні, чи не так?

Не зовсім. У лютому цього року вчені заявили, що вони мають докази того, що життя зародилося з первинного бульйону на мільярд років раніше, ніж вважалося раніше, і що перші організми виникли 3,2 мільярда років тому. Вони встановили це, проаналізувавши дуже старі скелі в Австралії і знайшовши у них древні докази перетворення азоту. А азот для ранніх організмів був чимось на кшталт котячої м'яти.

Ці найпростіші істоти, як теорія, мігрували зі своїх підводних сховищ і швидко поширилися по землі, сформувавши живу плівку, сліди якої і були знайдені в гірських породах. Ці організми жадібно поглинали азот із атмосфери, заміняючи його киснем, і формуючи атмосферу, придатну дихання багатоклітинних організмів майбутнього.

4. Ми виявили приклади життя, що існує в екстремальних умовах, прямо тут, на Землі

Можливо, докази існування позаземного життя можуть бути виявлені безпосередньо на нашій планеті, де навіть найворожіше середовище нерідко стає домом для безлічі істот, чий вид варіюється від просто огидного до «біса, що це таке?!»

Шматок гниючої шкіри, який ви бачите нижче - це найглибоководна риба з будь-коли виявлених.

Вона відноситься до сімейства ліпарових - це поки все, що про неї відомо, тому що вчені, які займаються класифікацією, не можуть дивитися на неї без сліз. Ця риба живе на глибині 8000 метрів під водою, і там вона виглядає як гарнір для пекельного салату Ктулху. Її тонке тіло ніяк не в'яжеться з величезним тиском води, яке їй доводиться витримувати, а крізь прозору, тонку, як папір, шкіру проглядається печінка і статеві органи.

І чим глибше ми поринаємо, тим потворнішим стає життя.

На глибині понад 7 кілометрів вчені виявили гігантських «креветок-альбіносів», які виглядають як основна страва, що подається до столу у кошмарах Гігера. До речі, вчені вважають, що ці істоти можуть близько року обходитися без їжі.

Активні екосистеми знайшли навіть на самому дні океану. У Маріанській западині, глибина якої становить майже 11 кілометрів, знаходиться справжній розсадник бактерій та інших маленьких істот.

Не менш витривалі види були виявлені і в інших екстремальних умовах: нещодавно, наприклад, дослідники витягли 30 000-річний вірус з його давньої антарктичної могили. Незважаючи на таке довге переморожування, вірус став небезпечним як тільки відтанув. І якщо вже мова зайшла про віруси ...

5. Плісняві грибки та лишайники люблять космос

Як ми вже розібралися, життя сильніше, ніж ми думали, і деякі організми чудово почуваються, будучи поміщеними у вороже середовище. Суперечки цвілі, відправлені до космосу, повернулися неушкодженими після 18 місяців перебування на зовнішній поверхні МКС. Деякі з них, менш стійкі до УФ-випромінювання, загинули в тій великій космічній подорожі, але значна частина все ж таки повернулася додому.

Те саме сталося в ході екзобіологічного дослідження, проведеного Європейським космічним агентством. Вони запустили на низьку навколоземну орбіту апарат, повний лишайників (крихітних угруповань водоростей і грибкових клітин). Смертоносний космічний вакуум вплинув на лишайники протягом 14 днів, потім вони повернулися на Землю без шкоди для себе.

Фактично, життя в космічному просторі виявилося настільки сильним, що стало проблемою для НАСА. Мікроби на внутрішніх частинах космічної станції розмножуються дуже швидко. Навіть дихання астронавтів може нести у собі живих істот, які осядуть на поверхнях станції та знищать тендітні кордони, що відокремлюють людей на станції від болісної смерті. У світлі всього цього НАСА дуже намагаються не забруднювати станцію земної мікрофлорою.

6. Вода у Сонячній системі всюди

Якийсь час здавалося, що в космосі сухіший, ніж нині в Сахарі. Тим не менш, у НАСА та інших авторитетних космічних агентствах вважають, що Всесвіт - це гігантський аквапарк, і навіть наша Сонячна система набагато вологіше місце, ніж ми припускали.

