Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все? - Уэбб Стивен - Страница 81

Может ли это быть объяснением парадокса Ферми? Может ли случайное насилие безразличной Вселенной объяснить тишину? Уничтожаются ли цивилизации до того, как смогут добраться до нас?

Рис. 5.9 Художественное изображение активного галактического ядра. Считается, что в центральной области любой галактики находится сверхмассивная черная дыра. Иногда эти дыры поглощают окружающую материю с огромной скоростью и при этом излучают во всем электромагнитном спектре. Некоторые активные ядра галактик настолько яркие, что астрономы обнаружили их на самых дальних рубежах наблюдаемой Вселенной. (Предоставлено: ЕКА/НАСА, проект AVO и Паоло Падовани)

Три упомянутых выше механизма — блуждающие черные дыры, магнетары и активные ядра галактик — сами по себе или в совокупности не объясняют, почему наша Галактика молчит. Черные дыры и магнетары могут представлять угрозу для отдельных звезд или звездных групп в течение жизни Галактики, но они слишком локализованы, чтобы действовать как общегалактический стерилизующий агент; и хотя центр Галактики, вероятно, является местом, которого следует избегать, он не представляет угрозы для жизни здесь, в спиральных рукавах, примерно в 30 000 световых лет от центра событий. С другой стороны, два других типа астрономических объектов — сверхновые и гамма-всплески — могут разрешить парадокс Ферми.

Сверхновые

Сверхновая — это катастрофический взрыв стареющей звезды. Такие взрывы мощны и происходят довольно часто по астрономическим меркам: в Галактике в среднем происходит одна или две сверхновые в столетие.

Существует два типа сверхновых. Сверхновая типа Ia возникает, когда белый карлик в двойной системе достигает критической массы после всасывания материала со своего компаньона. Происходит мощный термоядерный взрыв, который разносит звезду на куски. Сверхновая типа II происходит на поздних стадиях жизни массивных звезд. Когда ядро массивной звезды больше не производит достаточно энергии, чтобы противостоять неумолимой силе гравитации, звезда коллапсирует под собственным весом. Ядро образует плотную нейтронную звезду или даже черную дыру; внешние слои звезды отскакивают от ядра с высокой скоростью и уносятся в космос, где становятся частью межзвездной среды. Такие взрывы могут быть смертельными, но они также необходимы для жизни: мы бы не существовали, если бы не древняя сверхновая типа II, которая засеяла космос тяжелыми элементами, «сваренными» в ее ядре. Детали двух типов взрывов различны, но оба типа излучают огромное количество энергии: за несколько недель сверхновая может высвободить до 1044 Дж в различных формах.

Близкая сверхновая может быть катастрофической для жизни на Земле. По одной оценке, сверхновая, взорвавшаяся в пределах 30 световых лет от Земли,[328] может уничтожить поверхностную жизнь на нашей планете. Механизм разрушения тонок. Угроза исходит от огромного количества гамма-излучения, которое близкая сверхновая выбросит в атмосферу Земли. Прямое гамма-излучение от взрыва, вероятно, не причинит нам вреда, потому что верхняя атмосфера обеспечивает эффективный щит. Однако гамма-лучи вызовут диссоциацию атмосферного азота, азот затем вступит в реакцию с кислородом с образованием оксида азота, а оксид азота вступит в реакцию с озоном, тем самым быстро истощая озоновый слой. Уровень озона может быть снижен на 95% в течение нескольких лет. При разрушении озонового слоя Земли поверхностная жизнь останется без защиты от смертоносных ультрафиолетовых лучей Солнца. Смерть наступит от классического двойного удара: сначала гамма-излучение от сверхновой ослабит нашу защиту, затем ультрафиолетовое излучение от Солнца опустошит многоклеточную жизнь.

