Наконец, для систем из нескольких звезд ничто не мешает рассматривать планетные орбиты в виде восьмерки или еще более сложной формы. В книге "Дети Икара" Артур Кларк, никогда не страдавший от недостатка воображения, описывает нам, каковы могут быть эти поразительные планеты. "Вот еще один мир... Здесь никогда не поймут значения слов "день", "ночь", "год", "время года"... Его небосвод бороздят шесть разноцветных солнц, так что ночи на планете не
бывает: меняется только цвет солнечных лучей. Под хаотическими толчками противодействующих полей тяжести планета описывает крюки и выкрюки невероятно сложной орбиты и никогда не проходит дважды по одному пути... "Расположение этих шести светил на небосклоне никогда не повторится до конца времен". Кларк представляет, что и в этом странном мире существует жизнь. "Хотя планету опаляло то солнечным огнем, то холодом межзвездных пространств, на ней жили разумные существа. Чтобы додумать хоть одну мысль до конца, им требовались тысячи лет. Ну и что? Их мир был еще молод: перед ними простиралась вечность..."
Возможности Природы бесконечны. И уже не кажется безумной мысль, что около других звезд есть бесчисленное множество планет, подобных. земному шару. Сегодня никакие научные теории не могут препятствовать ни фантастическим мечтаниям Кларка; ни гипотезам некоторых ученых о том, что мы не одни во Вселенной, что наша Земля - не единственная "привилегированная" планета...
Дело второе ЖИЗНЬ КАК ЯВЛЕНИЕ
На мой взгляд, мы сами - компьютеры, порожденные Вселенским разумом в результате долгого процесса биологической эволюции, и, устанавливая компьютеры в своих лабораториях, мы просто становимся посредниками Вселенной.
Фред Хойл
Документ I ЖИЗНЬ КАК ХИМИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ
ТЕМПЕРАТУРА И ПЛОТНОСТЬ
Уильям Гершель - выдающийся ученый, открывший планету Уран, - думал, что Солнце населено. Он считал, что солнечные пятна - это те части солнечного шара, которые мы можем видеть непосредственно, а все остальное скрыто за огненными облаками. Через "дыры" в этих облаках, полагал он, жители Солнца могут наблюдать за небосводом... Ньютон тоже верил в жизнь на Солнце. А в 1904 году Мельес в фильме "Путешествие через невозможное" придумал замороженные вагоны, чтобы отправить в них на Солнце своих героев.
На самом деле Солнце настолько горячо, что жизнь там существовать не может. Его температура на поверхности - 6000° С, в недрах - еще больше. Таких температур не может выдержать ни одно сложное вещество. Так, вода на Солнце не просто испарилась ' бы, но разложилась на кислород и водород. Тем более не могут там существовать сложные молекулы.
Бывают звезды еще горячее. На некоторых из них температура достигает 100 000° С. Но есть звезды, температура которых не превышает 2000° С. Такие температуры встречаются и на Земле: электрическая дуга позволяет достигать 3000° С. Ее эффекты хорошо изучены, и мы знаем, что такой нагрев выдерживают простые
лекулы типа окиси титана или циркония, но, безусловно, не сложные органические вещества.
Заметим, что сверхвысокие температуры о которых шла речь, - даны не приблизительно, они точно вычислены с использованием научных методов. В основе их - простой принцип: так кузнец определяет по цвету температуру железной поковки. Если металл темно-красного цвета значит, температура 520° С, если вишневого - 620° С. Железо, достигшее ослепительно-белого цвета, раскалено до 1050° С.
С помощью спектрального анализа - все того же! - астрономы строго разделили звезды на различные классы в зависимости от цвета и, следовательно, температуры. Эти спектральные классы обозначаются, в порядке .уменьшения температуры, буквами: О, В, А, F, G, К, М, R, N, S, что гарвардские студен-, ты расшифровали как: "О Be A Fine Girl, Kiss Me Right Now, Sweetheart".
Спектры звезд так чувствительны-к малейшим нюансам, что десять основных классов пришлось разделить - каждый на десять подклассов, пронумерованных от 0 до 9, причем звезда класса F8 окажется ближе к классу GO, чем FI. Наше Солнце - весьма заурядная желтая звезда - в этой классификации значится как G2.
Изучение температуры звезд дает основание считать, что жизни на них не существует. По всей вероятности, не существует ее и в межзвездном пространстве. Правда, английский астроном Фред Хойл изобразил ее в фантастическом романе "Черное облако". Но трудно понять, как может зародиться жизнь в среде столь малой плотности - в царстве вакуума более полного, чем когда-либо удавалось получить в земных условиях. Известные астрономам "облака" состоят из невероятно разреженной материи. Говоря попросту, куб со
ной десять километров в космосе содержит столько же атомов, сколько один кубический сантиметр воздуха! В такой среде не может происходить никаких химических реакций: атомы там просто не встречаются друг с другом. Даже расхожий образ "ледяные пространства" в этой молекулярной пустыне не имеет смысла...