Щоб це проілюструвати, у НАСА випустили інфографіку з докладним викладом стану кількох (потенційних) джерел води, кожен із яких розташований досить близько для того, щоб його можна було дослідити за допомогою сучасних технологій. Навіть у крихітного та далекого Плутона є потенційно волога екосистема з вражаючими гейзерами.

Нещодавно ми відчули на Ганімеді, великій позашлюбній дитині Юпітера і найбільшому супутнику в Сонячній системі запах морської солі. А точніше – у Ганімеді, бо астрономи вважають, що у надрах супутника є океан, глибина якого може досягати 60 км. Очевидно, що в цьому супутнику запасів води більше, ніж на всій поверхні Землі, і ця вода робить його схожим на величезну матрьошку.

Ще є Енцелад, супутник Сатурна, який не перестає вражати нас своєю гостинністю. Тут щойно згадувалися гейзери і підземні океани, але недавнє відкриття геотермальних джерел на Енцеладі дало астробіологам привід міцно задуматися. Геотермальні жерла на Енцеладі підозріло схожі на ті, що засмічують дно наших власних океанів, і їх викидається той самий тип органічного мулу, як і Землі.

А Марс, очевидно, був тропічним раєм 4,5 мільярда років тому. На його північній півкулі розташовувалося величезне море, води в якому було більше, ніж у Північному льодовитому океані. Протягом сотень мільйонів років водою було вкрито п'яту частину планети і лише після цього вона поступово випарувалася, залишивши нам ту пустелю, яку ми спостерігаємо сьогодні.

Тож якщо ми невдовзі не знайдемо доказів існування позаземного життя, то, мабуть, це лише тому, що воно ховається від нас.

Що таке вільні радикали?

Чому, якщо змішати всі фарби, вийде коричневий колір, а не білий, адже білий містить у собі всі кольори?

7 несподіваних фактів про світ навколо нас

Вражаючий світ

Вчені поки що не змогли повністю довести існування позаземного життя, але зуміли відкрити кілька теорій, які підтверджують те, що ми зовсім не самотні у Всесвіті. Більше того, планети – носії позаземного життя можуть розташовуватись навіть у нашій Сонячній системі, просто ми ще не навчилися розпізнавати специфічне інопланетне життя. Нижче представлена ​​добірка найбільших і реалістичних теорій, що доводять існування інопланетян.

"Екстремофіли" - земні організми, здатні виживати в екстремальних умовах

Як відомо, на нашій планеті є мікроорганізми і розвиненіші істоти, здатні виживати в місцях з надвисокими, або наднизькими температурами. Таких істот називають екстремофілами. Можливо, саме вони населяють інші планети, умови яких їм здаються дуже прийнятними для життя.

Вчені знаходили тварин і риб, що спокійно проживають у жерлах вулканів, як наземних, так і підводних. Деякі мікроорганізми можуть жити навіть у вакуумі, наприклад, «тихохідки».

Їх спеціально запускали в космос і залишали незахищеними від вакууму. У цій несприятливій обстановці вони не тільки вижили, а й чудово почувалися. Таким чином, можна впевнено заявити, що навіть земне життя може існувати в космічному просторі.

На інших планетах є вихідні речовини, що зародили життя на Землі.

Земне життя виникло з хімічної реакції. Ця реакція поступово сформувала ДНК та клітинні мембрани. Як відомо, все у світі можна назвати хімічною реакцією, і навіть стан закоханості.

Первинні реакції нашій планеті могли зародитися у її атмосфері чи остиглих океанічних водах. Їх необхідні були такі елементи, як кислоти нуклеїнові, ліпіди, вуглеводи, протеїни. Подібні елементи вчені виявляли на інших планетах Сонячної системи, а також більш віддалених від нас. Отже, первинна хімічна реакція, що зароджує життя, могла статися не лише на нашій планеті.

