Учитывая присутствие сотен миллиардов планет, существует много шансов развития разумных и технологически развитых форм жизни. Так почему мы не видим доказательств того, что повсюду живут внеземные цивилизации?
Физик Энрико Ферми первым сформулировал этот вопрос в 1950. И теперь его называют парадоксом Ферми. Но за последние десятки лет люди осознали, что за наше собственное восхождение вверх по лестнице технологического развития нужно платить высокую цену. С учетом изменения климата и истощения природных ресурсов наше превращение в мировую промышленную культуру заставляет нас пройти через проблемы кризиса устойчивого развития. И в свете принятия данного факта могут возникнуть новые «отрезвляющие» ответы на вопрос Ферми.
Может быть не нам одним приходится справляться с таким кризисом. Может не просто не каждому – никому – не удалось пережить данный этап.
С самого появления парадокса Ферми ученые получили возможность по-новому взглянуть на жизнь в планетарном контексте. С точки зрения этой относительно новой области науки – астробиологии – наш сегодняшний кризис возможно не является политически обусловленным или чем-то уникальным. А скорее естественным последствием законов, согласно которым планеты и жизнь на них должны сосуществовать.
Определяющая особенность технологической цивилизации – способность интенсивно поглощать энергию. Но основная физика энергии, тепла и работы – известная как термодинамика – говорит нам, что излишняя энергия– или то, что физики называют энтропией – вырабатывается и возвращается назад в окружающую среду. Человеческая цивилизация сейчас потребляет около 100 миллиардов мегаватт-часов энергии каждый год. При этом в солнечную систему высвобождается 36 миллиардов тонн углекислого газа. В связи с чем в атмосфере увеличивается количество тепла, а океаны окисляются. И хотя мы действительно главные на этой планете – мы вредим ей.
Можем ли мы сделать какие-то общие выводы для других миров, исходя из подобного планетного «захвата»? Длинная история развития Земли дает нам ключи к ответу на этот вопрос. Кислород, которым мы сейчас дышим, первоначально не был в нашей атмосфере. Именно благодаря так называемой Великой кислородной катастрофе, улучшившейся спустя 2 миллиарда лет после появления нашей планеты, содержание кислорода в атмосфере Земли увеличилось. Какая же космическая сила может так существенно изменить всю атмосферу планеты? На самом деле, ни что иное как выделения, возникающие в процессе дыхания анаэробных бактерий, которые в то время господствовали в нашем мире. Единственный газ, который нужен нам, чтобы выжить, стал результатом отходов жизнедеятельности видов, доминирующих в далекие времена на нашей планете: простых бактерий.
Великая кислородная катастрофа заставляет нас задуматься: когда жизнь (разумная или нет) становится высокоразвитой, она может драматическим образом изменить планету, на которой существует. И возможно подобный порядок вещей справедлив для других планет.
Можем ли мы представить, как внеземная промышленно-развитая цивилизация меняет мир, в котором живет? После полувекового исследования нашей собственной солнечной системы мы много узнали о планетах и о том, как они «работают». Мы знаем, что на Марсе когда-то существовала жизнь. И на его поверхности была вода. А Венера, которая похожа на Землю, из-за масштабного парникового эффекта превратилась в дьявольскую планету с температурой 800 градусов.
Изучая планеты, находящиеся поблизости, мы выявили общие принципы для климата и климатических изменений. Данные правила, основанные на физике и химии, должны быть применимы к любым видам, принимая во внимание поглощение энергии и формирование цивилизаций в большом масштабе. Например, любые виды, двигающиеся вверх по технологической лестнице благодаря получению энергии посредством горения, должны изменять химический состав атмосфере в определенной степени. В результате горения всегда появляются химические побочные продукты, которые просто так не исчезают. Недавно астрономы из Университета штаты Пенсильвания обнаружили, что если условия жизни на планете находятся в нормальном состоянии (например, протяженности орбиты) даже совсем небольшие изменения в составе атмосферы могут иметь значительные последствия для климата. Это означает, что для некоторых видов, сформировавших цивилизацию, кризис устойчивого развития может начаться раньше, чем для других.
И даже если разумные существа не полагаются на горение на ранних этапах своего развития, вопросы – связанные с устойчивым развитием – все равно могут возникнуть. У всех форм интенсивного поглощения энергии будет обратная реакция. Ученые из Института Макса Планка (Йена, Германия) выяснили, что получение энергии из ветра в крупных масштабах может тоже привести к определенным климатическим последствиям. Ведь когда речь заходит о формировании цивилизации, планета просто так ничего не даст. Есть всегда обратная сторона медали.
Это осознание мотивировало меня, а также Вудруффа Салливана из Университета Вашингтона, посмотреть на устойчивое развитие с точки зрения астробиологии. Как недавно мы показали в своей работе, используя уже полученные знания о планетах и жизни, теперь возможно создать расширенную программу для моделирования совместно эволюционирующих траекторий для технологически-развитых видов и планет, на которых они живут. В зависимости от изначальных условий и выбора видами пути развития (например, путь поглощения энергии) некоторые траектории приведут к необратимому кризису устойчивого развития и постепенному упадку населения. А есть условия, которые – наоборот – могут привести к развитию цивилизаций с долгосрочной историей.
Данное исследование может иметь важное значение с научной точки зрения.
Один из ответов на парадокс Ферми: никто не выживет, потому что изменение климата – это судьба. И ничего из того, что мы делаем сейчас, не имеет значения. Потому что наличие цивилизации неминуемо приводит к катастрофическим изменениям на планете. Но предложенные нами модели могут показать, что это не всегда происходит именно так.
Изучая устойчивое развитие как общую астробиологическую проблему, мы можем понять: те проблемы, с которыми мы сталкиваемся, это как перейти через ручей или как преодолеть широкую долину. Ответ на этот вопрос требует куда более глубокого понимания того, как планеты реагируют на активно потребляющие энергию виды (подобные нам), живущие на них. Это подход ни чем не отличается от того, который применяют доктора, исследуя различные виды животных и их молекулярную биологию, чтобы найти лекарства от человеческих заболеваний.
С этой точки зрения мы также приходим к важной истине. Мы являемся одной из форм жизни на одной из планет в бесконечной Вселенной. Благодаря научным достижениям мы начали открывать закономерности и законы, которым подчиняются планеты и формы жизни на них них. Через десять тысяч лет возможно уже не будет тех организаций, которые сейчас активно говорят о климатических изменениях. Но законы на планетах и законы жизни, которую мы сейчас пытаемся найти, не изменятся. Ни в этом мире, ни в другом.
The New York Times
Перевод Нины Кузнецовой, специально для Vласти