Энергия и жизнь - Печуркин Николай Савельевич (читаем книги онлайн бесплатно без регистрации .TXT) 📗
Один из способов наиболее полного использования энергии звезды для нужд разумной жизни описан Ф. Дайсоном более 30 лет назад. Например, чтобы планета Земля использовала не одну двухмиллиардную долю солнечного излучения, а все излучение целиком, необходимо построить гигантскую сферу радиусом около 150 млн км. Поверхность ее будет в миллиард раз больше поверхности земного шара; ясно, что население также может увеличиваться в миллиарды раз. Для увеличения потоков энергии можно использовать вещество крупных планет типа Юпитера (в термоядерных реакциях) и т.д. Интересно отметить, что звезда при сооружении такой искусственной биосферы становится невидимой. В этом месте возникает сильный источник инфракрасного, теплового излучения. (Такие источники можно обнаружить только за пределами нашей атмосферы, непрозрачной для слабых тепловых лучей.)
Итак, будем считать жизнь ординарным феноменом, имеющим всегалактическое распространение. Конечно, это не значит что каждая частичка материи участвует в живых структурах. Мы утверждаем только то, что жизнь, с высокой степенью вероятности, можно встретить в различных местах Вселенной, на разных фазах ее развития. Тогда можно спросить, если жизнь не случайна, а естественна, то какова ее роль во Вселенной? Для ответа на такой «сакраментальный» вопрос (типа: «кому нужна жизнь», «зачем мы живем», «зачем живу я» и т.д.) нужно принять во внимание, что мы живем в нестабильной, нестационарной Вселенной.
В настоящее время наша Вселенная расширяется в пространстве и неясен конечный результат этого расширения. Однако по крайней мере практически ясно, что данный этап ее развития начался с Большого взрыва (Big Bang) около 15 млрд лет назад с бесконечных величин температур, давлений и плотностей вещества. Усилиями теоретиков удалось нарисовать более или менее полную картину такого взрыва, начиная с миллионных долей секунды до его начала.
По последним оценкам того же Ф. Дайсона, даже если земная жизнь уникальна, то для широкой экспансии в космос ей нужно будет преодолеть три барьера. Он образно пишет: «Нужно научиться жить и быть счастливыми при g-нуле, T-нуле и P-нуле, что означает: при нулевой гравитации, при нулевой температуре и нулевом давлении» [Дайсон, 1982, с.67]. Не останавливаясь на механизмах адаптации жизни к этим трем нулям (по Дайсону это возможно для нашей формы жизни), отметим, что такая адаптация очень важна, если нас ждет судьба «замерзающей» Вселенной. Этот вариант соответствует открытой модели вечно расширяющейся Вселенной, в случае если в ней слишком мало вещества, чтобы (на основе гравитации) остановить расширение. Отрадно, что, по расчетам физиков, даже в таком варианте энергетического умирания жизнь сможет долго просуществовать, хотя все-таки прекратится.
Другой случай, если масса вещества больше критической (около 10 атомов на 1 м3, или 10–29 г/см3), относится к более «опасному» для жизни варианту — закрытой модели Вселенной. Это значит, что расширение затормозится силами тяготения, прекратится и затем начнется сжатие Вселенной до тех бесконечных температур и давлений, при которых мыслимая нами жизнь абсолютно невозможна, разрушаются даже атомы и ядра элементов. Представим оба этих случая (рис. 20 а). Очевидно, что за сжатием должно последовать очередное расширение.