Как мы обсудим позже, с тех пор как многоклеточная жизнь вышла на сушу, произошло несколько событий массового вымирания. Можно ли винить в каком-либо из них последствия близкой сверхновой? Трудно сказать с уверенностью. Кажется все более вероятным, что последнее массовое вымирание — то, в котором погибли динозавры, — в значительной степени было вызвано последствиями падения метеорита. Возможно, другие великие вымирания были вызваны аналогичными ударами; или, возможно, они были вызваны изменением климата; или, возможно, это были просто хаотические события, которые могут происходить в сложных системах. Мы не видим очевидных доказательств, связывающих массовые вымирания с последствиями сверхновых. Даже если сверхновые могут вызывать массовые вымирания, неизвестно, представляют ли вымирания долгосрочную угрозу для возникновения разума. Возможно, сверхновые необходимы для разумной жизни: возможно, используя фразу Крамера, они представляют собой еще один «насос эволюции». Однако на данный момент давайте предположим, что близкая сверхновая может вызвать событие массового вымирания, и что такое событие замедляет развитие разумной жизни.

Рис. 5.10 Темное пятно над Антарктидой показывает область истощения озона в сентябре 2000 года. Озоновая «дыра» была вызвана накоплением разрушающих озон хлорфторуглеродов; к счастью, использование этих химических веществ было урегулировано, но полное восстановление антарктического озонового слоя ожидается не ранее 2050 года. Близкая сверхновая может снизить уровень озона по всему земному шару. (Предоставлено: НАСА)

Поскольку все звезды движутся в пространстве, в течение эонов случайные звездные движения приблизят Солнце к сверхновой. В конце концов, сверхновая взорвется близко к Земле. (На случай, если кто-то из читателей обеспокоен: ни одна звезда, находящаяся в настоящее время в пределах 60 световых лет от нас, не станет сверхновой в ближайшие несколько миллионов лет.) Критический вопрос: как часто событие сверхновой может произойти достаточно близко к Земле, чтобы вызвать событие массового вымирания? Что ж, оценки разнятся, но средняя оценка такова, что событие сверхновой будет происходить в пределах 30 световых лет от Земли в среднем каждые 200 миллионов лет или около того. Если эта оценка точна, у нас есть еще один вопрос: почему мы здесь?

Один из ответов на этот вопрос может заключаться просто в том, что расчеты частоты сверхновых неверны; или (что весьма вероятно), что мы, возможно, не до конца понимаем влияние близкой сверхновой на биосферу Земли. В этом случае нет никаких последствий для парадокса Ферми. Но, возможно, мы здесь потому, что Земле чрезвычайно повезло; возможно, Земля не видела действительно близкой сверхновой с момента появления жизни на суше. Если это правда, то мы могли бы разрешить парадокс Ферми, сказав, что любая другая планета, несущая жизнь, была менее удачливой, чем Земля.

Одна из трудностей этого предположения заключается в том, что нет астрофизических доказательств в поддержку идеи о том, что Земля была особенно удачлива в отношении сверхновых. Более того, если мы признаем, что разумная жизнь распространена, то сверхновые просто недостаточно эффективны, чтобы объяснить парадокс Ферми. Как только ВЦ (внеземная технологическая цивилизация) колонизирует хотя бы небольшую часть своего звездного окружения, никакая сверхновая не сможет ее остановить. (Таким образом, угроза от сверхновых является еще одним мотивирующим фактором для ВЦ заниматься межзвездной колонизацией. Как только цивилизация колонизирует звезды в радиусе около 30 световых лет от родного мира, она сможет пережить последствия сверхновой.)

Что нам нужно, если мы хотим объяснить парадокс Ферми, так это механизм, который может повлиять на жизнь на каждой планете Галактики без исключения. Если бы существовал какой-то механизм, генерирующий достаточно мощное общегалактическое стерилизующее событие, он мог бы действовать довольно нечасто (скажем, каждые несколько сотен миллионов лет) и оставаться объяснением парадокса Ферми. Многоклеточная жизнь была бы уничтожена до того, как у разума появился бы шанс возникнуть; цивилизация никогда не смогла бы продвинуться до стадии, на которой она могла бы разработать эффективные контрмеры против угрозы. Предполагаемые ВЦ не имели бы миллиардов лет для колонизации Галактики; вместо этого у них были бы несколько сотен миллионов лет с момента последнего стерилизующего события. По сути, «Вселенские Часы» сбрасывались бы каждый раз, когда происходило стерилизующее событие.