Кількість «екзопланет» стрімко зростає

Раніше астрономи могли помічати далеко ще не всі космічні об'єкти, якщо вони розташовуються поза нашої планетарної системи. З появою сучасних технологій дослідницьке обладнання безперервно удосконалювалося та розвивалося. Тепер ми можемо помітити не лише надмасивні планети, а й невеликі об'єкти, що за розміром нагадують нашу Землю. За останні десятилітні астрономи відкрили сотні подібних до нашої Землі планет, які тепер прийнято називати «екзопланетами». Цілком імовірно, деякі з них є носіями життєвих своєрідних форм.

Земні живі організми надто різноманітні та багатогранні

Розвиток земного життя відбувався не гладко. Істотам нашої планети доводилося пристосовуватися до змін клімату, катаклізмів, стихійних лих. Поступово вони вчилися долати життєві перешкоди, боротися з недугами, забезпечувати себе необхідним проживання. Багато видів вимирали, оскільки могли пристосуватися до нових умов. Таким чином, якщо все відбувалося дійсно так, як описано вище, то життя на Землі не повинно бути таким різноманітним. Вижити на ній мали тільки найвитриваліші та стійкі організми. Чому ж тепер ми спостерігаємо таку різноманітність життєвих форм?

Тепер ми спостерігаємо неймовірне різноманіття життя Землі. Як така різноманітність могла виникнути за порівняно невеликий (з погляду геології) період? Можливо, деякі життєві форми зародилися не так на нашій планеті, а, наприклад, на супутнику Сатурна. Потім вони були занесені на Землю, де «пустили коріння» і почали еволюціонувати разом із земними мешканцями.

Загадки нашої планети

До цього дня вчені не можуть дійти єдиного висновку щодо того, що зародило життя на Землі. Як відомо, спочатку дана планета була абсолютно непридатною для життя, причому цей період можна порівняти з початком розвитку земних життєвих форм. Як найпростіші мікроорганізми могли вижити на нашій планеті, яка на той час мала метанову атмосферу, киплячу лаву на поверхні та інші несприятливі фактори?

Існує припущення, що елементарне життя зародилося не на нашій Землі, а десь у Сонячній системі. Потім вона була занесена на Землю космічним тілом, що впало на неї, наприклад, астероїдом. Цей астероїд впав саме в той момент, коли поверхня Землі вже охолола і стала порівняно придатною для життя. На цьому тілі не могли перенести всі мікроорганізми. Частково вони лишилися десь там, де зародилися. Можливо, вони також розвивалися та еволюціонували.

У нашій Сонячній системі дуже поширені «водойми»

Якщо вірити в те, що земне життя зародилося у воді, то воно могло аналогічним чином зародитися не лише на Землі. Наприклад, нещодавно довели, що минулого на Марсі були різнопланові водоймища, заповнені своєрідною рідиною. Це були річки, океани, надглибокі озера, в яких теж могло розвиватися життя. Можливо, марсіанське життя ще збереглося, але перемістилося на інший світ чи іншу планету. Принаймні це пояснює, чому ми її так і не змогли знайти.

Теорія еволюції

Скептики, які впевнені, що ми ніколи не знайдемо інопланетне життя, підкріплюють свої аргументи теорією Фермі. Даної теорії суперечить теорія еволюції. По ній відомо, що живі істоти мають властивість пристосовуватися та видозмінюватися. Теорію еволюції свого часу створив Дарвін, але він, напевно, не замислювався про те, що нею можна довести існування позаземних життєвих форм.

Деякі примітивні життєві форми могли якимось чином потрапити до космосу. Там вони продовжили еволюціонувати – пристосовуватися до нових умов, підлаштовуватись під них, видозмінюватися. Цілком ймовірно, що потім вони розвинулися до нашого рівня, а може й більше.

У видавництві «Пітер» вийшла книга «Велика космічна подорож». Ні, до однойменного радянського фільму вона не має відношення - в основу книги покладено курс Прінстонського університету, який читали студентам гуманітарних спеціальностей знамениті астрофізики Ніл Деграсс Тайсон, Майкл Стросс і Джон Річард Готт. Завданням професорів було розповісти про свою науку те щоб це було зрозуміло нефахівцям.

У виданні книги російською мовою брали участь наші друзі з проекту «Відкрита лабораторна» – міжнародної просвітницької акції з перевірки наукової грамотності, яка цього року відбудеться 10 лютого.