Впрочем, теперь известно, что в космическом пространстве существует немало молекул. Уже давно наблюдается и изучается радикал ОН. Позднее там открыли воду (Н^О), аммиак (NHg), а в 1969 году даже формальдегид (НСНО). С помощью 36-футового радиотелескопа на Китт Пик (Аризона) за десять дней наблюдений две группы американских ученых обнаружили шесть новых молекул. Сейчас в космосе найдено больше двадцати молекул, среди которых такие относительно сложные, как формамид HCONH.
Эти открытия не опровергают всего ранее сказанного - ведь плотность этих молекул по земным меркам все равно исключительно низка. Зато образование даже в вакууме таких молекул может служить убедительным доказательством того, что в более плотной среде - планетной атмосфере - возможен синтез органических молекул.
Очевидно, для возникновения жизни на звездах и в межзвездном пространстве должны присутствовать два основных условия, касающиеся плотности и температуры среды.
Первое условие: среда должна быть достаточно плотной (концентрированной); это ограничивает пределы поиска планетами и звездами. Второе: температура не должна быть ни слишком высокой, ни слишком низкой. При слишком высокой вещества не могут быть устойчивы это мы видели на примере звезд. А если слишком низкая? Тогда не идут никакие химические реакции. Ведь скорость
ции между двумя любыми веществами зависит от температуры, причем весьма сильно: скорость удваивается с повышением температуры на десять градусов. Низкие температуры не убивают живое вещество (наоборот, они используются, чтобы его сохранить), но приостанавливают жизнь. При абсолютном нуле (-273° С) все реакции останавливаются, хотя ни одна молекула не разрушается. Короче говоря, развитию жизни благоприятствуют только умеренные температуры.
Кроме того, для жизни необходим источник энергии. Как машина не может ехать без горючего, так и организм не может двигаться, расти и размножаться, не потребляя энергии. Но в космосе энергии очень мало. Она есть только вблизи звезд, которые друг от друга весьма отдалены: считается, что в нашей Галактике расстояние между самыми близкими звездами достигает нескольких световых лет.
Одним словом, проанализировав необходимые условия - плотность среды, температуру и энергию, - можно сделать вывод: поиски жизни надо сосредоточить на таких небесных телах, где плотность высока, температура умеренна и где получается энергия от одной из звезд. Нам известен лишь один тип таких тел: родственницы Земли - планеты различных систем.
ЖИЗНЬ И ХИМИЯ УГЛЕРОДА
Известные нам на Земле формы жизни весьма разнообразны: от бактерий одноклеточных организмов размером в один микрон - через растения к высшим животным, сложнейшее из которых - человек. Но в действительности все они состоят из одних и тех же клеток и химических веществ. Природа словно пользовалась небольшим числом заранее заготовленных кирпичиков, чтобы создать
множество конструкций: простых и сложных, прекрасных и безобразных.
Ее высшие создания - растения и животные - состоят из множества клеток, преимущественно специализирующихся на тех или иных определенных функциях. Одни клетки, к примеру, служат для пищеварения, другие - для размножения. Хотя они тесно связаны между собой, но настолько автономны, что можно выращивать культуры ткани, растить кусочки кожи и костей, отделенных от родного тела. Это поистине можно назвать "независимостью во взаимозависимости". Но природа породила и многочисленные низшие одноклеточные существа: микробы, амебы, бактерии, водоросли, грибки.
Все живые существа на Земле состоят из органических химических веществ, то есть веществ, содержащих углерод. Здесь необходимо сделать отступление,
...В конце XVIII в. Лавуазье и Бертолле выявили, что так называемые органические вещества непременно содержат углерод, как правило, кислород и азот, иногда серу, в то время как неорганические вещества гораздо более разнообразны по составу.
Химики не раз пытались создать органические вещества на основе неорганических, но тщетно. Этому словно сопротивлялось что-то непонятное, названное тогда "жизненной силой".
В 1828 году немецкий химик Фридрих Велер впервые осуществил органический синтез, получив мочевину. Это было сенсацией в мире химиков. Но лишь в конце века Марсель Бертло в работе "Органическая химия, основанная на синтезе" окончательно опроверг догму о "жизненой силе", осуществив полный синтез метана, метилового спирта, этилена, ацетилена, этилового спирта и бензола. Он утверждал, что ничто вг&
может препятствовать синтезу любого органического вещества. Теперь известно, что синтез самых сложных органических веществ до сих пор не осуществлен только из-за технических сложностей, а не потому, что этому препятствует какое-то "витальное первоначало".
