Kur ieškoti nežemiškos gyvybės už Saulės sistemos ribų: fantaziją žadinanti kelionė į Visatos platybes

Ankstesniame straipsnyje rašiau apie tai, kaip ir kur ieškoma gyvybės Saulės sistemoje, o šįkart pažvelkime toliau, į planetas prie kitų žvaigždžių.

Idėja parašyti šį straipsnį man kilo tada, kai išgirdau apie Breakthrough Starshot projektą – planą išsiųsti zondą į artimiausią Saulei žvaigždę Kentauro alfą. Net ir mažyčio zondo skrydis iki jos truks dvidešimt metų, taigi nežemiškos gyvybės paieškos kol kas turės apsiriboti stebėjimais, o ne fiziniu nuvykimu į vietą ir patikrinimu, ar po kokiu akmeniu nesislepia ateivis. Kokie tie stebėjimai, kur geriausia ieškoti gyvybės pėdsakų ir kokie tie pėdsakai gali būti?

Protinga komunikacija. Akivaizdžiausias nežemiškos gyvybės egzistavimo įrodymas būtų protingų būtybių išsiųstų radijo ar panašių signalų aptikimas ir dekodavimas. Apie tokį kontaktą prirašyta ir prifilmuota gausybė fantastikos, apie tai kartais pasvarsto ir mokslininkai. Visgi tikimybė sutikti tokią gyvybę – protingą nežemišką civilizaciją – yra labai menka. Atstumai tarp žvaigždžių yra didžiuliai; mūsų signalai į kosmosą sklinda daugiau nei septynis dešimtmečius, bet per tą laiką jie pasiekė tik 70 šviesmečių spindulio rutulį aplink Žemę. Šiame rutulyje yra apie 10 tūkstančių žvaigždžių. Skaičius atrodo didelis, bet palyginus jį su Galaktikos disko skersmeniu – apie 100 tūkstančių šviesmečių – ir ten esančiu šimtu milijardų žvaigždžių, optimizmas mažėja. Tam, kad mūsų pasiektame rutulyje būtų nors viena nežemiška civilizacija, su kuria galėtume užmegzti ryšį, Paukščių Take šiuo metu turėtų būti bent milijonas aktyviai komunikuojančių civilizacijų. Turint omeny, kad Žemėje gyvybė egzistavo daugiau nei tris milijardus metų iki pradėdama siųsti signalus į kosmosą, būtų verta tikėtis, kad kiekvienai komunikuojančiai civilizacijai tenka po kokius 30 milijonų arba daugiau planetų, kuriose egzistuoja gyvybė, bet signalų į kosmosą nesiunčia. Padauginę milijoną iš 30 milijonų, gauname 30 trilijonų – gerokai daugiau gyvybingų planetų, nei Paukščių Take yra žvaigždžių. Taigi faktas, kad kol kas nesusidūrėme su komunikuojančia nežemiška civilizacija, stebinti neturėtų.

Toks mąstymas, kokį aprašiau aukščiau, yra vienas iš Fermi paradokso sprendimo būdų. Fermi paradoksas – tai italų mokslininkui Enriko Fermi priskiriama frazė, jog „jeigu Paukščių Take pilna nežemiškų civilizacijų, tai kodėl mes nematome jokių jų pėdsakų?“. Komunikacijų lėtumas – vienas iš paaiškinimų. Aišku, jis nėra vienintelis, ir argumentacija nėra nepaneigiamai tvirta. Bet visgi tikėtis visai šalia (galaktiniais masteliais šnekant) gyvenant kitą protingą civilizaciją būtų naivu. Daug didesnė tikimybė, jei tokios civilizacijos kur nors egzistuoja, aptikti jų paliekamus ilgalaikius pėdsakus.

Vienas iš tokių pėdsakų gali būti didžiuliai statiniai žvaigždžių sistemose, keičiantys žvaigždžių spinduliuotę. Pavyzdžiui, Daisono sfera yra kiautas, pastatomas aplink žvaigždę, leidžiantis jo gyventojams surinkti visą žvaigždės skleidžiamą šviesą. Jei kokia nors žvaigždė Galaktikoje būtų apgaubta tokiu kiautu, mums matoma jos spinduliuotė labai pasikeistų – praktiškai nebeliktų regimųjų spindulių, tačiau pro kiautą prasiskverbtų šiek tiek ultravioleto ir rentgeno, o kiautas sugertą spinduliuotę perspinduliuotų kaip infraraudonuosius spindulius, kuriais žvaigždė spindėtų ypatingai ryškiai. Prieš keletą metų vienas astronomas išnagrinėjo kosminio infraraudonųjų spindulių teleskopo IRAS duomenis, daugiau nei 250 tūkstančių žvaigždžių, ir tarp jų neaptiko nei vienos akivaizdžios Daisono sferos. Tai neįrodo, kad jų nėra apskritai, bet tokie statiniai menkai tikėtini.