Пропонуємо до вашої уваги уривок з книги - у ньому Ніл Деграсс Тайсон розповідає про те, як йдуть пошуки життя в Галактиці і що таке рівняння Дрейка.

Ніл Деграсс Тайсон

Астрофізик

Ми – живі істоти, тому нас особливо цікавить життя у Всесвіті. Якщо ми оглядаємось у Всесвіті і звертаємо увагу на те, чи є у конкретної зірки планети і чи придатні вони для життя, то розумно формулювати питання, виходячи з уявлень про відому нам (земну) живу матерію. Здається, що всі живі істоти мають деяку сукупність загальних ознак.

По-перше, будь-які відомі нам живі істоти потребують рідкої води. По-друге, життя пов'язане із споживанням енергії. Ми маємо метаболізм, це хімічний феномен. І, найцікавіше, життя саме себе відтворює.

Я зосереджусь на першій ознакі, оскільки воду можна виявити за допомогою астрофізичного інструментарію. Нам лише потрібно знайти у Всесвіті рідку воду. З того часу, як нам прочитали казку про Золотовласку, ми знаємо (і погоджуємося), що предмети та речовини можуть бути «занадто холодними», «занадто гарячими» і «в самий раз».

Прим. пров.

В англомовній літературі населену область часто називають «зоною Золотовласки». Ця назва відсилає до англійської казки «Златовласка та три ведмеді», ми знаємо її під назвою «Три ведмеді».

Візьмемо, наприклад, Сонце. Відомо, що воно має певну світність. Чим ближче до Сонця, тим спекотніше стає чим далі - тим холодніше. Допустимо, для життя потрібна рідка вода. Візьмемо воду і надто наблизимося до Сонця – вода випарується. Занадто віддалимося - тоді замерзне.

Таким чином, логічно припустити, що є певний набір орбіт, перебуваючи на одній з яких планета стабільно міститиме рідку воду. Ближче до Сонця – пара, далі від Сонця – лід, а між ними – рідка вода.

Ця область отримала назву «зона проживання». Така концепція відіграє у наукових уявленнях починаючи з 1960-х років, коли її вперше сформулювали. У різних зірок, залежно від їхньої світності, розміри зони проживання будуть відрізнятися, і тут є привід для роздумів.

Френк Дрейк трохи розвинув цю концепцію і склав так зване рівняння Дрейка. Це рівняння не схоже на те, що описують закони Ньютона. Швидше, воно дозволяє оцінити ступінь нашого незнання про поширеність розумного життя у Всесвіті.

Перш ніж розповім вам про рівняння Дрейка, озвучу одну річ: виходячи з усього, що ми знаємо про життя, вважається, що для життя потрібна планета. Це має бути планета, що обертається навколо зірки. Спочатку має виникнути зірка, біля неї - планета, а потім (з огляду на те, як повільно розвивається життя на Землі) потрібні мільярди років, щоб еволюція призвела до виникнення розумних істот. Отже, зірка має бути довгоживучою.

Не всі зірки такі. Дехто не встигає дотягнути і до мільярда років, а може згоріти і лише за 100 мільйонів років.

Найпотужніші зірки гинуть всього за 10 мільйонів років - і розумним істотам, що мешкають на планеті біля такої зірки, практично нема на що розраховувати, якщо випадок Землі хоч дещо показовий. Потрібна довгоживуча зірка і планета, але не будь-яка планета, а така, яка обертається в зоні проживання цієї зірки.

Отже, відомо, що ми повинні шукати довгострокову зірку, в зоні проживання якої є планета, причому така планета, на якій виникло життя. Розумне життя. Протягом більшої частини історії Землі могутні мікроорганізми – ціанобактерії – грубо перекроювали її атмосферу під себе.