Теперь рассмотрим наиболее интересную возможность, определяемую промежуточным вариантом. По современным оценкам, плотность материи во Вселенной примерно равна критической, если принять во внимание массы нейтрино, черных дыр, межзвездного газа и прочих (см., например, [Хокинг, 1985]). Трудно себе представить, что она в точности равна критической, что означало бы крайне невероятный случай абсолютного совпадения. Отсюда следует одна очень важная возможность. Законы сохранения вещества и энергии для Вселенной объединяются в единый закон сохранения вещества и энергии, так как они взаимопереходят друг в друга в соответствии с формулой Эйнштейна (E = mC2). Изменяя соотношение между E и m, т.е. изменяя гравитационную массу, можно повлиять на гравитационные силы притяжения. А это и означает, что можно управлять процессом расширения-сжатия Вселенной, удерживая ее размеры (радиус) в квазистационарном состоянии. И именно эту роль регулятора сможет выполнять разум, который способен осознавать окружающий мир и прогнозировать его развитие (рис. 20, б). Такова возможная галактическая роль разума, вытекающая из анализа развития частного случая жизни на маленькой планете с «обочины» нашей Галактики. Теперь можно попытаться ответить на вопрос: почему мы не вышли на контакты с другим, более мощным цивилизациями? Мы им пока просто не нужны, у них заботы помасштабнее. Контакт через огромные пространства очень энергоемок, ничего особенного от нас они не ждут, ибо мы развиваемся по обычному сценарию (может быть, только с лишними ошибками). Если мы и хотим чего-то получить, то это — исключительно наша забота. И за это ничтожно короткое время наших поисков мы пока не вправе надеяться на находку, а тем более на активный поиск нас. «Спасение утопающих — дело рук самих утопающих», — этот лозунг, помимо саркастического, имеет и деловой оттенок.
Рис. 20. Схематическая картина изменения размеров Вселенной во времени.
а — закрытая и открытая модели [Хокинг, 1985]; б — добавлена волнистая линия квазистационарной Вселенной, регулируемой разумом.
В самом деле, если нам так хочется выйти на связь с внеземными цивилизациями, то мы должны прежде всего разработать строгую теорию эволюции жизни на нашей планете. Это — долг, а точнее, задолженность естествоиспытателей. Мы должны уметь построить количественный прогноз развития жизни, уметь вычислить темпы ее эволюции и не только описывать прошлое (как это делает современная биология), но и точно рассчитать будущее развитие. Второе условие связано с более обстоятельным изучением структуры и динамики Вселенной, начиная с нашей Галактики. Здесь наши возможности пока не очень велики: они почти не выходят за рамки простых наблюдений. И загадок пока — огромное количество. Например, известен факт, что вблизи центра нашей Галактики расположено огромное, гораздо больше Солнца, облако с почти земной температурой (около 0°C). Поскольку излучение ядра Галактики, т.е. потока энергии, в миллион раз мощнее солнечного, а само ядро гораздо старше (на миллиарды лет) нашего светила, то где же, как не там, следует ожидать существования сверхцивилизации? [Мухин, 1980]. Так же, как не следует ожидать развития жизни на холодном, замороженном Марсе, если конечно, она не попала с Земли. Возможно, что цивилизации центра уже имеют точный график прибытия представителей различных периферийных цивилизаций с рапортами об уровне развития и о собственных находках (не только ошибках).
Для оценки возможностей разума по влиянию на судьбы Вселенной приведем космологическую гипотезу Я. Б. Зельдовича, связанную с объяснением причин рождения и разбегания Вселенной. В соответствии с этой гипотезой при определенных, очень малых размерах Вселенной может возникать сильнейшее отрицательное давление, или расталкивание силами тяготения. Детальное рассмотрение этой интересной идеи не входит в нашу задачу, но один из главных выводов гипотезы сводится к тому, что Вселенная замкнута. Следовательно, суммарная плотность вещества ней больше критической и Вселенная обречена на сжатие и очередной коллапс. По оценкам Я. Б. Зельдовича, средняя плотность превышает критическую на очень малую величину, порядка 10–10, т.е. на одну стомиллионную долю процента. Известно, что энергия фотонов в современной Вселенной составляет в эквивалентных единицах выше 10–4 от критической массы (2·10–4 ρкрит). Таким образом, для относительно разумного регулирования (надо, чтобы осталось место и для существования самих регулирующих структур) имеется приличный запас, т.е. миллион раз.