Daisono sferos menkai tikėtinos dar ir todėl, kad vienai tokiai pastatyti aplink Saulę, kad jos spindulys būtų kaip Žemės orbitos spindulys, reikėtų daugiau medžiagos, nei yra Saulės sistemoje, neskaitant pačios Saulės. Čia jau nekalbant apie tai, kad didelė tos medžiagos dalis yra vandenilis ir helis planetose dujinėse milžinėse, o šios medžiagos statybai panaudojamos sunkiai. Taigi Daisono sferą statyti yra nepraktiška. Egzistuoja ir kiek menkesnės alternatyvos – Žiedinis pasaulis (išpopuliarintas Lario Niveno to paties pavadinimo romane) ir Daisono spiečius. Žiedinis pasaulis – tai juosta aplink žvaigždę, kurios plotis gali būti keletą kartų didesnis, nei Žemės skersmuo. Toks statinys nesugers visos žvaigždės energijos, tačiau suteiks praktiškai begalinį plotą gyvenimui. Ir medžiagų jam reikės gerokai mažiau, nei Daisono sferai. Daisono spiečius – daugybės energijos surinkimo stočių grupė, skrajojanti aplink žvaigždę ir renkanti jos energiją bei perduodanti ją į planetą ar kur kitur bereikėtų. Apie spiečius šiek tiek kalbėta pernai, kai aptikta žvaigždė KIC 8462852, kurios šviesis kinta labai smarkiai ir labai netvarkingai. Daisono spiečius – vienas iš galimų tokio kintamumo paaiškinimų. Visgi jokių protingos civilizacijos signalų nebuvimas verčia atmesti tokią idėją ir likti prie paprastesnės ir natūralios – kad KIC 8462852 kintamumą nulemia kometų debesis.

Dar vienas pėdsakas gali būti matomas ir iš kitų galaktikų. Jeigu protingos civilizacijos nesusinaikina, o auga ir vystosi, laikui bėgant jos turėtų kolonizuoti savo galaktikas nuo vieno krašto iki kito. Praskristi tarp galaktikų gali būti neįmanoma, tačiau vieną galaktiką apskristi būtų galima vos per keletą milijonų metų. Jei civilizacija išsivysto iki tokios, kad gali išnaudoti visus galaktikos resursus (tai vadinama Kardaševo III tipo civilizacija), tai jos gyvenama galaktika gali atrodyti labai kitaip, nei tuščia. Pavyzdžiui, tokia civilizacija galėtų aplink galaktiką sukurti dulkių skydą, kuris pritemdytų galaktikos šviesą iki vos pastebimos. Bet tokių galaktikų paieškos, atliktos Planck kosminio teleskopo duomenų kataloge, teigiamų rezultatų irgi nedavė. Kitokių anomalijų, kurias galėtų sukelti galaktinio masto inžinerija, irgi nepavyko aptikti. Taigi taip labai išsivysčiusių civilizacijų mūsų regimoje Visatoje turbūt irgi nėra.

Nekomunikuojanti gyvybė. Žmonija – vienintelė gyvybės rūšis Žemėje, siunčianti tiesioginius signalus į kosmosą. Ir mes tą darome visai neilgai. Praktiškai visą Žemės gyvavimo laiką joje egzistavo gyvybė, kuri apie save kosmosui tiesiogiai pranešti nebandė. Bet pranešė netiesiogiai, o analogiškų pranešimų kitose planetose ieškoti galime ir mes.

Visa gyvybė Žemėje vykdo tam tikras chemines reakcijas. Daugumos organizmų atveju tose reakcijose dažnai dalyvauja deguonis. Deguonis yra toks atomas (tiksliau – molekulė, nes palaidi atomai greitai sukimba į poras), kuris ilgai pats vienas nesilaiko. Jis yra labai reaktyvus – tai su anglimi pagamina anglies dvideginį, tai su vandeniliu vandens garus, tai su jais abiem kokias nors karbonatines uolienas ir taip toliau. Panašiai elgiasi ir metanas, kurio mūsų atmosferoje nėra daug, bet visas, kiek yra, jis sukurtas gyvybinių procesų. Tad mūsų Žemės atmosfera, pažiūrėjus iš šalies, iškart išduoda, kad čia yra gyvybės, mat deguonis ir metanas be gyvybinių procesų gana greitai pranyktų. Galimų molekulių, kurių egzistavimas atmosferoje leistų spręsti apie gyvybės egzistavimą, yra daug daugiau. Pavyzdžiui, net jei planetoje nėra deguonies, gyvybė galėtų išskirti įvairius sieros junginius. Neprisirišant prie vieno konkretaus elemento, o nagrinėjant tūkstančius molekulių, sudarytų iš šešių pagrindinių gyvybei reikalingų elementų – anglies, vandenilio, azoto, deguonies, fosforo ir sieros – kombinacijų, paaiškėja, kad Žemėje apie ketvirtį jų kuria gyvybė. Jei kažkas panašaus vyksta ir kitose planetose, tai tokių biologinių žymeklių (angl. biosignatures) turėtų būti tikrai daug.