РЕФЕРАТ
По дисциплине «АСТРОНОМИЯ»
Тема: «Проблема существования жизни во Вселенной».
Выполнила:
Студентка 19-СД-3 гр. Храпова П. Д.
Проверил(а):
Преподаватель АСТРОНОМИИ Долгих Р. А.
Г. Оренбург
2020
Оглавление
1. Введение. 3
2. Из истории. 4
3. Условия для жизни в космосе. 6
3.1. Планеты вблизи звёзд. 6
3.2. Зарождение жизни на планетах. 7
3.3. Зоны жизни. 7
4. Общие свойства живых организмов. 7
5. Возникновение жизни. 8
6. Поиск разумной жизни. 9
7. Проблема поиска внеземной жизни. 10
8. Заключение. 11
9. Источники. 12
10. Приложения 13
Введение
Жизнь во Вселенной — под этим термином следует понимать комплекс проблем и задач, направленных на поиск жизни. В самом общем случае жизнь трактуется максимально широко — как активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования. Таким образом, в общей постановке задачи нет требования, чтобы жизнь была похожа на земную, и есть целый ряд теорий, доказывающий, что жизнь может принимать и другие формы. Однако, основной подход, использующейся в астробиологии при построении стратегий поиска, состоит из двух этапов:
|
|
1. Изучение возникновения жизни на Земле. Выработка основных положений. В роли скелета выступают:
· Данные о геологической жизни планеты, в частности вулканизме, тектонике и магнитном поле;
· Данные об истории климата и наше понимание механизмов, регулирующих его;
· Основные представления об устройстве жизни, в частности о ДНК, клетках и границ выживания живых организмов;
· Данные о происхождении живых организмов и их эволюции.
2. Согласование основных положений с астрономическими наблюдениями и теориями и целенаправленный поиск. Включает в себя:
· Поиск жизнепригодных экзопланет;
· Построение теорий формирований, включающие в рассмотрение сложные молекулярные образования, из которых впоследствии могла зародиться жизнь;
· Изучение Солнечной Системы и соотнесение полученных данных с данными об экстрасолнечных системах.
Также в отдельную область исследований может выделить поиск внеземных цивилизаций. Основных вопросов в данной области три:
- Что искать?
- Как искать?
- Где искать?
Из истории
Представления о том, что Вселенная обитаема, были широко распространены в древности. Можно назвать много имен античных мыслителей от Анаксагора и Демокрита до Лукреция Кара, придерживавшихся этих взглядов. Их аргументы были глубокими, хоть и носили умозрительный характер. Смысл их рассуждений сводился к следующему: поскольку мир образован из единой субстанции (либо воды, либо огня, либо атомов) и подчиняется общему логосу (закону), то в разных частях Вселенной, как и на Земле, должны с необходимостью возникнуть жизнь и разум. Аналогичной аргументации, хотя и в естественнонаучных терминах, в начале ХХ века придерживались К.Э. Циолковский, В.И. Вернадский, П. Тейяр де Шарден и др. Так, К.Э. Циолковский научно обосновал возможность межпланетных сообщений при помощи ракет, что спустя несколько десятилетий было воплощено в жизнь.
|
|
Начиная с 50–х годов ХХ столетия, на первый план выдвигается направление, связанное с поиском радиосигналов. Поскольку радиотелескопы уже в 50–х гг. были способны фиксировать сигналы, посланные с межзвездных расстояний, то впервые в истории науки открылась возможность поставить поиск сигналов внеземных цивилизаций на опытную научную основу. Первые работы по поиску радиосигналов были выполнены в 1960 году в США Ф. Дрейком (приложение №1), а затем В.С. Троицким в СССР. В 60–х годах ХХ столетия работы по поиску внеземных цивилизаций приобретают характер международных программ, получивших название SETI и CETI. Это аббревиатура английских слов, где первая означает поиск внеземных цивилизаций, а вторая – связь с ВЦ. Можно сказать, что с выдвижением этих международных программ проблема существования и поиска жизни во Вселенной стала научной дисциплиной, включающей как теоретические, так и экспериментальные исследования. К середине 80–х годов в СССР, США и некоторых других странах было выполнено несколько десятков программ экспериментальных поисковых работ по обнаружению сигналов разных диапазонных частот электромагнитных волн. Как отмечал В.С. Троицкий, в настоящее время вся совокупность наук позволяет сделать «неопровержимый вывод о возможности и большой вероятности существования жизни, в том числе разумной, в подходящих для этого местах Вселенной, в частности в нашей Галактике». Физика и астрономия установили факт тождественности физических законов во всей видимой части Вселенной. Астрономия показала, что Солнце и наша Галактика (Млечный Путь) по различным параметрам являются «средними», рядовыми объектами Вселенной среди множества себе подобных. Этот вывод получен современными учеными, но его логика эквивалентна рассуждениям античных мыслителей, поэтому, у нас нет оснований пренебрегать взглядами древних мыслителей.
