Физика внеземной жизни: инопланетяне должны быть похожи на землян
К концу этого столетия, говорит астрофизик Мартин Рис, мы должны получить ответ на вопрос, живем мы в мультивселенной или нет, а также насколько разнятся законы физики в составляющих ее вселенных. Ответ на этот вопрос, по мнению Риса, определит, «как мы должны интерпретировать «биодружественную» вселенную, в которой мы живем (и которую делим с инопланетянами, с которыми однажды сможем вступить в контакт)». Те же фундаментальные законы применимы ко всей области, которую мы можем исследовать с помощью телескопов.
Если бы это было не так — если бы атомы вели себя «анархично» — мы бы не сделали прогресса в понимании наблюдаемой Вселенной. Но наблюдаемая область, говорит Рис, может быть не только физической природы; некоторые космологи считают, что «наш» Большой Взрыв был не единственным — и что физическая реальность достаточно большая, чтобы охватить всю «мультивселенную».
Как будут выглядеть инопланетяне?
Даже консервативные астрономы, заключает Рис, «уверены в том, что объем пространства-времени в диапазоне видимости наших телескопов — то, что астрономы обычно называют «вселенной» — это лишь крошечная часть последствий Большого Взрыва. Мы предполагаем, что за пределами этого горизонта если множество ненаблюдаемых галактик, каждая из которых (вместе с разумной жизнью в ней) развивается подобно нашей.
Чарльз Кокелл, астробиолог Университета Эдинбурга, предполагает, что жизнь на Земле может быть шаблоном для жизни во Вселенной, сравнивая ее со стандартной модель констант или уравнений жизни.
Вне зависимости от того, насколько отличаются условия на далеких планетах, все они, предположительно, будут иметь такие же законы физики — от квантовой механики до термодинамики и гравитации. И жизнь, по мнению Кокелла, это просто живая материя, «способная воспроизводиться и эволюционировать». Если такая биология будет повсюду во Вселенной, мы найдем ее не только удивительно знакомой внешне, но и внутренне, глубоко в клеточной инженерии на основе углерода.
Есть уравнения и правила, которые не ограничиваются живыми системами, лежащими в основе функционирования жизни. Эти уравнения, насколько мы можем судить, одинаковы во всей Вселенной. Чтобы понять, как могла бы выглядеть жизнь в других местах, нам нужно лишь подробно изучить, как она работает здесь.
Повторение эволюции, ДНК, РНК, АТФ и цикла Кребса — фундаментальные основы биологии — вероятнее всего произойдет снова, здесь или в далеких мирах, считает Джордж Джонсон из New Yorrk Times. Одиночные клетки затем снова соединятся в поисках преимуществ метазойной жизни, пока не возникнет что-то вроде знакомого нам земного зверинца.
Законы биологии повторяют физические законы в том, что проявляются всюду — гравитация, например, существует везде, не только в нашей Солнечной системе. Ограничения также повсеместны — органические молекулы, на Земле или где-либо еще, все так же распадаются при высоких температурах и деактивируются при низких. Определенные ингредиенты, в большинстве случаев, незаменимы для жизни — углерод является оптимальным элементом для создания растущей жизни, а вода — идеальный растворитель для его перемещения.
Мы привыкли к жизни, которая вдыхает кислород и существует под синим небом. Хотя в природе существует множество миров, похожих на наш, условия по всей Вселенной будут самыми разными. И пока наши уравнения будут работать, жизнь будет появляться в бесконечном числе вариаций — всякий раз разной — и все же похожей, поскольку ее развитие будет зависеть от уравнений, лежащих в основе физической вселенной.
«Законы физики направляют живых существ в ограниченные формы», говорит он. «Они сужают рамки эволюции. Инопланетная жизнь может иметь много общего с жизнью здесь».
«Отправьтесь в океан», говорит Кокелл. «Там существа с тонкими, обтекаемыми телами — и по определенным причинам, чтобы двигаться быстрее в воде». Это работало сотни миллионов лет: дельфины, акулы, ихтиозавры, млекопитающие, рыбы, вымершие динозавры — все они были внешне сопоставимы. Все выглядит похоже, даже если родословные разные.
На суше большинство животных получило конечности для передвижения; в небе, будь то птеродактили или голуби, «также соблюдаются законы аэродинамики». Даже бабочки, хоть и отличаются в узорах и цветах, также имеют крылья, следуя уравнению. Будь крыло слишком маленьким, и бабочка не могла бы взлететь. Детали будут бесконечными, но физика ограничивает форму.
Атомы объединяются, создавая еще более сложные структуры, которые предназначены для захвата энергии из окружающей среды и создания копий самих себя для продолжения этого процесса. Эта формула жизни на нашей планете работала с самого начала. Почему она не будет работать в других местах?