Рефераты
Видео уроки
ВУЗы Украины
Мир
Рефератов
Рефератов
Отзывы о ВУЗах
|
Большая база бесплатных русских и украинских рефератов
Доклады, сочинения, контрольные работы, экзаменационные билеты и шпаргалки/шпоры Коллекция курсовых и дипломных работ для студентов |
Рефераты по Естествознание
Вселенная
 Скачать реферат
|
ПЛАН
|Стр. | |1. Эволюция Вселенной | | |2. Модель горячей вселенной | | |3.
Жизнь и разум во Вселенной | | |4. Проблема внеземных цивилизаций | |
|Литература | | |
1. Эволюция Вселенной.
История окружающего нас мира, история Вселенной - это вопрос, который
волновал человечество, начиная с самых ранних ступеней познания. Мифы и
религиозные учения предполагают свои «космологические системы», свои теории
эволюции Вселенной.
Эволюция Вселенной, начиная с Большого взрыва, рассматривается как
совместное развитие микро- и макроявлений, включающее процессы
дифференциации и усложнения в микро - и макроветвях эволюции.
Наша Вселенная участвует в закономерном эволюционном процессе.
Но было бы ошибкой процесс эволюции Вселенной, равно, как и всякой
другой материальной системы, отождествлять лишь с одной прогрессивной
ветвью развития. Развитие всегда состоит из двух ветвей или этапов -
прогрессивного и регрессивного, которые объединяются одной общей
характеристикой: необратимостью происходящих в них изменений.
Состояние вещества и ход физических процессов, сами понятия о времени
и пространстве в «ранний» период эволюции Вселенной, когда плотность была
грандиозна, еще недостаточно ясны и, вероятно, существенно отличаются от
понятий физики сегодняшнего дня.
Но качественные изменения во Вселенной происходили не только в далеком
прошлом. Имеются теоретические предположения, что при определенных условиях
эволюция звезд приводит к образованию так называемых «черных дыр». Поле
тяжести у поверхности этих дыр так велико, что силы гравитации «сковывают»
в этой части пространства все виды лучистой энергии, в том числе и свет.
Поэтому эти массивные звезды становятся невидимыми, если только на них не
падает вещество извне. Выяснение того, как при этом все же обнаружить
«черные дыры», является одной из интереснейших задач современной
астрофизики.
Вселенная – это материальный мир, рассматриваемый со стороны его
астрономических аспектов. Существуют разные модели Вселенной: «Вселенная
Эйнштейна», «Вселенная Фридмана», «Вселенная Леметра», «Вселенная Наана»,
«Вселенная Зельманова», соответствующие разным представлениям о ней как в
целом.
Современная картина эволюционирующей Вселенной – не только
расширяющейся, но и буквально «взрывающейся», - пожалуй, так же мало похожа
на картину статичной Вселенной, которую рисовала астрономия начала ХХ в.,
как современные представления о взаимопревращаемости атомов и элементарных
частиц на неделимые атомы классической физики.
Научная постановка вопроса об истории Вселенной-одно из важнейших
завоеваний современной науки. Астрономия использует наблюдения с помощью
телескопов, исследует спектры далеких небесных тел, изучает радиоволны,
приходящие из самых отдаленных областей. Выводы из этих наблюдений делаются
с учетом законов природы, изученных в земных лабораториях. Мы используем
данные о спектрах атомов, о законах излучения и распространения радиоволн.
Мы применяем к Вселенной и к огромным скоплениям звезд теорию всемирного
тяготения, проверенную в земных условиях и в Солнечной системе, в частности
по движению созданных человеком космических аппаратов.
Большим достижением нашего века является установление факта эволюции,
изменяемой Вселенной. Звезды расходуют свой запас горючего - водорода.
Горение здесь заключается в превращении водорода в гелий путем ядерных
реакций. Удаляются друг от друга огромные скопления звезд. Частью такого
скопления является и наша Галактика с ее 100 тыс. млн. звезд. Нужно только
помнить, что ни сама Земля, ни Солнечная система, ни Галактика не
расширяются.
