Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
04.01 21:37 - Ако извънземните съществуват другаде във Вселената, как биха се държали?
Автор: zahariada Категория: Технологии   
Прочетен: 207 Коментари: 2 Гласове:
2

Последна промяна: 04.01 21:39


  Ако извънземните съществуват другаде във Вселената, как биха се държали?

В ново предложение от Smithsonian Books Джеймс Трефил и Майкъл Самърс изследват жизнените форми, които биха могли да съществуват в главозамайващ масив от екзопланети

image

Учените, които търсят извънземен живот във Вселената (по-горе: радио обсерватория в Ню Мексико) търсят отговора на това, което се нарича парадокс на Ферми: „Къде са всички?“ (Плюс49 / Строителна фотография / Авалон /

Гети Имиджис)
От Джеймс Трефил и Майкъл Самърс SMITHSONIANMAG.COM

30 ДЕКЕМВРИ 2019 Г.

https://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/if-aliens-exist-elsewhere-universe-how-would-they-behave-180973843/?fbclid=IwAR2wtXLFQmfLmtC1ZcPO9WT4OXd9quYcoH99Nsqze-Zh-HzMGpF59ZUKfvk

Всички помним историята на детската стая „Златинките и трите мечки“. Радваме се да разкажем на децата и внуците си за това как кашата на татко Беър беше прекалено гореща, кашата на мама Беър беше прекалено студена, но кашата на Бебешка мечка беше точно. Тогава не е изненадващо, че когато учените започнаха да мислят за факта, че земните океани трябва да останат течни в продължение на милиарди години, за да оцелее животът - температурата на планетата трябва да бъде не твърде гореща и не твърде студена, но точно така - те го кръстиха първата „планета Златинокс“.

 

Вижте го по този начин: Подобно на всички звезди от този тип, нашето Слънце постепенно става по-ярко през 4,5 милиарда години, откакто се е образувало. Когато океаните за първи път са се образували на Земята, преди около 4 милиарда години, Слънцето е било с около 30 процента по-тъмно, отколкото е сега, така че планетата трябваше да запази много повече от постъпващата слънчева енергия, за да запази океаните си от замръзване. С течение на времето и Слънцето изливаше повече енергия върху Земята, съставът на атмосферата на планетата също се променяше и влияеше на температурата чрез парниковия ефект. И въпреки всичко това, изглежда, че океаните са останали само на няколко градуса над замръзване в цялата история на Земята. Не е твърде студено и не е твърде горещо.

За да вземем само един пример за изменение на атмосферата, ние знаем, че преди 3,5 милиарда години земните океани са били дом на процъфтяващи колонии цианобактерии - много като това, което наричаме зелена езерница. По това време в атмосферата почти няма свободен кислород, но бактериите отделяха кислород като отпадъчен продукт на фотосинтезата (както растенията правят и днес). Отначало този кислород се отстранява чрез химически реакции, като ръжда на желязо в повърхностни скали, но преди около 2,5 милиарда години неговото изобилие започва да се увеличава в онова, което някои учени наричат ​​Голямото окислително събитие. Предполага се, че много първоначални жители на планетата, които не могат да понасят кислород, след това са изчезнали, удавени в собствените си отпадни продукти. Други обаче

През 1978 г. астрофизикът Майкъл Харт, тогава в университета в Тринити в Тексас, публикува компютърен модел, който описва историята на земната атмосфера. В този модел слабата топлина на ранното Слънце се подпомага от парников ефект, произведен от амоняк и метан в атмосферата (и двете, подобно на по-познатия въглероден двуокис, CO2, са парникови газове). С изгряването на Слънцето кислородът, произвеждан от живите организми, унищожава тези съединения, намалявайки парниковия ефект и по този начин компенсирайки увеличената радиация от Слънцето. В крайна сметка се появи настоящата ни атмосфера с парников ефект, задвижван от въглероден диоксид и водна пара. По същество Земята извървя ръба на ножа между превръщането в бягаща оранжерия от едната страна и замръзването на твърдото вещество от другата.

