Новое исследование Университета штата Пенсильвания ставит под сомнение устоявшееся мнение о том, что разумная жизнь встречается редко, и предполагает, что ее вероятность может быть выше, чем считалось ранее.
В 1961 году астрофизик Фрэнк Дрейк предложил уравнение Дрейка — математическую структуру, предназначенную для оценки вероятности существования технологически развитой цивилизации в Млечном Пути и ее коммуникационного потенциала. Это уравнение ознаменовало собой существенный сдвиг в понимании человечеством своего места во Вселенной.
К 2023 году достижения в области экзопланетологии, астробиологии и исследований SETI привели к усовершенствованию первоначального рецепта Дрейка. Среди них канадский астрофизик Сара Сигер предложила альтернативное уравнение, которое фокусируется не только на разумной жизни, но и на обнаружении биосигнатур — химических индикаторов биологической активности.
Ранее у физиков-теоретиков были разные взгляды на этот вопрос. В 1983 году физик Брэндон Картер предложил модель «трудных шагов», которая утверждает, что жизнь встречается крайне редко, поскольку возникновение сложных организмов потребовало серии невероятных эволюционных скачков — «трудных шагов». Картер считал, что последовательность стадий эволюции на Земле крайне маловероятна. Новое исследование Университета штата Пенсильвания пересматривает эту модель, проливая новый свет на идею о том, что жизнь может быть более распространена, чем изначально считал Картер.
Помимо математических формул, ученые уже давно используют концепцию «зоны обитаемости» для изучения возможности обитаемости планет. Зона обитаемости относится к области вокруг звезды, где условия «лишь» подходят для жидкой воды и возможной жизни. Хотя этот термин стал широко использоваться в 1990-х и 21-м веке, впервые он был введен Стивеном Х. Доллом в его книге 1964 года «Обитаемые планеты», изданной корпорацией RAND.
При определении пригодности планеты для жизни Дёрр учитывает такие факторы, как температура, атмосфера и наличие жидкой воды. Недавно Сара Сигер расширила эти идеи, представив класс гигантских миров — экзопланет с богатой водородом атмосферой и большими поверхностями, покрытыми океаном, которые потенциально могли бы поддерживать жизнь.
В недавней статье группа исследователей, в которую входят Дэниел Б. Миллс, Дженнифер Л. Макэледи, Адам Фрэнк и Джейсон Т.
Обратите внимание: Новое исследование может в конечном итоге подтвердить или отклонить теорию Большого взрыва.
Райт, пересматривает модель «жесткого шага» и критически рассматривает некоторые из ее основных предположений с точки зрения исторической географии.«Это серьезный сдвиг в нашем понимании истории жизни», — сказала Дженнифер Маккриди, профессор наук о Земле в Университете штата Пенсильвания и соавтор новой статьи.
Макэреди сказал, что исследование «предполагает, что эволюция сложной жизни может быть связана не столько с удачей, сколько с взаимодействием между жизнью и ее средой, что открывает новые захватывающие направления исследований в понимании нашего происхождения и нашего места во Вселенной.
Группа астрофизиков и геобиологов исследовала идею о том, что условия на ранней Земле были слишком суровыми для многих форм жизни. Эволюционная стадия наступит только тогда, когда глобальная окружающая среда станет подходящей. Например, ключевым событием в эволюции Земли стал процесс окисления, вызванный фотосинтезирующими микроорганизмами и бактериями. «Это создало атмосферные условия, необходимые для возникновения сложной жизни», — объясняет Дэн Миллс, научный сотрудник Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и ведущий автор статьи.
«Мы считаем, что для существования разумной жизни не требуется череда удач», — сказал Миллс, бывший аспирант Лаборатории астробиологии Маккриди в Университете штата Пенсильвания. В истории Земли люди появились не «рано» и не «поздно», а «вовремя», когда возникли необходимые условия. Возможно, это всего лишь вопрос времени, и, возможно, эти условия будут достигнуты на других планетах раньше, чем на Земле, где это может занять больше времени.
Исследование выдвигает идею о том, что обитаемость Земли чередуется с серией «окон обитаемости», в течение которых условия становятся пригодными для жизни. Эти изменения контролируются такими факторами, как доступность питательных веществ, температура поверхности моря, соленость океана и уровень кислорода в атмосфере. Исследователи пришли к выводу, что Земля лишь недавно стала достаточно стабильной для поддержания сложной жизни.
«Мы считаем, что нам следует основывать свои прогнозы не на продолжительности жизни Солнца, а на геологических временных масштабах, поскольку именно столько времени требуется для изменения атмосферы и ландшафта», — сказал Джейсон Райт, профессор астрономии и астрофизики в Университете штата Пенсильвания и соавтор статьи.
«Это обычные временные рамки для Земли. Если бы жизнь развивалась вместе с планетой, то она развивалась бы в планетарных временных масштабах и с планетарной скоростью».
В будущем исследователи планируют протестировать альтернативную модель, которая ставит под сомнение уникальность предлагаемого эволюционного «трудного шага». Их следующие проекты будут включать изучение биосигнатур, таких как кислород в атмосферах экзопланет, а также исследование того, как факторы окружающей среды, включая низкий уровень кислорода и изменения температуры, могут влиять на эволюцию жизни. Изучая, как одноклеточные и многоклеточные организмы адаптируются к этим условиям, они стремятся определить, насколько сложными на самом деле являются ключевые эволюционные переходы.
«Эта новая точка зрения предполагает, что возникновение разумной жизни не является маловероятной возможностью», — сказал Райт.
«Эволюция может быть более предсказуемым процессом, который разворачивается в соответствии с глобальными условиями, чем серией невероятных событий. Наш сценарий применим не только к Земле, но и к другим планетам, увеличивая вероятность того, что жизнь, подобная нашей, может существовать где-то еще».
Эта статья была первоначально опубликована в журнале .
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.