Новое, открытое в 1965 г. излучение объясняется тем, что много
миллиардов лет назад вся Вселенная была совершенно не похожа на
современную. Все пространство было заполнено тем, что физики называют
плазмой,- горячим газом, состоящим из электронов, ядер водорода и гелия и
излучением. Частицы излучения при этом даже преобладали. Вселенная
расширялась, и в ходе этого расширения происходило постепенное изменение,
остывание плазмы. Радиоволны, наблюдаемые в настоящее время, - это потомки
горячего излучения в прошлом. Такой вывод подтверждается и спектром
радиоволн - теория позволяет правильно предсказывать потоки волн в разных
диапазонах.
С охлаждением связано и выделение отдельных небесных тел. Всем
известно, что при охлаждении теплого воздуха возникает туман: водяные пары,
содержавшиеся в воздухе, превращаются в капельки воды. Нечто похожее
происходит при охлаждении и с плазмой: электроны и ядра объединяются в
атомы, атомы объединяются в облака газа, далее эти облака распадаются на
отдельные звезды. Часть вещества и сейчас остается в форме газа.
Подробное теоретическое исследование процесса образования Галактик и
звезд является одной из центральных задач астрофизики.
В теории космологии приято эволюцию вселенной разделять на 4 эры:
а) адронная эра (начальная фаза, характеризующаяся высокой температурой и
плотностью вещества, состоящего из элементарных частиц – «адронов»);
б) лептонная эра (следующая фаза, характеризующаяся снижением энергии
частиц и температуры вещества, состоящего из элементарных частиц
«лептонов». Адроны распадаются в мюоны и мюонное нейтрино – образуется
«нейтринное море»;
в) фотонная эра или эра излучения (характеризуется снижением температуры до
10 К, аннигиляцией электронов и позитронов, давление излучения полностью
отделяет вещество от антивещества);
г) звездная эра (продолжительная эра вещества, эпоха преобладания частиц,
продолжается со времени завершения Большого взрыва (примерно 300 000 лет
назад) до наших дней.[1]
В нулевой момент времени Вселенная возникла из сингулярности, то есть
из точки с нулевым объемом и бесконечно высокими плотностью и температурой.
Пытаясь объяснить происхождение Вселенной, сторонники Большого взрыва
сталкиваются с серьезной проблемой, поскольку исходное состояние Вселенной
в разработанной ими модели не поддается математическому описанию. В их
описаниях Вселенная в начале представляла собой точку пространства
бесконечно малого объема, имевшую бесконечно большую плотность и
температуру. Такое состояние вещества в принципе не может быть описано
математически. На языке науки это явление получило название
«сингулярности».
В течение первой миллионной доли секунды, когда температура
значительно превышала 10 12 К (по некоторым оценкам до 10 14 К), а
плотность была немыслимо велика, происходили неимоверно быстро сменяющие
себя экзотические взаимодействия, недоступные пониманию в рамках
современной физики. Мы можем лишь размышлять, каковы были эти первые
мгновения, например, возможно, что четыре фундаментальные силы природы были
слиты воедино. Есть основания полагать, что к концу первой миллионной доли
секунды уже существовал первичный «бульон» богатых энергией («горячих»)
частиц излучения (фотонов) и частиц вещества. Иными словами материя
Вселенной представляла собой электронно-позитронные пары (е– и е+); мюонами
и антимюонами (м – и м +); нейтрино и антинейтрино, как электронными (v е,
v е), так и мюонными (v м, v м) и тау-нейтрино (v t, v t); нуклонами
(протонами и нейтронами) и электромагнитным излучением. Эта
самовзаимодействующая масса находилась в состоянии так называемого
теплового равновесия.