Най-важната част от изчислението на Харт от нашата гледна точка обаче идва от разглеждането на това, което би се случило, ако Земята беше на различно разстояние от Слънцето, отколкото там, където всъщност е. Според неговия модел, ако Земята беше с един процент по-далеч от или пет процента по-близо до Слънцето, деликатният баланс, който позволи на океаните да останат в течна форма, щеше да бъде загубен. Така съображенията за развитието на атмосферата на нашата планета доведоха до идеята, че около една звезда има лента, в която повърхностните океани могат да останат течни за милиарди години. Тази лента се нарича обитаема обиколна зона (CHZ) и се превърна в една от централните идеи, движещи мислите на учените за живота на екзопланетите.

  image Въображаем живот: спекулативно научно пътешествие сред екзопланетите в търсене на интелигентни извънземни, ледени същества и супергравитационни животни

Тази книга не е измислен полет на фантазия: учените Джеймс Трефил и Майкъл Самърс вземат това, което знаем за екзопланетите и живота в нашия собствен свят, и използват тези данни, за да предположат как, къде и кои видове живот може да се развива. Въображаемият живот е задължителен за всеки, който иска да научи как реалностите на нашата Вселена може да се окажат далеч по-странни от фантастиката.

imageПодобно на всички звезди от този си вид, и нашето Слънце постепенно се засилва през 4,5 милиарда години от създаването си. Когато океаните за първи път са се образували на Земята, преди около 4 милиарда години, Слънцето е било с около 30 процента по-тъмно, отколкото е сега, така че планетата е трябвало да запази много повече от постъпващата слънчева енергия, за да запази океаните си от замръзване. (Джон Грейм / LightRocket чрез Getty Images) Обитаеми зони и обитаемост

Първото нещо, което можем да кажем за CHZs, е, че всяка звезда ще има такава. Винаги ще има лента около звездата, с други думи, където енергийният баланс би могъл да поддържа температурата на планетарна повърхност между точките на замръзване и кипене на водата. За малки, тъмни звезди, лентата е тясна и тясна. Много от известните екзопланети в CHZ на своята звезда, например, са по-близо до тази звезда, отколкото Меркурий до Слънцето. По същия начин CHZ на големите, ярки звезди е по-широк и лежи по-далеч. Освен това, както бе отбелязано по-горе, енергийната продукция на звездата се увеличава с течение на времето, така че обитаемата зона всъщност се движи навън с напредване на възрастта. Важният момент обаче е, че тъй като всяка звезда има CHZ някъде, очакваме, че случайно някои планети ще се образуват в тези зони.

След като направихме тази точка обаче, трябва да добавим, че през последното десетилетие или две учените разбраха, че CHZ трябва да се разглежда много по-внимателно, отколкото позволява просто изчисляване на температурния баланс. Както изтъква астрофизикът на MIT Сара Сигер, една планета в обитаемата зона няма гаранция за действително обитаемост. Всъщност има много фактори, които могат да повлияят на възможността за живот на светове в ЧЗ.

С напредването на изследването на екзопланети откриването на планета от Земя в CHZ се превърна в нещо като свещен граал в астрономическата общност. Но днес разбрахме, че за обитаемостта на една планета има повече, отколкото местоположението на нейната орбита. Например, изследователите са разгледали светове, които не са били в CHZ на техните звезди, не са имали повърхностни океани с течна вода и въпреки това са били възможни домове за живот и дори напреднали цивилизации. Такива съображения накараха учените да възприемат много по-широк поглед върху условията, необходими за появата на живота.

  imageАко Земята беше с един процент по-далеч от или пет процента по-близо до Слънцето, деликатният баланс, който позволи на океаните да останат в течна форма, щеше да бъде загубен. (Universal History Archive / Universal Images Group чрез Getty Images) Типът на включената звезда

Типът звезда, около която се върти планетата, може да има важни последици за развитието на живота, дори за планетите в CHZ. Малки, тъмни звезди, например, които се наричат ​​червени джуджета и съставят най-голямата част от звездите в Млечния път, често преминават през периоди на изключителна активност. Звездното изстрелване и изхвърляне на огромни количества заредени частици биха затруднили живота на всяка планетарна повърхност, независимо дали планетата е била в CHZ или не. В такива системи е вероятно животът да трябва да остане на океанското дъно или под земята, за да оцелее. В такива ситуации CHZ просто става без значение.

