Підручник з Природничих наук. 1 частина. 10 клас. Гільберг - Нова програма

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

ЧИ ЄДИНІ МИ У ВСЕСВІТІ?

Життя є однією з великих таємниць Всесвіту. Ми бачимо на Землі різноманітні живі організми, але нічого не знаємо про інші форми життя на планетах навколо далеких зір — екзопланетах.

Астрономічні спостереження показують, що параметри орбіти Землі, її маса, радіус та хімічний склад найсприятливіші для існування життя. Для цього також потрібне стабільне Сонце, яке протягом кількох мільярдів років майже не змінювало своєї світності. Навіть розширення Всесвіту теж сприяє існуванню життя, бо у фазі стиснення смертельне короткохвильове фонове випромінювання могло б знищити все живе. Виникає таке враження, що все суще в космосі існує для того, щоб на Землі жили розумні люди. Так була сформульована філософська основа космології — антропний принцип (від гр. антропос — людина): «Ми спостерігаємо Всесвіт таким, яким ми його бачимо, бо ми є». Тобто, може десь у космосі є світи з іншими параметрами, що забезпечують життя інших істот, які не схожі на нас.

Для виникнення життя, подібного до земного, необхідний складний комплекс умов.

• Значний інтервал часу. Життя може виникнути тільки навколо старих зір, причому не першого, а другого покоління, оскільки лише поряд з ними можуть бути залишки важких елементів, що залишилися після вибухів наднових зір першого покоління.

• На планеті мають бути відповідні температурні умови, адже занадто висока або занадто низька температури виключають появу життя (мал. 11.4).

Мал. 11.4. Вчені визначили «зони придатності до життя» для різних типів зір (зверху донизу): великі (гарячі) зорі, сонцеподібні, менші (прохолодніші) зорі. Джерело: NASA

• Маса планети не має бути дуже малою. Адже в цьому випадку планета швидко втрачає свою атмосферу. Що легший газ, то швидше він виходить за межі планети. З іншого боку, маса планети не має бути дуже великою, щоб не утримувати свою первісну атмосферу (з водню і гелію), не перешкоджати зміні її складу та появі вторинної атмосфери.

• Рідка оболонка на її поверхні. Адже первинні форми життя, радше за все, виникли у воді.

• На планеті мають бути умови для виникнення складних молекулярних сполук, на основі яких можуть відбуватися різноманітні хімічні процеси.

• Захисне магнітне поле.

• Певна швидкість обертання навколо осі та навколо своєї зорі.

У результаті врахування цих та інших умов виявлено, що лише у 1—2% усіх зір у Галактиці можуть мати планетні системи з явищами життя. Тож за оптимальними оцінками близько 1 млрд зір можуть мати екзопланети, на яких в принципі можливе життя, подібне до земного.

Під час дослідження екзопланет учені вирішили «виявити ознаки життя» на Землі з космосу за допомогою міжпланетного зонда «Венера-Експрес». Погодьтеся, цікава ідея. Адже таке дослідження дає змогу впевнитися в тому, що методи, які ми плануємо застосувати для пошуку життя на екзопланетах, працюють. На бортових камерах «Венера-Експрес» зображення Землі має діаметр менше одного пікселя, тобто для космічного зонда наша планета є просто крапкою, деталей на якій розрізнити вже неможливо. З огляду на ці спостереження астрономи мали зробити висновок про те, чи є життя на Землі (що рівноцінно відповіді на запитання: «Чи «працюють» методи, які зазвичай використовують для аналогічних досліджень інших планет?»). Результат виявився неоднозначним. Хоча спектрометр VIRTISчітко показав, що в земній атмосфері є два найважливіші для життя компоненти — вода та кисень, цього виявилося замало. Наприклад, у Венери є й те, і те. Однак життя там немає.