В те первые мгновения все имевшиеся частицы должны были непрерывно
возникать (парами – частица и античастица) и аннигилировать. Это взаимное
превращение частиц в излучение и обратно продолжалось до тез пор, пока
плотность энергии фотонов превышала значение пороговой энергии образования
частиц. Когда возраст Вселенной достиг одной сотой доли секунды, ее
температура упала примерно до 10 11 К, став ниже порогового значения, при
котором могут рождаться протоны и нейтроны, некоторые из этих частиц
избежали аннигиляции – иначе в современной нам Вселенной не было бы
вещества. Через 1 секунду после Большого взрыва температура понизилась до
10 10 К, и нейтрино перестали взаимодействовать с веществом. Вселенная
стала практически «прозрачной» для нейтрино. Электроны и позитроны еще
продолжали аннигилировать и возникать снова, но примерно через 10 секунд
уровень плотности энергии излучения упал ниже и их порога, и огромное число
электронов и позитронов превратилось в излучение катастрофического процесса
взаимной аннигиляции. По окончанию этого процесса, однако, осталось
определенное количество электронов, достаточное, чтобы, объединившись с
протонами и нейтронами, дать начало тому количеству вещества, которое мы
наблюдаем сегодня во Вселенной.
2. Модель горячей вселенной.
Наиболее общепринятой в космологии является модель однородной
изотропной нестационарной горячей расширяющейся Вселенной, построенная
на основе общей теории относительности и релятивистской теории
тяготения, созданной Альбертом Эйнштейном в 1916 году. В основе этой
модели лежат два предположения: 1) свойства Вселенной одинаковы во
всех ее точках (однородность) и направления (изотропность); 2)
наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения
Эйнштейна. Из этого следует так называемая кривизна пространства и
связь, кривизны с плотностью массы. Космологию, основанную на этих
постулатах называют релятивистской. Важным пунктом данной модели
является ее нестационарность, это означает, что Вселенная не
может находиться в статическом, неизменном состоянии.
Новый этап в развитии релятивистской космологии был связан с исследованиями
русского ученого А.А. Фридмана (1888-1925), который математически доказал
идею саморазвивающейся Вселенной. Работа А.А.Фридмана в корне изменила
основоположения прежнего научного мировоззрения. По его утверждению
космологические начальные условия образования Вселенной были сингулярными.
Разъясняя характер эволюции Вселенной, расширяющейся начиная с сингулярного
состояния, Фридман особо выделял два случая:
а) радиус кривизны Вселенной с течением времени постоянно возрастает,
начиная с нулевого значения;
б) радиус кривизны меняется периодически: Вселенная сжимается в точку (в
ничто, сингулярное состояние), затем снова из точки, доводит свой радиус до
некоторого значения, далее опять, уменьшая радиус своей кривизны,
обращается в точку, и т.д.[2]
На этот вывод не было обращено внимания вплоть до открытия американским
астрономом Эдвином Хабблом в 1929 году так называемого «красного смещения».
Красное смещение — это понижение частот электромагнитного излучения:
в видимой части спектра линии смещаются к его красному концу. Обнаруженный
ранее эффект Доплера гласил, что при удалении от нас какого-либо источника
колебаний, воспринимаемая вами частота колебаний уменьшается, а длина волны
соответственно увеличивается. При излучении происходит «покраснение», т. е.
линии спектра сдвигаются в сторону более длинных красных волн.
Так вот, для всех далеких источников света красное смещение было
зафиксировано, причем, чем дальше находился источник, тем в большей
степени. Красное смещение оказалось пропорционально расстоянию до
источника, что и подтверждает гипотезу об удалении их, т. е. о расширении
Метагалактики — видимой части Вселенной.
Составной частью модели расширяющейся Вселенной является представление о
Большом Взрыве, происшедшем где-то примерно 12 —18 млрд. лет назад.
Джордж Лемер был первым, кто выдвинул концепцию «Большого взрыва» из так
называемого «первобытного атома» и последующего превращения его осколков в
звезды и галактики. Конечно, со стороны современного астрофизического
знания данная концепция представляет лишь исторический интерес, но сама
идея первоначального взрывоопасного движения космической материи и ее
последующего эволюционного развития неотъемлемой частью вошла в современную
научную картину мира.
Принципиально новый этап в развитии современной эволюционной космологии
связан с именем американского физика Г.А.Гамова (1904-1968), благодаря
которому в науку вошло понятие горячей Вселенной. Согласно предложенной им
модели «начала» эволюционирующей Вселенной «первоатом» Леметра состоял из
сильно сжатых нейтронов, плотность которых достигала чудовищной величины -
один кубический сантиметр первичного вещества весил миллиард тонн. В
результате взрыва этого «первоатома» по мнению Г.А.Гамова образовался
всоеобраэный космологический котел с температурой порядка трей миллиардов
градусов, где и произошел естественный синтез химических элементов. Осколки
первичного яйца - отдельные нейтроны затем распались на электроны и
протоны, которые, в свою очередь, соединившись с нераспавшимися нейтронами,
образовали ядра будущих атомов. Все это произошло в первые 30 минут после
«Большого Взрыва.