Учените започват да изоставят идеята, че животът трябва да се развива и да съществува на повърхността на планетите. Много съвременни аргументи, например, стигат до извода, че всички живи организми на Марс ще бъдат намерени под повърхността. Освен това, ако животът съществува в подземните океани във външната Слънчева система, като например в океаните на Европа и Енцелад, той ще бъде по дефиниция под повърхността. Дори на Земята изглежда, че под планетарната повърхност може да има по-голяма биомаса, отколкото на нея. По този начин, интензивната радиационна среда, свързана с малки звезди, не трябва да пречи на развитието на живота, въпреки че този живот вероятно би бил невъзможен да бъде открит директно с настоящата ни технология.

По-масивните звезди, от друга страна, осигуряват по-доброкачествена радиационна среда, но те могат да имат сравнително кратък живот. В някои случаи те могат да живеят само за 30 милиона години. Малко вероятно е нещо, освен простия микробен живот, да се развие на планета за толкова кратко време. Освен това такива звезди завършват живота си в масивна експлозия, наречена свръхнова, която със сигурност би унищожила всякакви близки планети. По този начин, дори ако животът успя да се развие в ЧЗ на такава звезда, цялата следа от нея ще бъде заличена, когато звездата умре.

Именно поради тези ограничения ловците на екзопланети са концентрирали вниманието си върху планети в CHZ на средни големи звезди като Слънцето.

  imageАстрофизикът на MIT Сара Сигер изтъква, че планетата в обитаемата зона няма гаранция за действително обитаемост. (Win McNamee / Гети изображения) Еволюцията на атмосферата

Вторият източник на сложност при обсъждането на обитаемостта възниква, тъй като планетарните атмосфери не са стабилни, неизменни системи, но се развиват във времето. Голямото окисляване на Земята е само един пример за този вид процес.

За малки планети като Марс гравитационното бягство на атмосферата играе голяма роля. Ето как работи: Молекулите, които изграждат атмосферата на планета, са винаги в движение и колкото по-висока е температурата, толкова по-бързо се движат. Независимо от температурата обаче, винаги ще има някои молекули, които се движат по-бързо от средната и някои, които се движат по-бавно. Ако по-бързо движещите се молекули придобият достатъчно скорост и се случи да се движат в посока, перпендикулярна на повърхността на планетата, те могат да преодолеят гравитационното си дърпане и да избягат в космоса.

Колкото по-голяма е планетата, толкова по-силна е нейната гравитационна сила и по-лесно е да задържа атмосферата. На Земята, например, една молекула трябва да се движи с около седем мили в секунда (11 км / сек), за да избяга. Важно е да се отбележи, че е по-трудно да се усилват тежки молекули до висока скорост, отколкото е да се усилват леките. Това означава, че по-леките молекули са по-склонни от тежките да бъдат загубени при гравитационно бягство. Земята например е загубила голямо количество от първоначалния си водород и хелий - най-леките членове на атмосферата си - докато Марс е загубил още по-тежки газове като кислород и азот.

Свързан механизъм на загуба, наречен фотодисоциация, е особено важен за водните молекули. Ако на повърхността на планетата има вода, в атмосферата ще има малко водна пара. Ултравиолетовото лъчение от звездата на планетата ще разгради водните молекули, които се озовават в горните течения на атмосферата. Полученият водород, бидейки лек, ще бъде загубен чрез гравитационно бягство и кислородът ще се комбинира с атомите на повърхността, за да създаде различни окислени минерали. Ние вярваме например, че по този начин Марс загуби океана, който имаше в началото на своята история, и че червеният цвят на планетата е резултат от окисляването (ръждата) на желязо в повърхностните му скали.

