Журнал «Если» 2003 № 01
Шрифт:
Наша галактика существует около 10 млрд лет, в ней 400 млрд звезд, диаметр ее спирали — 100 000 световых лет (св.л.). Если некая технологическая цивилизация начнет экспансию со скоростью 0,5 % от скорости света, то ей понадобится не более 20 млн лет (всего 0,2 % возраста галактики), чтобы оккупировать весь Млечный Путь целиком. Словом, чужаки уже давно должны были добраться до Земли, однако этого не произошло. Почему?
Очевидно, что проблема не так проста, как прикинул на пальцах Ферми. В 1961 году радиоастроном Фрэнк Дрейк в чисто педагогических целях составил специальное уравнение, где каждый фактор, влияющий на появление внеземных цивилизаций, представлен
Итак, если N — число технологических цивилизаций в галактике, a L — средний срок жизни такой цивилизации, то отношение N/L определяет частоту исчезновения технологических цивилизаций.
А как насчет их появления? Пусть R. — частота, с которой формируются звезды в нашей галактике; f p— фракция (относительное число) звезд с планетами; п е— среднее число планет с подходящими для жизни условиями у такой звезды; f — фракция планет, где действительно появилась биосфера; fj — фракция биосферных планет, где возник разум; f c— фракция таких планет, где разумные существа развили технологии, позволяющие осуществить межзвездную коммуникацию.
В итоге получается следующее уравнение:
N/L = R.f pn ef, fj f c
Поскольку здесь присутствует N (число технологических цивилизаций в нашей галактике), сразу нашлись желающие это число так или иначе подсчитать. Если принять L = 50 000 лет (вдесятеро больше известной науке земной истории), R. = 10 звезд в год, f p= 0,5, а каждый из оставшихся факторов приравнять к 0,2, то получим N = 400. Иначе говоря, одну технологическую цивилизацию на 1 млрд звезд, причем ближайшая из них удалена от нас на 4300 св.л.
Однако такие расчеты при любых значениях переменных принципиально неверны, поскольку Дрейк вовсе не предназначал свое «педагогическое орудие» для вычислений.
Уравнение Дрейка предполагает, что разум и техническая цивилизация лишь однажды могут появиться на планете, имеющей зрелую биосферу. Это, конечно, не так: звездам для развития требуются миллиарды лет, разным видам существ — миллионы, а цивилизациям — всего лишь тысячи. Нет почти никаких сомнений в том, что если наша цивилизация вдруг потерпит сокрушительный крах, но часть человечества уцелеет, то через тысячу лет на Земле будет новая глобальная цивилизация.
Даже если все люди погибнут в результате, скажем, падения астероида, история разума на Земле не закончится. 65 млн лет назад такая катастрофа погубила динозавров. Через 5 млн лет после нее планету уже заполонили новые, бурно развивающиеся виды млекопитающих. Через 35 млн лет после катастрофы появились предки Homo sapiens, которые были тогда ничуть не умнее выдры. Еще через 30 млн лет человечество преодолело притяжение Земли и вышло в открытый космос!
Вряд ли земной биосфере понадобится больше времени, чтобы снабдить возможностями Homo sapiens иные виды млекопитающих, переживших катаклизм (баловнями эволюции, вероятно, станут животные, ведущие ночной или водный образ жизни). 30 млн лет — сущий пустяк по сравнению с миллиардами, которые потребны природе
Уравнение Дрейка не учитывает, что и жизнь, и цивилизации способны преодолевать межзвездное пространство.
Бактерии на Земле вездесущи и обладают интересными свойствами. Они выживают и в вакууме, и под слоем льда или пыли толщиной в пару микрон, и под жестким космическим ультрафиолетом. Они невероятно устойчивы к радиации: чтобы полностью стерилизовать культуру Micrococcus, требуется свыше 10 млн рад (смертельная доза для человека — 1000 рад). Споры бактерий, извлеченные из янтаря (возрастом 90 млн лет) и пермских осадочных пород (230 млн лет), с легкостью возвратились к жизни.
Выходит, что бактерии, появившиеся на заре земной жизни, великолепно приспособлены к космическому путешествию. Почему?
Консервативное объяснение: естественный отбор. При метеоритных бомбардировках юной Земли микроорганизмы выбрасывались за пределы атмосферы вместе с щебнем. В космосе выживали лишь те, что смогли адаптироваться к новым условиям, а те из них, которые со временем вернулись на Землю, имели уже значительное эволюционное преимущество.
Прогрессивный взгляд: биоинженерное конструирование. Микроорганизмы суть нанороботы, созданные разумной внеземной расой, заинтересованной в распространении жизни в галактике. Любопытно, что на Земле не обнаружено никаких предшественников бактерий, т. е. базы для их эволюции. Это первая форма земной жизни, однако, хотя бактерии называют простейшими, на самом деле они невероятно сложны для того, чтобы возникнуть на основе простых химических реакций.
Имея нанороботов, запрограммированных нужным образом, мы могли бы посылать их в отдаленные планетарные системы, чтобы те уже на месте реконструировали людей. Так можно обеспечить экстенсивную колонизацию галактики человечеством при минимальных энергетических затратах.
Более гибкий подход заключается в том, чтобы вписать в геном микроорганизмов некий спецкод. Он определяет направление эволюции в сторону разума, допуская при этом широкую вариативность растений, животных и разумных существ применительно к местным условиям.
Теория панспермии не объясняет, как живое возникло из неживого, но весьма существенна для определения частоты зарождения биосфер. Даже если панспермии не было 3,8 млрд лет назад, когда на Земле появились простейшие, теперь она наверняка существует, и одним из ее центров является наша планета.
Часть микроорганизмов, выброшенных за пределы земной атмосферы, покидает Солнечную систему, дрейфуя со скоростью примерно 30 км/с (орбитальная скорость Земли). Чтобы добраться до ближайших звезд, им потребуется около 50 ООО лет: доза облучения за этот период — всего 1 млн рад. Каждая планета, где приживутся гости с Земли, в свою очередь, станет центром панспермии.
Теоретически можно оценить время, за которое потомки земных бактерий заполонят весь Млечный Путь. Это примерно 1 млрд лет.
Очевидно, почти на каждой планете, где пребиотические условия приемлемы для микроорганизмов, начинает развиваться биосфера. Однако устойчивой, а затем и зрелой она станет лишь тогда, когда включатся глобальные процессы саморегуляции на базе обратных связей. Так, на Земле «парниковый эффект» от преизбытка СO 2в атмосфере был компенсирован развитием растений, потребляющих углекислый газ и выделяющих кислород.