Горячая модель представляла собой конкретную астрофизическую гипотезу,
указывающую пути опытной проверки своих следствий. Гамов предсказал
существование в настоящее время остатков теплового излучения первичной
горячей плазмы, а его сотрудники Дльфер и Герман еще в 1948 г. довольно
точно рассчитали величину температуры этого остаточного излучения уже
современной Вселенной. Однако Гамову и его сотрудникам не удалось дать
удовлетворительное объяснение естественному образованию и распостраненности
тяжелых химических элементов во Вселенной, что явилось причиной
скептического отношения к его теории со стороны специалистов. Как
оказалось, предложенный механизм ядерного синтеза не мог обеспечить
возникновение наблюдаемого ныне количества этих элементов.
Ученые стали искать иные физические модели «начала». В 1961 году академик
Я.Б. Зельдович выдвинул альтернативную холодную модель, согласно которой
первоначальная плазма состояла из смеси холодных ( с температурой ниже
абсолютного нуля) вырожденных частиц - протонов, электронов и нейтрино. Три
года спустя астрофизики И.Д. Новиков и А.Г. Дорошкевич произвели
сравнительный анализ двух противоположных моделей космологических начальных
условий - горячей и холодной и указали путь опытной проверки и выбора
одной из них. Было предложено с помощью изучения спектра излучений звезд и
космических радиоисточников попытаться обнаружить остатки первичного
излучения. Открытие остатков первичного излучения подтверждало бы
правильность горячей модели, а если таковые не существуют, то это будет
свидетельствовать в пользу холодной модели.
В конце 60-х годов группа американских ученых во главе с Р. Дикке
приступила к попыткам обнаружить реликтовое излучение. Но их опередили Л.
Пепзиас и Р. Вильсон, получившие в 1978 г. Нобелевскую премию за открытие
микроволнового фона (это официальное название реликтового излучения) на
волне 7,35 см.
Примечательно, что будущие лауреаты Нобелевском премии не искали реликтовое
излучение, а в основном занимались отладкой радиоантенны, для работы по
программе спутниковой связи. С июля 1964 г. по апрель 1965 г они при
различных положениях антенны регистрировали космическое излучение, природа
которого первоначально была им не ясна. Этим излучением и оказалось
реликтовое излучение.
Таким образом, в результате астрономических наблюдений последнего времени
удалось однозначно решить принципиальный вопрос о характере физических
условий, господствовавших на ранних стадиях космической эволюции: наиболее
адекватной оказалась горячая модель «начала». Сказанное, однако, не
означает, что подтвердились все теоретические утверждения и выводы
космологической концепции Гамова. Из двух исходных гипотез теории - о
нейтронном составе «космического яйца» и горячем состоянии молодой
Вселенной - проверку временем «выдержала «только «последняя, указывающая на
количественное преобладание излучения над веществом у истоков ныне
наблюдаемого космологического расширения.
Жизнь и разум во Вселенной
В настоящее время вся совокупность наук человеческой цивилизации позволяет
сделать неопровержимый вывод о возможности и большой вероятности
существоания жизни, в том числе разумной, в подходящих для этого местах
Вселенной, в частности в нашей Галактике.
Физика и астрофизика устоновили факт тождественности физических законов во
всей видимой части Вселенной. Астрономия показала, что Солнце и наша
Галактика по различным параметрам являются рядовыми, "средними" объектами
Вселенной среди множества подобных.
Однако пока не удалось непосредственно увидеть планетные системы даже у
ближайших к нам звёзд из-за далеко недостаточных возможностей существующих
телескопов. В настоящее время, по видимому, получены лишь косвенные
указания на существование у ближайших звёзд планетных систем. Наблюдаемые
периодические колебания положения некоторых звёзд могут быть обьяснены
единственным образом - существованием достаточно больших юпитероподобных
невидимых спутников звезды, т.е. планет.