Друг важен вид промяна се отнася до въглеродния диоксид, важен парников газ (заедно с водната пара) в земната атмосфера. Всеки път, когато вулкан излезе на Земята, въглеродният диоксид се отделя дълбоко в мантията и се изпомпва в атмосферата. В сложен процес, известен като цикъл на дълбоките въглеродни емисии, въглеродният диоксид се отвежда в океана и се влага в материали като варовик, след което, наред с други неща, може да бъде върнат обратно във вътрешността на Земята. По този начин общите геоложки процеси на една планета могат да повлияят на количеството въглероден диоксид в нейната атмосфера, а това от своя страна ще повлияе на нейната температура. Вярваме, че всеки повърхностен океан, който е съществувал на Венера в началото на нейната история, би се изпарил поради високата температура на планетата, резултат от близостта й до Слънцето. Поради това,

Тези примери показват, че промените в атмосферата на екзопланета - промените, които трябва да отбележим, че не можем да наблюдаваме с настоящите телескопични инструменти - могат да имат дълбоки ефекти върху обитаемостта му. Да дадем само един пример, планета, която е била в CHZ на своята звезда, но е имало много малко вода, може да пострада от парников ефект и да се навие като Венера. Отдалеч би било много трудно да се разбере дали това се е случило или не.

  imageС напредването на изследването на екзопланети откриването на планета от Земя в CHZ се превърна в нещо като свещен граал в астрономическата общност. Но днес разбрахме, че за обитаемостта на една планета има повече, отколкото местоположението на нейната орбита. (Колекцията от снимки на LIFE чрез Getty Images) Интелигентност и технологии

Фактът, че имаме доста добро разбиране за това как и кога животът се е развил в един свят на Златокрилите (Земята), извежда част от догадките от дискусиите за развитието на живота на тези видове планети. Въпреки че химията на извънземния живот не трябва да се основава на същата система, която функционира в живота на Земята, не е прекалено голям скок, за да се предположи, че жизнените форми в други светове на Goldilocks ще зависят по подобен начин от сложната информация, съдържаща се в големи, въглеродни базирани молекули. Въглеродът може да образува силни, стабилни вериги и пръстени от атоми, които са идеални за използване като биомолекули, носещи информация.

В допълнение, не е нужно да приемаме стандартната научнофантастична галактика, населена от двуноги хоминиди, които говорят английски, за да разберем как естественият подбор може да действа в други светове на Goldilocks. Можем да разгледаме развитието на интелигентността и технологиите на Земята и да начертаем възможни аналогии с подобни планети Златилокс в галактиката.

Ключовият момент за естествения подбор, на който трябва да обърнем внимание, е следното: това не е процес, който избира за доброта или морална стойност. Стара шега прави това:

Двама туристи в планината срещат очевидно гладен

мечка гризли. Един от туристите започва да хвърля раницата си.

Другият казва: „Какво правиш? Не можете да бягате по-бързо

отколкото тази мечка. "

„Не трябва да бягам по-бързо от мечката - просто трябва да бягам

по-бързо от теб. "

Няма значение дали по-бавният бегач е любезен мъж, който помага на стари дами от другата страна на улицата. Естественият подбор не се интересува. Важното е само, че спътникът му е по-бърз. Това са гените, които ще го превърнат в следващото поколение.

  imageУчените започват да изоставят идеята, че животът трябва да се развива и да съществува на повърхността на планетите. Много съвременни аргументи, например, стигат до извода, че всички живи организми на Марс ще бъдат намерени под повърхността. (NASA / JPL-Caltech / Malin Space Science Systems) Формите на живота в светове на Златилокс

И така, какво ни казва това за видовете форми на живот, които ще се развиват в светове на Goldilocks? Страхуваме се, че отговорът не е много обнадеждаващ, тъй като най-вероятният резултат е, че те вероятно няма да са по-нежни и мили от Homo sapiens. Гледайки историята на нашия вид и изчезването на над 20 вида хоминиди, които са открити в записа на изкопаемите, не можем да възприемем обнадеждаващо отношение към възможността да срещнем напреднал технологичен вид, който е по-спокоен от нас. Всеки, когото открием там, най-вероятно няма да бъде по-морален или по-малко войнствен от нас. Страшен!

