Отто Байндер - Загадки астрономии

• Название: Загадки астрономии
• Автор: Отто Байндер
• Издательство: Мир
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1966

В предлагаемой вниманию читателей книге американского популяризатора О. О. Байндера в общедоступной форме рассказывается о многочисленных космических загадках. Некоторые из них уже «с бородой», другие связаны с открытиями последних лет.

---

Эти вопросы долго не смущали человеческий разум, погруженный в эгоцентрическую философию и ограниченный религиозными догмами. Даже после того, как великие астрономические открытия сыграли свою революционную роль, лишь немногие отваживались выступать против привычной точки зрения, согласно которой человек — центр Вселенной, и высказывать соображения о внеземной жизни.

Но с наступлением космического века и с приближением полетов человека на другие миры этот вопрос стал интересовать не только ученых.

В ближайшее десятилетие человек ступит на Луну и соседние планеты, и мы не можем больше игнорировать вероятность того, что разум, рожденный на Земле, может встретить где-нибудь в космосе инопланетного собрата.

Если даже солнечная система не окажется прибежищем других разумных существ, а только низших форм жизни, то это еще ничего не говорит об остальной Вселенной. Тот факт, что ближайшие планеты не вполне пригодны для жизни, ни в коем случае не уменьшает вероятности существования живых организмов около миллионов и миллиардов других звезд.

Но, прежде чем приступить к мысленному поиску обитаемых миров, попытаемся найти ключ к прошлому нашей планеты…

Загадка 1. Как возникла жизнь на Земле?

Совершенно очевидно, что в научно-популярной книге не место библейской сказке об Адаме и Еве, как и антинаучному мифу о неосязаемой «жизненной силе», якобы обособленной от материи. Биологические исследования привели к твердому выводу, что живое вещество отличается от неживого только более высокой организацией. Атомы и молекулы могут образовать либо слюду, либо человека — все зависит от того, какие молекулы объединяются и в каком порядке. Один порядок приводит к образованию неодушевленного предмета, другой — живого организма.

Сложные органические молекулы образуют белки, состоящие из аминокислот, плазму крови, цитоплазму, ДНК, рибофлавин, гены, хромосомы и другие биохимические соединения и структуры, в основе которых лежат цепочки атомов углерода, и являются комбинациями менее сложных «неживых» молекул. Даже простейший одноклеточный организм — это необычайно сложная живая система.

Что же было причиной появления первых живых существ, которые могли размножаться, объединяться и образовывать новые виды, положившие начало эволюционному развитию, приведшему к появлению человека?

Самая популярная из современных теорий утверждает, что после остывания Земли ее первичная атмосфера была насыщена углекислым газом, метаном, водородом, азотом, то есть газами, неспособными поддерживать жизнь. Но случилось так, что на протяжении многих веков роль химиков успешно выполняли молнии; под действием их возникали новые соединения — аммиак, формальдегид, окись азота и другие активные соединения, которые опускались в нижние слои атмосферы и растворялись в древних морях. Там, в мировом праокеане, химические реакции стали еще многообразнее благодаря присутствию солей, содержащих натрий, хлор, магний, железо, медь, фосфор и ничтожные количества других элементов.

В течение миллионов лет в этом океане-лаборатории по воле случая образовывались длинные цепочкообразные молекулы соединений углерода — сахарá, спирты, крахмал и другие сложные углеводы.

Их полимеризованные разновидности (цепочки молекул) стали предшественниками «живых» молекул, которые образовали в океане концентрированный органический «бульон»; именно здесь зарождалась жизнь, тогда как суша была еще бесплодной. Наконец, через два или три миллиарда лет после рождения планеты, возникли наиболее подходящие комбинации молекул. Произошла быстрая «цепная реакция» образования первой «живой» молекулы (вероятно, нечто вроде вируса), которая, «пожирая» другие органические молекулы, росла, делилась и воспроизводилась. Это, несомненно, дало толчок «биовзрыву», ударная «волна» которого «перемешала» полуживую океанскую «кашу», и в результате океан стал кишеть одноклеточными организмами. Микроорганизмы вскоре заполнили все моря; в процессе эволюции из них развились многоклеточные организмы больших размеров и биологически более сложные.