Для того чтобы возникла жизнь, необходимо наличие определённых атомов. Все
живое состоит в основном из водорода, кислорода, азота, углерода и
незначительного количества более тяжёлых элементов от фосфора и кальция до
железа. Эти элементы, как сейчас установлено астрофизикой, возникли в
недрах первичных звёзд, состоящих из водорода и гелия. Элементы тяжелее
водорода образовывались в недрах звёзд первичного поколения при их сжатии
благодоря вспыхивавшей термоядерной реакции. Затем следовали взрыв, сброс
оболочки звезды и образование звезд вторичного поколения с планетами вокруг
них, что привело к созданию множества мест, богатых необходимыми элементами
и их соединениями.
Органические соединения на образовавшихся планетах могли возникать в ходе
последующего теплового процесса в истории развития планет. Суть этого
процесса в разогреве недр планеты вследствие радиоактивного распада урана,
тория, калия-40 и в выносе на поверхность горячих расплавленных масс.
Взаимодействие с водой могло привести к образованию сложных органических
соединений, послуживших основой для возникновения живой клетки.
Вопрос происхождения органических соединений получил новое освещение, когда
совршенно неожиданно радиоастрономические методы позволили обнаружить в
туманностях около 50 различных, в том числе органических, соединений,
содержащих более десятка атомов в молекуле. Были обнаружены соединения,
являющиеся основой белков живых организмов. Есть основание полагать, что в
этих туманностях идет интенсивное звёздообразование и вполне возможно, что
образуются планеты с уже подготовленными органическими соединениями,
которые вовсе не обязательно должны разрушаться в процессе конденсации
планет.
Космология довольно надёжно установила пути эволюции вещества во Вселенной
от нуклесинтеза тяжёлых атомов до образования неорганических соединений. Но
науке пока совершенно не ясен переход от неживых органических соединений к
живым, т.е. способным к самовоспроизведению по определённому рецепту -
генетическому коду. Этот переход к высшей организации вещества остаётся
тёмным местом в цепи общей эволюции материи.[3]
Сказанное об эволюционном развитии вещества во Вселенной по современным
представлениям можно изобразить в схематическом виде: _ Элементарные
частицы ( Ядра ( Атомы ( Молекулы ( Макромолекулы ( Микробы ( Колонии
микробов ( Организмы ( Социальные структуры.
Все изложенные аргументы современной науки в пользу существования множества
обитаемых миров приведены ниже:
|Наука |Факты |
|Физика |Тождественность физических и химичиских |
|Астрономия |законов |
|Химия |во Вселенной. |
|Астрономия |Ординарность Солнца, Галактики. Большое |
| |количество солнцеподобных звёзд во Вселенной.|
| | |
| |Обилие двойных звёзд, косвенные изменения, |
| |указывающие на существование внесолнечных |
| |планет. |
|Радиоастрон|Обилие органических соединений, обнаруженных |
|омия |как в нашей Галактике, так и других |
| |галактиках. |
|Химия |Открытие химической эволюции Вселенной. |
|Космология | |
|Биология |Существование закономерной биологической |
| |эволюции, эволюционное возникновение земной |
| |цивилизации |
Важнейшим условием для зарождения жизни на планете является наличие на ее
поверхности достаточно большого количества жидкой среды. В такой среде
находятся в растворенном состоянии органические соединения и могут
создаваться благоприятные условия для синтеза на их основе сложных
молекулярных комплексов. Кроме того, жидкая среда необходима только что
возникшим живым организмам для защиты от губительного воздействия
ультрафиолетового излучения, которое на начальном этапе эволюции планеты
может свободно проникать до ее поверхности.
Можно ожидать, что такой жидкой оболочкой может быть только вода и жидкий
аммиак, многие соединения которого, кстати, по своей структуре аналогичны
органическим соединениям, благодаря чему в настоящее время рассматривается
возможность возникновения жизни на аммиачной основе. Образование жидкого
аммиака требует сравнительно низкой температуры поверхности планеты. Вообще
значение температуры первоначальной планеты для возникновения на ней жизни
весьма велико. Если температура достаточно велика, например 1000С, а
давление атмосферы не велико, на ее поверхности не может образоваться
водяная оболочка, не говоря уже об аммиачной. В таких условиях говорить о
возможности возникновения жизни на планете не приходится. Исходя из
сказанного, мы можем ожидать, что условия для возникновения в отдаленном
прошлом жизни на Марсе и Венере могли быть, вообще говоря, благоприятными.
