Магия реальности. Как мы узнаем истину - Ричард Докинз

То, как мы обнаруживаем эти движения, интересно само по себе. Любая звезда слишком далеко от нас, чтобы иметь возможность увидеть её фактическое движение, даже с помощью мощного телескопа. Но удивительно, что хотя мы не можем видеть перемещение звезды, мы можем измерить скорость, с которой она это делает. Это звучит странно, но именно здесь вступает в работу спектроскоп. Помните допплеровское смещение в главе 8? При движении звезды от нас, свет от неё будет иметь красное смещение. Когда звезда движется по направлению к нам, в её свете будет обнаружено синее смещение. Так, если вокруг звезды вращается планета, спектроскоп покажет нам картину ритмичной пульсации красное — синее — красное — синее смещение, и время этих регулярных смещений расскажет нам о продолжительности года планеты. Конечно, задача усложняется, когда имеется более одной планеты. Но астрономы сильны в математике, и они могут справиться с этим затруднением. На момент написания (январь 2011 года) таким способом было выявлено 484 планеты, вращающихся вокруг 408 звёзд. Конечно, их будет гораздо больше к тому времени, когда вы будете это читать.

Есть другие методы обнаружения планет. Например, когда планета проходит перед своей звездой, небольшая доля поверхности звезды затемняется или заслоняется — как тогда, когда мы видим Луну, заслоняющую Солнце, за исключением того, что Луна выглядит намного большей, поскольку она намного ближе. Когда планета приходит приходит между нами и своей звездой, звезда становится чутьчуть тусклее, и иногда наши инструменты достаточно чувствительны, чтобы обнаружить это потускнение. На настоящий момент, таким способом, были обнаружены 110 планет. И также есть несколько других методов, которые обнаружили ещё 35 планет. Некоторые планеты были обнаружены более чем одним из этих методов, и нынешний общий итог составляет 519 планет, вращающихся вокруг звёзд в нашей галактике, помимо Солнца.

В нашей галактике у значительного большинства звёзд, у которых мы искали планеты, оказалось, они были. Поэтому предположив, что наша галактика типична, мы можем, вероятно, сделать вывод, что у большинства звёзд во Вселенной есть планеты, вращающиеся вокруг них. Число звёзд в нашей галактике составляет около 100 миллиардов, и число галактик во вселенной примерно такое же. Это означает, что всего существует около 10 000 миллиардов миллиардов звёзд. Приблизительно 10 процентов известных звёзд астрономы описывают как «подобные Солнцу». Звезды, которые очень отличаются от Солнца, даже если у них есть планеты, вряд ли поддерживает жизнь на этих планетах, по различным причинам: например, звезды намного большие, чем Солнце, имеют тенденцию существовать недостаточно долго, прежде чем взорвутся. Но даже если мы ограничимся планетами, вращающимися вокруг подобной Солнцу звезды, мы, по — видимому, будем иметь дело с миллиардами миллиардов, — и это, вероятно, все же будет преуменьшением.

Ладно, но сколько этих планет, вращающихся вокруг «подходящей звезды», могут быть пригодны для поддержания жизни? Большинство экзопланет, обнаруженных к настоящему времени — «Юпитеры». Это означает, что они — «газовые гиганты», в основном состоящие из газа под высоком давлением. Это не удивительно, так как наши методы обнаружения планет обычно недостаточно чувствительны, чтобы заметить что‑либо меньшее, чем Юпитер. А Юпитеры — газовые гиганты — как известно, не годятся для жизни. Конечно, это не означает, что жизнь как мы её знаем — единственно возможный вид жизни. Возможно, могла бы существовать жизнь даже на самом Юпитере, хотя я в этом сомневаюсь. Мы не знаем, какая доля этих миллиардов миллиардов планет представляют собой скалистые планеты, подобные Земле, в отличие от газовых гигантов, подобных Юпитеру. Но даже если их доля весьма мала, абсолютное количество все ещё будет высоким, потому что общее количество столь огромно.

Поиск обитаемых планет

Поиски жизни какой мы её знаем в зоне обитания полагаются на воду. Опять же, мы должны остерегаться фиксировать наше внимание на жизни в привычном нам виде, но на данный момент экзобиологи (учёные, ищущие внеземную жизнь) расценивают воду как главное условие — до такой степени, что значительная часть их усилий направлена на обследование неба в поисках её признаков. Воду обнаружить легче, чем саму жизнь. Если мы находим воду, это, конечно, не означает, что там должна быть жизнь, но это шаг в правильном направлении.

Для жизни в привычном нам виде, по меньшей мере часть воды должна быть в жидкой форме. Она не должна быть ни льдом, ни паром. Внимательный осмотр Марса демонстрирует факт жидкой воды в прошлом, если не сегодня. И на нескольких других планетах есть, по крайней мере, некоторое количество воды, даже если она не в жидкой форме. Европа, одна из лун Юпитера, покрыта льдом, и оправдано предполагалось, что подо льдом есть море жидкой воды. Люди когда‑то считали, что Марс был лучшим кандидатом для внеземной жизни в пределах солнечной системы, и знаменитый астроном астроном по имени Персиваль Лоуэлл даже нарисовал то, что, как он утверждал, было каналами, пересекающими его поверхность. Космические аппараты сейчас получили подробные фотографии Марса, и даже приземлились на его поверхности, и каналы оказались плодом воображения Лоуэлла. В настоящее время Европа заняла место Марса как главного объекта, где предполагается внеземная жизнь в нашей собственной солнечной системе, но большинство учёных считают, что нам придётся искать дальше. Факты свидетельствуют, что вода не особенно редка на экзопланетах.

А что с температурой? Насколько тонко должна быть настроена температура планеты, чтобы поддерживать жизнь? Учёные говорят о так называемой «зоне Златовласки», «подходящей в самый раз» (подобно каше медвежат), находящейся как раз между двумя неприемлемыми крайностями: слишком горячей (подобно каше медведя — отца) и слишком холодной (подобно каше медведицы — матери). Орбита Земли «в самый раз подходит» для жизни: не слишком близко к Солнцу, где вода бы кипела, и не слишком далеко от него, где вся вода бы замёрзла, и было бы недостаточно солнечного света для питания растений. Хотя есть миллиарды и миллиарды планет, мы можем ожидать, что подходящими в самый раз будут лишь меньшинство из них, с соответствующей температурой и расстоянием до их звезды.

Недавно (в мае 2011) была обнаружена «планета в зоне обитания», вращающаяся вокруг вокруг звезды под названием Глизе 581 на расстоянии около 20 световых лет от нас (не очень далеко по звёздным меркам, но все же на огромном расстоянии по человеческим стандартам). Эта звезда — «красный карлик», намного меньшая, чем Солнце, и её зона обитания расположена соответственно ближе. Она имеет по меньшей мере шесть планет, названных Глизе 58le, b, c, g, d и f. Некоторые из них — маленькие, скалистые планеты, вроде Земли, и одна из них, Gliese 58Id, считается, находится в зоне Златовласки с жидкой водой. Неизвестно, есть ли на самом деле на Глизе 581d вода, но если есть, она, вероятно, жидкая, а не в виде льда или пара. Никто не высказывает мнение, что на планете Глизе 581d действительно есть жизнь, но факт, что она была обнаружена так скоро после того, как мы начали искать, вынуждает думать, что существует, вероятно, множество планет в зонах обитания.