Сьогодні ми нарікаємо, що людина забруднює навколишнє середовище, через нашу діяльність виникають озонові дірки та накопичуються парникові гази, наприклад, CO2. Але наш вплив просто меркне порівняно з тим, що вчинили ціанобактерії із земною атмосферою 3 мільярди років тому. На той час атмосфера Землі була багата на вуглекислий газ - і все було нормально. Потім з'явилися ціанобактерії, з'їли весь CO2 і наситили атмосферу киснем, повністю змінивши її хімічний склад і баланс. Атмосфера Землі наповнилася киснем, а вуглекислого газу майже не залишилося.

Насправді кисень отруйний для багатьох анаеробних організмів того періоду. Діоксид вуглецю – парниковий газ. Коли його запаси виснажилися, парниковий ефект ослаб, і Землі стало стрімко холодати.

Якби на той час існувала партія «зелених», її активісти могли б протестувати: «Припиніть кисневе забруднення! Ви отруюєте Землю!» - адже наставали зміни.

Земля остигала і кілька разів повністю замерзала. Тим часом Сонце повільно, але правильно розгорялося, за мільярди років його світність зросла і періоди під назвою «Земля-сніжок» припинилися. Зрештою завдяки атмосферному кисню виникли різні тварини, і в тому числі люди. Не всі зміни однозначно згубні всім організмів.

Ми турбуємося, що наступний астероїд з нами покінчить. Кажу вам, покінчить. Невідомо коли, але це станеться, і це буде тяжкий день для Землі.

Минулого разу, коли Земля пережила велике зіткнення з астероїдом (це було 65 мільйонів років тому), планети зникли динозаври. У підліску вже снували наші предки-ссавці розміром із нинішніх гризунів. Королівському тиранозавру та іншим жахливим хижакам цієї дрібниці вистачало буквально на один укус. Але після зіткнення Землі з астероїдом від королівських тиранозаврів і мокрого місця не залишилося, а ссавці змогли еволюціонувати, перетворившись на досить представницькі істоти.

Прямуючи. наук. ред.

Хоча імпактна (тобто пов'язана з ударом астероїда) теорія вимирання динозаврів популярна серед астрономів та широкої публіки, палеонтологи ставляться до неї досить скептично.

Ці події запустили нову історію, яка призвела до виникнення сучасної культури та суспільства: ми отримали путівку в життя, а заразом природа позбавила нас від лютих динозаврів. Тому я намагаюся трактувати зміни на Землі більш цілісному вигляді.

Мораль цієї історії така: якщо ми хочемо вступити в контакт із мешканцями планети, придатної для життя, то наявності інопланетного життя як такого ще недостатньо. Нас цікавить розумне життя. Навіть більше. Ісаак Ньютон був розумним, але з ним не можна було поспілкуватися з іншого кінця Галактики. За часів Ньютона не було технологій, які б дозволили йому відправляти сигнали в космічні дали. Розумне життя, яке ми шукаємо, має мати потрібні технології в ту епоху, на яку припадають наші спостереження.

Іншими словами, якщо цивілізація віддалена від нас на 1000 світлових років, то її представники мали відправити сигнал 1000 років тому - і тільки зараз він нас досягне.

Тепер припустимо, що у саму технологію закладено можливість зловживання нею. Якщо деякі технології потраплять до рук неосвічених чи безвідповідальних людей, такі технології можуть з нами покінчити набагато вірніше, ніж будь-яка природна катастрофа. Скільки може тривати період, доки ми не самознищимося через таку фатальну помилку? Можливо, лише 100 років.

Якщо озирнутися в Галактиці, то ми лише при великому везінні знайдемо планету, в п'ятимільярдній історії якої йде саме таке сторіччя. Тому ймовірність виявити таким чином космічних друзів з листування справді дуже мала.

Френк Дрейк врахував усі ці аргументи та на їх основі вивів своє рівняння. Так розпочався пошук позаземного розуму – проект SETI. Дрейк хотів оцінити кількість здатних на контакт цивілізацій, зв'язатися з якими ми можемо вже зараз: N c.