Жидкой оболочкой могла быть только вода, а не аммиак, что следует из
анализа физических условий на этих планетах в эпоху их формирования. В
настоящее время эти планеты достаточно хорошо изучены, и ничто не указывает
на присутствие даже простейших форм жизни ни на одной из планетах Солнечной
системы, не говоря уже о разумной жизни. Однако получить явные указания на
наличие жизни на той или иной планете путем астрономических наблюдений
очень трудно, особенно если речь идет о планете в другой звездной системе.
Даже в самые мощные телескопы при наиболее благоприятных условиях
наблюдения размеры деталей, еще различимых на поверхности Марса, равны 100
км.
До этого мы только определили самые общие условия, при которых во Вселенной
может (не обязательно должна) возникнуть жизнь. Такая сложная форма
материи, как жизнь, зависит от большого числа совершенно не связанных между
собой явлений. Но все эти рассуждения касаются только простейших форм
жизни. Когда мы переходим к возможности тех или иных проявлений разумной
жизни во Вселенной, мы сталкиваемся с очень большими трудностями.
Жизнь на какой-нибудь планете должна проделать огромную эволюцию, прежде
чем стать разумной. Движущая сила этой эволюции - способность организмов к
мутациям и естественный отбор. В процессе такой эволюции организмы все
более и более усложняются, а их части - специализируются. Усложнение идет
как в качественном, так и в количественном направлении. Например у червя
имеется всего около 1000 нервных клеток, а у человека около десяти
миллиардов. Развитие нервной системы существенно увеличивает способности
организмов к адаптации, их пластичность. Эти свойства высокоразвитых
организмов являются необходимыми, но, конечно, недостаточными для
возникновения разума. Последний можно определить как адаптацию организмов
для их сложного социального поведения. Возникновение разума должно быть
теснейшим образом связано с коренным улучшением и усовершенствованием
способов обмена информацией между отдельными особями. Поэтому для истории
возникновения разумной жизни на Земле возникновение языка имело решающее
значение. Можем ли мы, однако, такой процесс считать универсальным для
эволюции жизни во всех уголках Вселенной? Скорее всего - нет! Ведь в
принципе при совершенно других условиях средством обмена информацией между
особями могли бы стать не продольные колебания атмосферы (или гидросферы),
в которой живут эти особи, а нечто совершенно другое. Почему бы не
представить себе способ обмена информацией, основанный не на акустических
эффектах, а, скажем на оптических или магнитных? И вообще - так ли уж
обязательно, чтобы жизнь на какой-нибудь планете в процессе ее эволюции
стала разумной?
Между тем эта тема с незапамятных времен волновала человечество. Говоря о
жизни во Вселенной, всегда, прежде всего, имели в виду разумную жизнь.
Одиноки ли мы в безграничных просторах космоса? Философы и ученые с
античных времен всегда были убеждены, что имеется множество миров, где
существует разумная жизнь. Никаких научно обоснованных аргументов в пользу
этого утверждения не приводилось. Рассуждения, по существу, велись по
следующей схеме: если на Земле - одной из планетах Солнечной системы есть
жизнь, то почему ей не быть на других планетах? Этот метод рассуждения,
если его логически развивать, не так уж плох. И вообще страшно себе
представить, что из 1020 - 1022 планетных систем во Вселенной, в области
радиусом в десяток миллиардов световых лет разум существует только на нашей
крохотной планетке... Но может быть, разумная жизнь - чрезвычайно редкое
явление. Может быть, например, что наша планета как обитель разумной жизни
единственная в Галактике, причем далеко не во всех галактиках имеется
разумная жизнь. Можно ли, вообще, считать работы о разумной жизни во
Вселенной научными? Вероятно, все-таки, при современном уровне развития
техники можно, и необходимо заниматься этой проблемой уже сейчас, тем более
она может вдруг оказаться чрезвычайно важной для развития цивилизации...
