Астрономия

Проблемы обнаружения внесолнечных планет

Первая мысль может заключаться в том, что обнаружение несложно: просто наблюдайте за системой с помощью телескопа и ищите планеты. Сложность такого подхода двоякая.

• Во-первых, звезды находятся чрезвычайно далеко. Ближайшая к Солнцу планета находится примерно в 260 000 раз дальше, чем Земля. На таком расстоянии радиус Земля-Солнце уменьшился бы всего на 0,8 угловых секунды, что соответствует углу, охватываемому булавочной головкой расположенной на удалении полкилометра. Интересующие нас звезды обычно находятся по меньшей мере в десятки раз дальше от нас, что делает их недоступными почти для всех современных телескопов.
• Вторая проблема заключается в том, что звезды значительно ярче планет. Если вспомнить, что планеты светятся отраженным светом, а не за счет собственной энергии, Земля будет казаться примерно в миллиард раз тусклее Солнца.

Методы для обнаружения внесолнечных планет

Изобретательность разработчиков приборов впечатляет.  Есть планы для будущих приборов, которые попытаются блокировать звездный свет, или используя устройства, называемые интерферометрами. С помощью интерферометров можно получить такое исключительное  угловое  разрешение, позволяющее свести к минимуму рассеивание звезд.

Однако в текущих наблюдениях астрономы пробуют различные методы наблюдения за внесолнечными планетами решая проблему обнаружения существования жизни во Вселенной. Другая возможность может возникнуть для систем, которые специально ориентированы на поиск существования жизни на внесолнечных планетах. Если, с нашей точки зрения, планета вращается по орбите так, что она пересекает звезду спереди, а затем сзади, то мы имеем пример частичного затмения. Например, Земля имеет радиус примерно 1/100 Солнечного, поэтому она будет блокировать (1/100)2 = 10-4 света. Если бы звезда была достаточно близка и ярка достаточно, чтобы мы могли измерить это падение интенсивности. Имея достаточное количество орбит, мы смогли бы установить, что это было периодическим явлением, а не просто результатом солнечных пятен или естественного изменения освещенности. Действительно, очень успешная миссия «Кеплер» использовала этот метод для обнаружения тысяч планет — кандидатов. Это называется кандидатами, а не обнаружениями, потому что могут возникнуть некоторые другие сбивающие с толку эффекты (например, иногда на заднем плане будет двойная звезда).

Надежный метод для подтверждения того, что у нас есть настоящая планета — доплеровский сдвиг. Этот эффект знаком любому, кто слышал приближающийся, а затем удаляющийся вой сирены. Высота звука кажется высокой, когда источник шума приближается к нам, затем кажется низкой, когда он удаляется. То же самое происходит и со светом. Когда источник приближается к нам, частота увеличивается. Например, красный свет в остальной части кадра источника может казаться зеленым или синим. Обратное произошло бы, если бы источник удалялся от нас.

Кроме того, поскольку гравитация универсальна и взаимна, планета притягивается к своей звезде-хозяину так же, как и отталкивается. Сила одинакова в любом случае, но инерция звезды намного больше, чем у планеты, а это означает, что в то время как планета движется с большой скоростью по большой орбите , звезда движется по крошечному кругу и довольно медленно. Например, рассмотрим систему Земля-Солнце. Земля движется по орбите радиусом 1 а.е. со скоростью около 30 км с−1. Солнце в 300 000 раз массивнее Земли, поэтому оно движется по орбите радиусом всего около 500 км и со скоростью всего 10 см с−1. Немного! Такая скорость все еще не обнаруживается вокруг обычных звезд. Однако движение Солнца в ответ на движение Юпитера составляет изрядные 4,5 метра в секунду, и это поддается измерению. Однако этот метод обнаружения означает, что обнаружить некоторые типы планет намного легче, чем другие. Это называется эффектом выбора. Эффекты выбора во многих отношениях влияют на астрономию.

Проблема полимеров

Клеточные белки, ДНК, РНК — все это полимеры, очень длинные молекулы, наподобие нитей. Строение полимеров довольно простое, они состоят из частей, повторяющихся в определенном порядке. К примеру, целлюлоза — самая распространенная молекула в мире, которая входит в состав растений. Одна молекула целлюлозы состоит из десятков тысяч атомов углерода, водорода и кислорода, но вместе с тем это не что иное, как многократное повторение более коротких молекул глюкозы, сцепленных между собой, как в ожерелье. Белки — это цепь аминокислот. ДНК и РНК — последовательность нуклеотидов. Причем суммарно это очень длинные последовательности. Так, расшифрованный геном человека состоит из 3 миллиардов пар нуклеотидов.