Питання життя за межами Землі має два суттєві складники:

• пошук ознак життя як такого;

• реєстрування сигналів від позаземних цивілізацій або відправлення в космос повідомлень від землян у надії, що хтось їх зареєструє, розшифрує, а потім надішле відповідь (мал. 11.5).

Мал. 11.5. Пошук інопланетян

Ці стратегії науковці та ентузіасти пошуку позаземного життя реалізують у рамках наукових програм SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence, пошук позаземного розуму) та METI (Messaging to ExtraTerrestrial Intelligence, послання позаземним цивілізаціям). Програма SETI розв’язує суто наукове завдання реєстрації сигналу, його декодування й виділення з нього осмисленої інформації. Тобто науковий пошук відбувається так само, як пошук нових природних явищ. Одна лише відмінність — результатом пошуку має стати не якесь закономірне явище природи, а осмислене повідомлення, надіслане розумними істотами. Завдання програми METI суттєво інше — скласти послання, яке будь-яка розвинена розумна істота не ототожнить з природним явищем, а прийме його як послання від іншої розумної істоти.

Необхідність таких досліджень визначено тим, що відкриття позаземних цивілізацій і встановлення контакту з ними можуть мати величезний уплив на науковий та технологічний потенціал суспільства, позитивно вплинути на майбутнє людства.

З 1999 р. пошук сигналів з космосу може виконувати кожен власник персонального комп’ютера. Для цього потрібно приєднатися до проекту SETI@ home, започаткованого астрономами Каліфорнійського університету.

Перше радіопослання (мал. 11.6, а) землян до позаземних цивілізацій було відправлене 1974 р. за допомогою 300-метрової антени радіотелескопа обсерваторії Аресибо (Пуерто-Ріко). Сигнал спрямували в бік кулястого скупчення М13, що лежить на відстані 7670 пк (25 тис. св. р.) від Землі. Закодований сигнал містить базові відомості про людину, Землю та Сонячну систему. У Космос, але вже до зір, що лежать на відстані понад 10 пк (кількох десятків св. р.), спрямовували сигнали (вони містили малюнки, світлини, фрагменти музичних творів тощо) ще кілька разів (мал. 11.6, б). Для цієї мети використовували 70-метровий радіотелескоп, розміщений поблизу м. Феодосія в Криму.

Мал. 11.6. а — послання Аресибо, б — «золоті диски» із посланнями від землян

Але всі намагання знайти сигнал від позаземних цивілізацій досі не досягли успіху. Інопланетяни не запеленгували сигнали із Землі. З початком радіо- та телетрансляцій Земля випромінює в космос радіосигнали, які легко може зареєструвати розвинена цивілізація, що перебуває на відстані до 30 пк (100 св. р.) від нашої планети.

Космос мовчить. Знайти пояснення цьому факту не вдається. Гіпотез є багато, та жодна з них досі не стала теорією. Усе це є надто дивним з огляду на відкриття в Галактиці екзопланет земного типу, що перебувають у зонах життя своїх материнських зір, виявлення органічних молекул складної будови в газопилових хмарах та організмів на Землі там, де, як уважали, вони взагалі не можуть жити: у дуже кислому середовищі, в окропі, у товщі антарктичного льоду тощо. Зазначені факти вказують на те, що тільки в нашій галактиці мають існувати мільярди потенційно населених планет. Щоправда життя на Землі еволюціонувало від простих форм до розумних істот кілька мільярдів років. Можливо, цей термін є закономірним для життя загалом, і тому більшість планет у Галактиці, де можливе життя бодай земного типу, населені простими формами?

Ми досі не знаємо, як виникло життя на Землі й чи існує воно у Всесвіті, а надто його розумні види. Та це не означає, що пошук позаземного життя потрібно припинити. Адже такі інтелектуальні потуги приносять користь і для розв’язування наших суто земних проблем, зокрема збереження життя на планеті.

ПОДУМАЙТЕ Й ВІДПОВІДАЙТЕ

1. Які українські конструктори працювали в космічній галузі? Який їхній внесок в освоєння людством космосу?