В последние десятилетия астрономы обнаружили в туманностях до 50 различных, в том числе органических соединений. Были обнаружены соединения, являющиеся основой белков живых организмов. Ученые полагают, что в этих туманностях идет интенсивное звездообразование и, возможно, образуются планеты, содержащие низкомолекулярные соединения, которые не обязательно должны разрушиться в ходе конденсации планет.
Космология достаточно надежно установила пути эволюционного синтеза вещества во Вселенной от нуклеосинтеза тяжелых атомов до образования низкомолекулярных и высокомолекулярных органических соединений. Но с астрофизической точки зрения все еще не ясен переход от неживых органических соединений к живым, способных воспроизводиться по определенному генетическому коду. Хотя отдельные отрезки эволюционного пути материи Вселенной еще не ясны, общая цепь прогрессивной эволюции прояснилась и по современным представлениям выглядит следующим образом:
1. Атомные ядра.
2. Атомы.
3. Низкомолекулярные соединения
4. Высокомолекулярные соединения
5. Надмолекулярные соединения (начало жизни).
6. Прокариоты (организмы с неоформленным ядром).
7. Эукариотические формы (организмы, имеющие полноценное ядро).
8. Одноклеточные организмы.
9. Колониальные формы существования одноклеточных.
10.Многоклеточные организмы.
|
|
Сказанное об эволюционном развитии вещества во Вселенной по современным представлениям можно изобразить в схематическом виде (Приложение №2).
В.С. Троицкий (приложение №3) сформулировал гипотезу одноразового взрывного происхождения жизни во Вселенной в определенной фазе ее эволюции на подходящих планетах: жизнь – это высшая форма организации материи, и скорее всего она возникла однократно как закономерный этап эволюции Вселенной на сложившихся к тому времени планетах, и позднее она спонтанно не возникала. Из сказанного следует, что жизнь возникла примерно 4 млрд. лет назад. Это значит, что во Вселенной нет слишком большой разницы между технологическими цивилизациями. Может даже оказаться, что земная цивилизация первой вышла на технологический уровень, и мы временно одиноки.
В.Ф. Шварцман (приложение №4) высказал мнение, согласно которому сигналы внеземных цивилизаций, возможно, нами уже принимаются, но «мощность» культурной традиции, в рамках которой они интерпретируются, пока не достаточна для того, чтобы осознать их искусственную природу. Наука, отмечает автор, наиболее развитая, но не единственная форма человеческого знания. Осознание, каких-либо космических сигналов как целенаправленных передач возможно лишь при использовании всей человеческой культуры, а не только науки.
Несмотря на масштабность поисков внеземных цивилизаций, эти работы пока не принесли успешных результатов. Еще в конце 70-х– начале 80-х г.г. ученые разных стран вынуждены были констатировать, что «космос молчит». Так в настоящее время резюмируется отсутствие фактических свидетельств существования ВЦ, – свидетельств, находящихся выше порога наблюдательных возможностей, достигнутых земной цивилизацией. Многие авторы полагают, что вывод о молчании космоса может быть истолкован различными способами:
Во–первых, либо неверны наши теоретические предположения о внеземных цивилизациях и их возможностях;
Во–вторых, либо недостаточны наблюдательные данные;
В–третьих, не верна теория и внеземных цивилизаций нет вообще, а земля уникальна и цивилизация единственная на ней во всей Галактике.
|
|
Условия для жизни в космосе
В космосе мы встречаем широкий спектр физических условий: температура вещества меняется от 3—5 К до 107—108 К, а плотность — от 10-22 до 1018 кг/см3. Среди столь большого разнообразия нередко удаётся обнаружить места (например, межзвёздные облака), где один из физических параметров с точки зрения земной биологии благоприятствует развитию жизни. Но лишь на планетах могут совпасть все параметры, необходимые для жизни.
Планеты вблизи звёзд
Планеты должны быть не меньше Марса (приложение №5), чтобы удержать у своей поверхности воздух и пары воды, но и не такими огромными, как Юпитер и Сатурн, протяжённая атмосфера которых не пропускает солнечные лучи к поверхности. Одним словом, планеты типа Земли (приложение №6), Венеры (приложение №7), возможно, Нептуна (приложение №8) и Урана (приложение №9) при благоприятных обстоятельствах могут стать колыбелью жизни. А обстоятельства эти довольно очевидны: стабильное излучение звезды; определённое расстояние от планеты до светила, обеспечивающее комфортную для жизни температуру; круговая форма орбиты планеты, возможная лишь в окрестностях уединённой звезды (т. е. одиночной или компонента очень широкой двойной системы). Это главное. Часто ли в космосе встречается совокупность подобных условий?
Одиночных звёзд довольно много — около половины звёзд Галактики. Из них около 10% сходны с Солнцем по температуре и светимости. Правда, далеко не все они также спокойны, как наша звезда, но приблизительно каждая десятая похожа на Солнце и в этом отношении. Наблюдения последних лет показали, что планетные системы, вероятно, формируются у значительной части звёзд умеренной массы. Таким образом, Солнце с его планетной системой должны напоминать около 1% звёзд Галактики, что не так уж мало — миллиарды звёзд.