Обнаружение любой жизни, особенно разумной, могло бы представлять, и иметь
огромное значение. Поэтому уже давно предпринимаются попытки обнаружить и
установить контакт с другими цивилизациями. В 1974 году в США была запущена
автоматическая межпланетная станция «Пионер-10». Несколько лет спустя она
покинула пределы Солнечной системы, выполнив различные научные задания.
Если ничтожно малая вероятность того, что когда-нибудь, через многие
миллионы лет, неведомые нам высоко цивилизованные инопланетные существа
обнаружат «Пионер-10» и встретят его как посланца чужого, неведомого им
мира. На этот случай внутри станции заложена стальная пластинка с
выгравированными на ней рисунком и символами, которые дают минимальную
информацию о нашей земной цивилизации. Это изображение составлено таким
образом, чтобы разумные существа, нашедшие его, смогли определить положение
Солнечной системы в нашей Галактике, догадались бы о нашем виде и,
возможно, намерениях. Но конечно внеземная цивилизация имеет гораздо больше
шансов обнаружить нас на Земле, чем найти «Пионер-10».
Проблема внеземных цивилизаций.
К нашему времени научные и философские основы, заложенные еще Д. Бруно,
продолженные М. Ломоносовым и К. Циолковским, Э. Ренаном и др., сложились в
три логических постулата:
есть логическая основа, что появление жизни на Земле – это результат
естественной эволюции, общей для всего космоса;
то, что сложилось в органическом мире нашей планеты, вполне может быть и на
других небесных телах – спутниках других звезд;
человеческий разум не максимум того, что может сложиться и эволюционировать
на небесных телах в космосе.
Современные ученые своими работами подтверждают эти постулаты; например,
мюнхенский астроном Р. Генцель убежден, что Земля по своим данным не
единственная, и к 2000 году он собирается составить карту с указанием
планетных систем, аналогичных нашей. По его расчетам выходит, что таких
планет около четырех миллиардов. Кроме того, средствами астрофизической
спектроскопии в межзвездном пространстве нашей галактики удалось
зафиксировать первоначальные формы жизни – 90 органических молекул и следы
55 аминокислот. Словом, в космосе есть какие-то основы органической
жизни.[4]
Итак, современная наука позволяет сделать вывод о возможности зарождения
жизни и её развития до разумных существ во многих местах Вселенной на
подходящих планетах подходящих звёзд в нашей Галактике и в других
галактиках. Гипотиза о возникновении жизни и её эволюционном развитии на
внесолнечных планетах так и будет гипотезой, если не сделать следующего
шага, заключающегося в экспериментальном исследовании. Радикальным способом
решения вопроса было бы непосредственное исследование окрестностей звёзд с
помощью автоматических и обитаемых кораблей, развивающих скорость,
сравнимую со скоростью света. Однако это вряд ли будет осуществлено раньше,
чем через два-три столетия, и то только для ближайших к Солнцу звёзд.
Прямое исследование сейчас возможно только для тел Солнечной системы.
Таким образом, для поиска жизни около других звёзд можно рассчитывать лишь
на дистанционные исследования, что исключает, по крайней мере в обозримом
будущем, всякую возможность обнаружения простейших форм, в том числе и
разумных форм жизни, не вступивших на путь технического развития.
Оставаясь в рамках земной науки, т.е. реального научного подхода, можно
говорить о поиске и обнаружении жизни лишь в форме развитых цивилизаций
разумных существ, вступивших на путь технологического развития.
Вместе с внеземнами цивилизациями (ВЦ) несомненно должны существовать и
низшие формы, о которых мы сможем узнать от ВЦ в случае её обнаружения и
установления хотя бы односторонней связи. Установление двусторонней связи
будет иметь какую-либо значимость только для небольших расстояний,
исчисляемых, вероятно лишь десяткаи световых лет. Каким же спосбом
осуществлять дистанционный поиск ВЦ.