Таким образом, из газов, простых элементов, молекулярного сырья и энергии электрических разрядов в лаборатории природы была создана живая протоплазма. Некоторые ученые считают, что источником энергии послужило ультрафиолетовое излучение Солнца; другие предполагают, что первичная атмосфера имела иной состав, или постулируют другой путь превращения исходных соединений в макромолекулы, наполнившие океаны органической массой; тем не менее основной ход рассуждений и в этом случае остается прежним.

Космическая эра внесла в представления о происхождении жизни свои поправки, волнующие человеческое воображение.

Загадка 2. Какова роль «смертоносных» радиационных поясов в возникновении жизни на Земле?

Ученые подозревают, что иногда частицы высокой энергии «высыпаются» из радиационных поясов в околополярные области земной атмосферы, вызывая явление полярных сияний. Именно эта огромная энергия, «нагнетаемая» в атмосферу, а не ультрафиолетовое излучение или вспышки молний могла послужить той искрой, которая вызвала появление первичных биохимических «кирпичей». Поскольку радиационные пояса — космический источник радиоактивности, то, согласно этой гипотезе, жизнь обязана своим происхождением ядерной энергии и человек, в конце концов, — «порождение космоса».

Загадка 3. Космическое пространство — инкубатор жизни?

Бергер (фирма «Дженерал дайнэмикс») поставил эксперимент, подтверждающий, что энергия космических лучей вызвала появление сложных органических молекул в первичной атмосфере Земли. Он взял смесь метана, аммиака, водорода и водяных паров, но замороженную до твердого состояния при температуре –230°, как вещество комет или «ледяные» осколки в космической пустоте.

Затем в течение 200 секунд смесь облучалась искусственными космическими лучами — потоком протонов из циклотрона; таким образом копировались условия в межзвездном пространстве. Химический анализ обнаружил следы мочевины, уксусной кислоты и ацетона — органических веществ, связанных с процессами жизни. Очевидно, что даже предельно низкая температура межзвездного пространства не остановит всех химических реакций и непрерывная длительная бомбардировка таких замерзших газов излучением звезд привела бы к тому, что во Вселенной постоянно синтезировались бы в больших количествах органические вещества.

Идея Бергера состоит в том, что, если глыбы межзвездного льда приближаются к звезде, ее излучение вызывает образование сложных органических соединений, таких, как аминокислоты. Если эти глыбы впоследствии упадут как метеориты на какую-нибудь планету под действием ее притяжения, то накопившиеся органические молекулы становятся «семенами жизни». Если на планете достаточно воды и тепла, может зародиться жизнь и начнется ее эволюция.

Многие ученые ставят под сомнение гипотезу Бергера. Они считают, что при температуре и плотности излучения, имеющих место в межзвездном пространстве, синтез органических молекул невозможен. Кроме того, эта гипотеза противоречит традиционным представлениям. Выходит, что колыбелью жизни на Земле (и любой планете) было не море, а «мертвое» космическое пространство, орошающее планеты, как тучи дождем, «добиологическим» веществом. А так как метан, аммиак, водород и водяной пар не редкость во Вселенной, пронизанной вездесущими космическими лучами, то органические молекулы образовывались, образуются и выпадают на планеты любой планетной системы каждой галактики.

Загадка 4. Существуют ли планеты в окрестностях других звезд?

Если наше Солнце и девять его планет образуют единственную планетную систему и если Земля — единственная планета, условия на которой благоприятствуют эволюции жизни, то все изложенные выше рассуждения остаются чисто умозрительными и мы одиноки во Вселенной.

Сейчас еще очень мало доказательств того, что другие звезды обладают семьями планет. Даже самые мощные телескопы едва позволяют различить диск Плутона, и в них, конечно, невозможно увидеть во много раз более далекие планеты, обращающиеся вокруг других звезд.

И все же доказано, что некоторые звезды имеют по крайней мере один невидимый темный спутник, обращающийся вокруг общего центра масс. Многие темные спутники — это гигантские потухшие солнца, и потому они вряд ли могут быть отнесены к «настоящим» планетам. Но в трех случаях невидимые спутники этих звезд достаточно малы, и их можно рассматривать скорее как большие планеты, а не как «мертвые» звезды-карлики.