2. Коли почалися і чим завершилися «космічні перегони»?

3. Чим зумовлені відносно стабільні кліматичні умови протягом тривалого періоду існування Землі?

4. У чому суть антропного принципу?

5. Поясніть суть терміна «зона життя».

6. Поясніть відмінність між програмами SETI і МЕТІ.

7. «Якби на Глізе 832с1 було розумне життя, ми б його вже почули» — зауважував співзасновник проекту з пошуку позаземних цивілізацій Breaktrhough Listenбританський фізик-теоретик Стівен Гокінг — «Та одного разу земляни отримають сигнал зі схожої планети, і нам не варто поспішати з відповіддю. Зустріч із розвиненою цивілізацією буде схожа на зустріч Христофора Колумба з корінними американцями, яка для останніх закінчилася не дуже добре», — сказав Гокінг. Чи поділяєте ви його думку? Чому?

1 Екзопланета Глізе 832с (Gliese 832с) в сузір’ї Журавля в п’ять разів масивніша за Землю, але схожа з нею за іншими характеристиками.

8. Прочитайте та проаналізуйте твір Валентина Чемериса «Феномен Фенікса». Визначте, що з нього вам було вже відомо після опрацювання цього та попередніх модулів, а що стало для вас відкриттям.

9. Прочитайте та проаналізуйте поезії:

Пісенька про космічного гостя

Достигають яблука ранети.

Рання осінь листя золотить.

Гарний хлопець з іншої планети,

може, завтра в гості залетить.

Діло звичне — міжпланетні мандри.

Усміхнеться, зніме свій шолом.

Скаже: — Там, в сузір’ї Саламандри,

твій коханий бив тобі чолом.

Я спитаю: — Є у вас поети?

Як по-марсіанськи — макогін?

Знаєш, там туманність Андромеди,

хай не йде так часто на обгін.

Він посидить, трохи відпочине,

цей мій дивний, нетутешній гість.

Планетарно синіми очима

про безмежний космос розповість.

Прийдуть люди з ним погомоніти,

хлібом-сіллю я їх пригощу.

Передам йому для Береніки

білі айстри в крапельках дощу.

Перевірю техніку в ракеті,

розкажу, як звуться журавлі.

Хай посіє в себе на планеті

жменьку слів із нашої землі.

Апарат космічний загуркоче,

пропливе смарагдовий кортеж...

— Добре, я коли-небудь заскочу.

Ти в якій галактиці живеш?

Ліна Костенко

Зоряні хвилі

Зоряні хвилі хлюпають в небі;

Місяць в сузір’ях, як човен, пливе,

Ось він піднявсь на безмежності гребінь,

Хтось мене звідти зове і зове.

Чую той поклик призивний і владний,

Хочу озватись — далеко сягать,

Часто вночі я стою безпорадний,

Знаку від себе не можу подать.

Хто мене кличе з космічного моря?

Може, поети, що в зорях живуть,

З місяця-човна до мене говорять,

Щоб вирушав я у зоряну путь.

Не космонавтом, а просто поетом,

Зоряний промінь — то буде мій шлях.

Всі перепливши і Стікси, і Лети,

В мандри піду по космічних морях.

Здалеку також до зір буду звати

Тих, що родились братами комет, —

Хтось не засне, уночі вийде з хати,

Хтось буде справжній поет!

Іван Коваленко

Розкажіть (усно чи письмово) про асоціації з повсякденним життям та змістом опрацьованого модуля, які виникли у вас під час прочитання цих поетичних творів.

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

ЗАХИСТ НАВЧАЛЬНИХ ПРОЕКТІВ

• Історія освоєння космосу

• Альбом пісень на космічну тематику

• Космонавти і астронавти світу

• Штучні супутники Землі

• Можливість життя на інших планетах

Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка

Зміст