І тому він включив у рівняння кілька етапів розподілу, причому кожен член рівняння - це самостійний оціночний показник, взятий з урахуванням сучасних астрофизических даних: N c = N s × f HP × f L× f i × f c × ( L c/вік Галактики), де:

N c – кількість готових до контакту цивілізацій, які ми можемо спостерігати у Галактиці сьогодні;

N s - кількість зірок у Галактиці (близько 300 мільярдів);

f HP - частка зірок, у зоні проживання яких обертається планета, придатна життя (~0,006);

f L - частка планет із цього числа, де життя розвивається (величина невідома, але, ймовірно, близька до 1);

f i - частка планет із цього числа, де розвивається розумне життя (величина невідома, але, ймовірно, досить мала);

f c - частка планет, населених розумними істотами, рівень технологічного розвитку яких допускає міжзоряний контакт (величина невідома, але, ймовірно, близька до 1);

L c – середній термін існування цивілізації, здатної до контакту (величина невідома, але, ймовірно, мала порівняно з віком Галактики);

та вік Галактики – близько 10 мільярдів років.

Почнемо із кількості зірок у галактиці Чумацький Шлях, їх близько 300 мільярдів. Оскільки не кожна зірка в Галактиці підходить для життя, цю кількість потрібно помножити на дробову величину - число довгострокових зірок (які горять досить довго, щоб біля них могло сформуватися життя), а також тих, хто має планету в зоні проживання ( f HP). Таким чином, зменшується загальна кількість планет, на яких можна шукати розумне життя.

На момент написання цієї книги, за результатами героїчної роботи, під час якої було досліджено понад 150 000 зірок, підтверджено існування понад 3 000 екзопланет. Це була справжня революція.

Виявляється, зірки, які мають планети, - звичайне явище, і в багатьох зірок по кілька планет.

Серед таких зірок ми шукаємо ті, чиїм планетам пощастило опинитися у зоні проживання. Екзопланети можна знаходити за гравітаційним впливом, який планета чинить на батьківську зірку. В результаті тяжіння планети кутова швидкість зірки трохи коливається, і таке явище можна засікти.

Чим ближче планета, тим помітніше вагається кутова швидкість зірки під впливом її гравітації і тим легше це виявити. Тому відносно нескладно знаходити планети, що обертаються поблизу своєї зірки, але на таких планетах занадто спекотно і рідкої води там бути не може - вони не вписуються в рівняння Дрейка.

Найбільший проект пошуку екзопланет виконаний за допомогою космічного телескопа «Кеплер» силами NASA. «Кеплер» шукає екзопланети, фіксуючи крихітний спад яскравості зірки, коли планета проходить диском зірки і перетинає лінію погляду. Таке явище називається "транзит".

Радіус Юпітера становить 10% від сонячного. Площа поперечного перерізу Юпітера ( πrу квадраті) – 1% від аналогічної площі Сонця. Тому коли планета розміром з Юпітер проходить повз диск зірки, що нагадує за типом Сонце, яскравість цієї зірки тимчасово падає на 1%. Планета розміром із Землю, чий радіус становить 0,01% від сонячного, зменшує яскравість такої зірки на 0,01%.

Телескоп «Кеплер» досить зір, щоб уловлювати навіть такі незначні потьмарення зірки, адже його конструювали насамперед для пошуку землеподібних планет, але подібна точність – майже межа його можливостей.

Багато планет, відкритих «Кеплером», можна порівняти за розміром з Юпітером або Нептуном (а такі планети, наскільки нам відомо, непридатні для життя), але трапляються і дрібніші, розміром практично з Землю...

Ознайомчий уривок, як водиться, має закінчуватися на найцікавішому місці. Сподіваємося, що ви вирішите прочитати книгу повністю!

Чи можливе життя в Сонячній системі за наявності в ній двох населених планет

Уявіть собі дві близькі один до одного екзопланети, що обертаються навколо того самого Сонця, кожна з яких населена власною корінною цивілізацією. Чи залишать вони свій слід в історії як добрі сусіди чи стануть непримиренними суперниками? Для наукової фантастики будь-яка з цих ситуацій може бути обіграна в тій чи іншій історії, але чи можливо, щоб такі події були описані у науково-популярній літературі?

З огляду на швидкість, з якою збільшується кількість виявлених екзопланет, цей сценарій може бути правдоподібним. І вже сьогодні нове наукове дослідження, опубліковане в журналі Astrophysical Journal, досліджує це питання, вивчаючи деякі з умов, що впливають на життя в Сонячній системі за наявності в ній двох населених планет.