Органическая химия - это химия углерода, удивительного элемента, способного соединяться с четырьмя атомами других элементов и, в частности, образовывать длинные цепи атомов. Тлков, например, ряд, начинающийся с метана (бплотного газа), состоящего из одного атома углерода и четырех водорода (СН^), далее этан (два атома углерода и шесть водорода), пропан (3 атома углерода), бутан (4), октан (8) и т.д.
Некоторые из таких цепей чрезвычайно длин ны: они состоят из десятков тысяч атомов, обр^ - зуя естественные (например, хлопковые) или л,кусственные волокна.
Конечно, в состав живых организмов входят и другие, не углеродистые, вещества, например вода или фосфаты. Но лишь немногие из ш:х вполне необходимы для жизни, а без соединении углерода жизни не бывает. На Земле и, насколько мы знаем сейчас, вобще жизнь - это химия ' углерода. На этом основании мы с большой точно-; стью можем установить пределы температуры, при которых возможно существование жизни. :
При высоких температурах углеродистые co-j единения малоустойчивы. Все они разлагаются при^ 1000° С, лишь некоторые в течение короткого^ времени выдерживают температуру 800° С и несколько сот остаются стабильными при 500° С. Но, по-видимому, все молекулы, из которых состоит все живое на Земле, разлагаются уже при 100°. Всем известно, что вареное мясо не стано- j вится опять сырым и что болезнетворные мик-; робы уничтожаются стерилизацией в автоклаве. 1
Некоторые организмы выдерживают температуру до 70-80°, комары живут в исландских гейзерах при температуре +55°.
Напротив, при низких температурах проблемы стабильности не существует. Холод не убивает жизнь. Открытия, сделанные в этой области имеют такие важные для будущего следствия, что о них надо рассказать хотя бы для того, чтобы устранить распространенные заблуждения, касающиеся проблем сохранения жизни.
БЕССМЕРТИЕ НЕДАЛЕКО
Можно ли прерывать жизнь? И можно ли вернуть признаки жизни, на какое-то время приостановив ее? Еще Клод Бернар доказал, что реанимация высушенных простых организмов - не "воскрешение", как тогда думали, а просто следствие "химико-витально безразличного состояния", которым можно объяснить многие мнимые чудеса природы. Он сначала погружал в состояние "латентной жизни", а затем реанимировал дрожжи, яйца шелкопряда, семена растений.
Теперь доказано, что в латентном состоянии жизнь не прерывается. Она лишь замедляется, ослабевает, но какой-то обмен веществ между организмом и средой по-прежнему существует.
Много лет широкая публика верила в то, что семена пшеницы из пирамид фараонов после столетий видимой смерти прорастают вновь. Но все дело в том, что предприимчивые арабы - гиды при гробницах фараонов придумали продавать туристам зерна, будто бы обнаруженные при раскопках. Семена и в самом деле прорастали. Все шло гладко, пока Гастон Масперо не поинтересовался, почему зерна, найденные в гробницах им самим, никогда не всходят. Выяснилось, что гиды ночью тайком подбрасывают зерна в гробницу.
4 Досье внеземных цивилизаций
да же в одном очень древнем некрополе обнаружили зерна кукурузы (происходящей, как известно, из Америки), которые никак не могли попасть в гробницу до Колумба, - обмен стал очевиден...
Итак, в нормальных условиях зерна со временем умирают. Но нельзя ли найти условия, при которых они будут сохраняться в состоянии приостановленной жизни? В 1950 году Поль Беккерель опубликовал сенсационные результаты своих работ на эту тему.
Зерна, споры мха, бактерии, жгутиконосцы и тихоходки были помещены в температуру, близкую к абсолютному нулю (-273" С), в условиях возможно полного вакуума. Затем, перенесенные в нормальные условия, зерна проросли, споры мха дали изобильную культуру, простейшие тоже ожили*.
Дальнейшие работы позволили установить степень замедления жизненных процессов при различных температурах: при -100" С химические реакции протекают в 85 тысяч раз медленней, чем при температуре +20°, при -200" замедление идет в 5 миллионов раз, при абсолютном нуле - реакции останавливаются.
Таким образом, мы приходим к идее консервации, которую так любят писатели-фантасты, но которая основана на самых серьезных научных исследованиях. "Удивительней всего, - пишет Поль Беккерель, - что семя, которое при температуре 10-20 градусов тепла живет всего год, теоретически может, будучи законсервировано при температуре -270", прорасти через 71 триллион 300 миллиардов лет". Значит, холод может