Более двадцати лет назад в журнале "Nаturе" Дж. Коккони и Ф. Моррисон
обратили внимание на тот факт, что при современном состоянии радиотехники
возможно установление двусторонней радиосвязи между цивилизацией в нашей
Галактике. Но для этого обоим корреспондентам нужно знать длину волны,
направление посылки и приёма радиосигналов и время связи. Заслугой авторов
работы явилось предположение, что для связи нужно выбрать волну 21 см,
потому что она должна быть известной всем цивилизациям как излучение
нейтрального межзвёздного водорода. На этой волне человечеством непрерывно
ведутся радиоастрономические исследования распределения водорода в
Галактике и других галактиках, что повышает вероятность случайного
обнаружения излучения, посылаемого какой-либо ВЦ на длине волны 21 см с
целью обратить на себя внимание и получить ответные сигналы.
После этой работы немедленно начался поиск таких сигналов с помощью
существовавших уже к тому времени больших радиотелескопов. Поиск
основывался на предположении, что может существоать цивилизация с
достаточно большим возрастом в технологической фазе, которая раньше нас
начала подавать сигналы в космос.
По проекту SЕТY уже прослушивались районы ближайших к нам звезд ( Еrid и (
Сеti. Результат был отрицательным, и прослушивание этого участка неба было
прекращено. После 10-летнего перерыва в 1994 году проект SЕТY возрожден.
Инициатор – США.
За ближайшие десять лет предполагается проанализировать в общей сложности
более 400 миллиардов звезд Млечного Пути в надежде услышать голоса других
цивилизаций мира, которые могут отстоять от нас на 80 и даже 100 световых
лет.
Вообще говоря, поиск разумной жизни во Вселнной базировался на
предположении о существовании взаимного желания, по крайней мере у
некоторых цивилизаций, найти друг друга.
Естественно возникает вопрос: не могут ли быть другие, более прочные,
неизбежные физические пути получения информации о существовании
цивилизаций, не зависящие от их желания искать себе подобных? В итоге
двадцатилетних теоретических исследований проблемы поиска ВЦ предложен и
частично изучен ряд возможных путей получения инфомации, свидетельствующей
о существовании ВЦ. Рассматривался следующий ряд неизбежных проявлений
существования ВЦ в космическом масштабе.
1. Электромагнитное излучение в результате технологической деятельности
цивилизации.
2. Межзвёздные перелёты, организуемые мощными ВЦ с околосветовыми
скоростями.
3. Следы посещения Солнечной системы и Земли развитыми ВЦ. Колонизация
Галактики.
4. Астроинженерная деятельность развитых цивилизаций.
Рассмотрим эти возможности. Наиболее детально исследован
способ обнаружения по непреднамеренному радиоизлучению, указанный впервые
И.С. Шкловским. Такое излучение может создавать телевидение, локация и
внутренняя связь в пределах зоны расселения около своей звезды. Оказалось,
например, что излучение несущей частоты земного телевидения может быть
обнаружено средствами приёма, которыми владеет земная цивилизация, с
расстояния до 10 световых лет, а излучение мощных локаторов с расстояния до
30 световых лет. Для существенного увеличения дальности требуются приёмные
антены в десятки и сотни километров, что в принципе вполне реализуемо.
Обнаружение несущей частоты земного телевидения позволит по характеру
изменения частоты за счёт эффекта Доплера определить все параметры земного
шара, направление оси и скорость собственного вращения, диаметр планеты,
период обращения вокруг Солнца, наличие у Земли естественного спутника -
Луны, и даже характер распределения населения по поверхности Земли.
Межзвёздные перелёты способами известными в настоящее время, требуют
огромной энергии. Даже разгон до децисветовой скорости небольшой
автоматической ракеты, например по проекту "Дедал", для полёта к звезде
Барнарда требует 10^18 -10^19 Вт в течение одного-двух лет разгона и такого
же торможения. Поскольку при работе такого двигателя происходит выброс
плазмы в пространство со скоростью, равной 0.2с (с - скорость света), и с
магнитным полем 10^(-4) - 10^(-5) Гс, то неизбежно возникает синхротронное
радиоизлучение, которое может быть замечено современными средствами, по-
видимому, на расстояниях около 100 световых лет. Однако количественный
расчет излучения и возможностей его приёма пока ждут своего детального
| 1 | 2 | след. → |