Дослідники, які цим займаються, були натхнені відкриттям космічним телескопом НАСА екзопланет Kepler 36b та Kepler 36c, двох відомих планет зірки Кеплер 36. Орбітальні відстані цих планет від своєї зірки відрізняються лише на 10%, що робить їх надзвичайно близькими сусідами.

Внутрішня планета завершує сім обертів навколо зірки, зовнішня шість (резонанс руху 7:6). Це означає, що один раз на кожні шість чи сім років (залежно від планети, на якій ви живете), планета-сусід проходить поруч.

Дослідники насамперед поцікавилися, а чи можуть ці періодичні близькі проходи вплинути на нахил осі планети? На їхню думку, це дуже важливо в контексті можливості існування життя з тієї простої причини, що великі коливання в осьовому нахилі можуть призвести до серйозних змін у кліматі. І навіть якщо такі коливання виявляться не смертельними для мікробного життя, то значно вплинуть на шанси існування та розвитку складніших форм, а також зробити дуже важким або навіть неможливим зародження розуму та цивілізації на заданій екзопланеті.

Кеплер 36b та 36с

У випадку з Кеплер 36b і 36с малоймовірно, що на них може існувати життя, тому що вони знаходяться надто близько до своєї зірки і температура поверхні цих екзопланет наближається до 1000 градусів за Цельсієм. Тому дослідники проаналізували гіпотетичну пару схожих на Землю планет, що знаходяться в зоні своєї зірки, з можливістю існування на їх поверхні стабільного рівня рідкої води з прийнятними орбітами (резонанс руху 3:2).

За підсумками моделювання першим обнадійливим результатом на користь перспектив існування складних форм життя на подібних планетах вчені назвали той факт, що нахил осі однієї планети ніяк не позначиться і не вплине на іншу навіть у разі їх безпосередньої близькості.

Також вчені розглянули можливість переміщення з однієї екзопланети на іншу. В основу експерименту вони заклали гіпотезу, що деякі мікроби можуть вижити навіть після падіння метеорита на планету, а також після того, як проведуть роки в космічному просторі. Так експеримент, проведений 1990 року, показав, що 30% із відправлених у космос бактерій, впроваджених у соляні кристали, залишилися живі після шестирічного перебування у космосі.

Теоретична концепція життя, що поширювалася від світу до світу, називається «панспермія». Дослідження показало, що «панспермія» має бути напрочуд легка між планетами, розділеними 7: 6, 6: 5, 4: 3 або 3: 2 орбітальними резонансами. Моделювання показало, що дві екзопланети так часто проходили близько один до одного, що космічний сміття однієї з них неминуче потрапив би в атмосферу іншої і потрапив на її поверхню, здійснивши тим самим доставку живих організмів. Тобто якби життя існувало на одній із подібних планет, то легко з'явилося б і на іншій.

Але питання, які форми організмів могли б пережити подібну подорож? Не дивлячись на те, що крихітні безхребетні тихохідки були успішно відроджені після впливу вакууму космосу, вони навряд чи вижили б після удару про поверхню або довгу подорож у просторі і це дозволяє вченим говорити про те, що на сьогоднішній день тільки одноклітинні мікроби є найуспішнішими кандидатами. для міжпланетних подорожей

Тому, навіть коли дослідники знайдуть життя на Марсі, перед ними виникне інше принципове питання – з'явилася вона там незалежно від Землі чи поширилася з допомогою метеоритів.

У будь-якому разі, вчені припускають, що стрибок від мікробних предків до інтелектуальних світів буде величезним. Так вважається, що життя на Землі знадобилося два мільярди років, щоб перейти від мікробів до багатоклітинних організмів, і ще мільярд років для можливості розвинутись до рівня космічних держав. Враховуючи ці величезні масштаби часу, було б дивно, якщо випадковим чином інтелект і технології з'являтимуться на обох світах хоча б навіть за один мільйон років, навіть не дивлячись на загальне походження та постійний обмін мікробами.