Погледнете го по този начин: Ако компресираме историята на Вселената в една година, Земята и нашата Слънчева система се образуват около Деня на труда и развитието на науката заема не повече от последните секунди. Изключително малко вероятно е никоя друга същност да е развила науката през цялата „година“, преди да се появи Homo sapiens. Законите на физиката и химията не са неясни или скрити - всяка умерено интелигентна цивилизация може да ги открие. Поне някои от онези цивилизации на Златорак ще трябва да го направят. Някой извънземен Исак Нютон някъде трябва да е скочил - започнал ход към напреднала технологична цивилизация. Най-смущаващият факт е, че не можем да намерим доказателства за такава цивилизация. Дори и да няма по-бърз от светлината основен механизъм и не постигнем голям напредък в технологиите, изчисленията предполагат, че за 30 милиона години - по-малко от ден в нашата универсална година - човешката раса може да се разпространи из цялата галактика. Ако можем да направим това, тогава би могла и всяка друга цивилизация да е толкова напреднала, колкото сме.

И така, къде са тези други цивилизации? Този въпрос е израз на това, което се нарича парадокс на Ферми (кръстен на Енрико Ферми (1901 до 1954), един от водещите физици на 20-ти век). Някой веднъж му спомена изчисления, които предполагат, че в галактиката има милиони напреднали цивилизации. Ферми се замисли и след това попита: „Къде са всички?“ Защо, с други думи, те вече не са тук? Защо изпитваме онова, което учените наричат ​​„голямото мълчание“, що се отнася до извънземните?

Учените и писателите на научна фантастика, бидейки въображаеми души, каквито са, са дали много възможни обяснения. Ето няколко от най-популярните:

  • Хипотезата за зоопарка: Извънземните са обявили Земята за нещо като защитена местност.
  • Хипотезата на Star Trek: Извънземните са приели основна директива, която не им позволява да се намесват в развиващите се цивилизации като нашата собствена.
  • Райската хипотеза: Извънземните са дебели и щастливи в идеална среда и нямат интерес към изследване.
  • Хипотеза за заместване: Органичният живот е заменен от интелигентни машини (бъдеще, често предвидено за човешката раса), а машините нямат интерес да контактуват с органичния живот.

Проблемът обаче е, че макар да можем да си представим какъвто и да е от тези сценарии да се играе в няколко извънземни цивилизации, наистина е трудно да се разглежда всеки от тях като неизбежен резултат от развитието на живота.

Трябва да има много милиони планети с размер на Земята в звездите на техните звезди, предположение, подкрепено от факта, че вече сме намерили няколко десетки от тях в нашата малка извадка от няколко хиляди екзопланети. Това, че всички те биха приели нещо като главната директива на Star Trek, например, е твърде малко вероятно. Страхуваме се, че най-логичният отговор на въпроса защо не сме наясно с съществуването на напреднали извънземни цивилизации е, че тези цивилизации не са там. Доколкото виждаме, единственото обяснение за това, което зависи от законите на природата, е това, което зависи от действието на естествения подбор.

Това ни води до много тъмна възможност за съдбата на живота по светове на Goldilocks. Като се има предвид тенденцията на естествената селекция да произвежда агресивни видове - видове като Homo sapiens - възможно е цялата история на Вселената да е заета от процеса на еволюция, произвеждащ интелигентни форми на живот на една планета Златилокс след друга, само за този живот форми да се заличат, след като открият науката. С други думи, може би е имало огромен брой цивилизации, достигнали нашето ниво там, но всички те са се унищожили, преди да успеят да колонизират близките си звезди. Този сценарий на съдбата е често обяснение за парадокса на Ферми.

Това е смразяваща мисъл.

Откъс от „ Въображаем живот“ от Джеймс Трефил и Майкъл Самърс © Джеймс Трефил и Майкъл Самърс от Smithsonian Books.




Гласувай:
2
0



Спечели и ти от своя блог!
1. hloris - За много години! :))
04.01 22:13
Жив и здрав бъди,
и на стила си верен остани,
все такива интересни статии
с нас споделяй ти! :))
цитирай
2. zahariada - hloris Честита Нова година!
04.01 22:34
Стихчето е прекрасно.
Благодаря ти!
цитирай
Търсене

За този блог
Автор: zahariada
Категория: Политика
Прочетен: 26757862
Постинги: 14851
Коментари: 18627
Гласове: 25292
Архив
Календар
«  Февруари, 2020  
ПВСЧПСН
12
3456789
10111213141516
17181920212223
242526272829