andrey_katz (andrey_katz) wrote,
andrey_katz
andrey_katz

Где может существовать жизнь?

Этот пост - скорее ответ на вопрос zlata_gl: "Почему бы в Галактике не существовать множеству населенных миров?". Дискуссия началась в комментариях вот к этому посту grihanm , но поскольку ИМХО она достаточно ортогональна теме поста, я предпочел ответить здесь большим постом. Я попытаюсь объяснить, почему, по-моему, жизнь на нашей планете если и не единична, то достаточно уникальна, и вряд ли в нашей галактике (Млечный Путь) мы найдем много аналогов. Может быть их нет вообще.

Ответ связан с объектами, которые мы редком ассоциируем с жизнью: supernovae (кажется, по-русски - сверхновые). Что это такое?Очень коротко: исключительно мощный взрыв старой сгоревшей звезды, который сопровождается очень сильным гамма-излучением. Насколько сильный? Для примера, последняя supernova, взорвавшаяся во Млечном Пути (1604 г., примерно 6000 парсек от нас в созвездии Змееносца, "Kepler's supernova") была ярче всех остальных звезд на небе и планет (кроме Венеры) и в течении трех недель была видна на небе днем. Схожая история была в 1572 году. С тех пор в Млечном Пути не было supernovae. Взрыв в 1987 г. в Большом Магеллановом облаке был сравним по яркости со всей этой Галактикой вместе взятой. Почему эти взрывы столь важны для вопроса "Где может быть жизнь?" Ответ прост: вспышка гамма- излучения столь мощная, что все планеты в радиусе десятков парсек (в лучшем случае) останутся без атмосферы вовсе. На самом деле эффект может быть разрушительным на гораздо бОльшем расстоянии, до сотен или даже тысячи парсек. Например, предполагается, что причиной ордовикско-силурийского вымирания (бедные, бедные трилобиты...) был именно взрыв supernova на расстоянии около 1000 парсек от нас. Такой взрыв может нанести очень сильный ущерб озоновому слою, да и привести к другим реакциям в атмосфере. Т.е. рядом с supernovae жизнь невозможна.

Как часто они взрываются? Это вопрос статистики. В среднем на такую Галактику как Млечный Путь: раз в несколько сот лет (давно уже не было). К счастью, совсем не каждая звезда станет supernova. Это может произойти в двух случаях. Или в системе двойных или тройных звезд, когда одна из них - белый карлик - получает достаточно материала от активного компаньона, чтоб возобновить горение углерода. Второй случай: core collapse. т.е. когда очень массивная звезда (раз в 10-12 больше солнца) не может сохранять баланс между гравитационным давлением и давлением радиации. В этом случае ядро сгоревшей звезды, состоящее в основном из тяжелых элементов (железо, кремний) коллапсирует в нейтронную звезду или черную дыру, а то, что мы наблюдаем - это взрыв внешних оболочек. Оба процесса встречаются не очень часто, но не очень редки. В результате места с большой плотностью звезд становятся непригодными для жизни. Например, bulge Млечного Пути (англ. - "вздутие", центральная часть галактики) содержащий как минимум половину всех звезд, не может быть домом для живых существ. Появись там такая планета как Земля, она очень быстро осталась бы без воды и атмосферы. Даже если бы было время, для того чтоб появились одноклеточные, вряд ли хватило бы времени на эволюцию в более сложные формы. По той же причине вряд ли пригодны для жизни те части пяти рукавов Млечного Пути, которые находятся близко к центру Галактики. Солнце, кстати, находится в одном из таких рукавов, но не очень близко к центру. Т.е. даже такая скромная прикидка уменьшит количество звезд-"кандидатов" на порядок как минимум. Но ведь в Млечном Пути около 400 миллиардов звезд, неужели этого мало?

Тут есть еще один парадокс. Как ни странно, supernovae, которые столь эффективно уничтожают любую жизнь вокруг себя, на самом деле необходимы для жизни. Почему? Ядерный синтез, происходящий секунду после Большого Взрыва (Big Bang Nucleosynthesis, BBN) может производить в больших количествах только ядра гелия, в ничтожных - некоторые изотопы лития и бериллия. Из этого жизни не сделаешь, даже самой фантастической. Более того - из этого даже твердых планет не составишь. Необходимы элементы потяжелее - углерод, азот, кислород и прочие. Их в молодой Вселенной нет. Есть только один способ получить их: ядерные реакции внутри звезд, там они образуются. Потом их каким-то образом надо "раскидать" по галактике. Как? насколько я знаю, есть только один ответ: supernovae. Именно оттуда идут углерод, азот, железо и прочие элементы. В том районе Галактики, где звезд мало, вряд ли есть достаточно материала для строительства планет и уж тем более жизни.

Ну и возвращаясь к вопросу в заголовке. Ответ: трудно подсчитать точно (да и не интересно считать эти вероятности, жизнь - она или есть, или ее нету), но необходим баланс. Это должно быть место не слишком плотно усеянное звездами, и не слишком "пустое". Т.е. где-то на границе двух таких районов может возникнуть сложная жизнь. Плюс, нужно еще множество совпадений: планета на таком расстоянии от звезды, чтоб климат был стабильным и не слишком жарким, чтоб химический состав атмосферы подходил и т.д. Т.е. нужно слишком много совпадений. Опять же - никогда статистики не делал и делать не буду. Но вывод - все эти совпадения - штука нетривиальная.
Tags: физика
Subscribe

  • Для чего проводятся коллоквиумы

    Вообще-то на коллоквиумы люди часто ходят не для того, чтоб узнать что-то новое, а, скорее, чтоб послушать умного человека. Даже, если более или…

  • И снова этот Китай

    Кажется, когда я учил английский и иврит, я направил усилия в неправильную сторону. Только в последние месяцы до меня начало доходить, что учить на…

  • Израиль - ЦЕРН

    Израиль стал полным членом ЦЕРНа: самой большой в мире лаборатории физки высоких энергий, да и пожалуй, самой большой в мире физкической лаборатории…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 32 comments

  • Для чего проводятся коллоквиумы

    Вообще-то на коллоквиумы люди часто ходят не для того, чтоб узнать что-то новое, а, скорее, чтоб послушать умного человека. Даже, если более или…

  • И снова этот Китай

    Кажется, когда я учил английский и иврит, я направил усилия в неправильную сторону. Только в последние месяцы до меня начало доходить, что учить на…

  • Израиль - ЦЕРН

    Израиль стал полным членом ЦЕРНа: самой большой в мире лаборатории физки высоких энергий, да и пожалуй, самой большой в мире физкической лаборатории…