В клетке полимеры производятся постоянно с помощью сложных матричных химических реакций. Чтобы получить белок, у одной аминокислоты нужно отсоединить гидроксильную группу OH с одного конца и атом водорода с другого, и только после этого «приклеить» следующую аминокислоту. Нетрудно видеть, что в этом процессе образуется вода, причем снова и снова. Освобождение от воды, дегидратация, — очень древний процесс, ключевой для зарождения жизни. Как он происходил, когда еще не было клетки с ее фабрикой по производству белков? Возникает проблема и с теплым мелким прудом — колыбелью живых систем. Ведь при полимеризации вода должна удаляться, но это невозможно, если ее полно вокруг.

Самые древние микробы

В черных сланцах Западной Австралии возрастом 3,5 миллиарда лет сохранились остатки самых древних организмов, когда-либо обнаруженных на Земле. Видимые лишь под микроскопом шарики и волоконца принадлежат прокариотам — микробам, в клетке которых еще нет ядра и спираль ДНК уложена прямо в цитоплазме. Древнейшие окаменолости обнаружил в 1993 году американский палеобиолог Уильям Шопф. Вулканические и осадочные породы комплекса Пилбара, что к западу от Большой песчаной пустыни в Австралии — одни из самых старых пород на Земле. По счастливой случайности эти образования не столь сильно изменились под действием мощных геологических процессов и сохранили в прослоях остатки ранних существ.

Убедиться в том, что крохотные шарики и волоконца в прошлом были живыми организмами, оказалось трудно. Ряд мелких бусинок в горной породе может быть чем угодно: минералами, небиологической органикой, обманом зрения. Всего Шопф насчитал 11 видов окаменолостей, относящихся к прокариотам. Из них 6, по мнению ученого, — это цианобактерии, или синезеленые водоросли. Подобные виды до сих пор существуют на Земле в пресных водоемах и океанах, в горячих ключах и близ вулканов. Шопф насчитал шесть признаков, по которым подозрительные объекты в черных сланцах следует считать живыми.

Вот эти признаки: 1. Ископаемые сложены органической материей 2. У них сложное строение — волоконца состоят из клеток разной формы: цилиндров, коробочек, дисков 3. Объектов много — всего 200 ископаемых включают в себя 1 900 клеток 4. Объекты похожи друг на друга, как современные представители одной популяции 5. Это были организмы, хорошо приспособленные к условиям ранней Земли. Они обитали на дне моря, защищенные от ультрафиолета толстым слоем воды и слизи 6. Объекты размножались как современные бактерии, о чем говорят находки клеток в стадии деления.

Обнаружение столь древних цианобактерий означает, что почти 3,5 миллиарда лет назад существовали организмы, которые потребляли углекислый газ и производили кислород, умели скрываться от солнечной радиации и восстанавливаться после ранений, как это делают современные виды. Биосфера уже начала складываться. Для науки в этом кроется пикантный момент. Как признается Уильям Шопф, в столь почтенных породах он бы предпочел найти более примитивные создания. Ведь находка древнейших цианобактерий отодвигает начало жизни на период, стертый из геологической истории навсегда, вряд ли геологи когда-либо смогут его обнаружить и прочесть. Чем старше породы, тем дольше они пребывали под давлением, температурой, выветривались. Помимо Западной Австралии на планете сохранилось только одно место с очень древними породами, где могут встретиться окаменолости — на востоке Южной Африки в королевстве Свазиленд. Но африканские породы за миллиарды лет претерпели сильнейшие изменения, и следы древних организмов потерялись.

В настоящее время геологи не нашли начала жизни в горных породах Земли. Строго говоря, они вообще не могут назвать интервал времени, когда живых организмов еще не было. Не могут они и проследить ранние — до 3,5 миллиарда лет назад — этапы эволюции живого. Во многом из-за отсутствия геологических свидетельств тайна происхождения жизни остается нераскрытой.

Реалист и сюрреалист

Первая конференция Международного общества по изучению происхождения жизни (ISSOL) состоялась в 1973 году в Барселоне. Эмблему к этой конференции нарисовал Сальвадор Дали. Дело было так. Джон Оро, американский биохимик, был дружен с художником. В 1973 году они встретились в Париже, отобедали у «Максима» и отправились на лекцию по голографии. После лекции Дали неожиданно предложил ученому зайти на другой день к нему в отель. Оро пришел, и Дали вручил ему рисунок, символизирующий проблему хиральности в живых системах. Два кристалла растут из сочащейся лужи в виде перевернутых песочных часов, что намекает на конечное время эволюции. Слева сидит женская фигура, справа стоит мужчина и держит крыло бабочки, между кристаллами вьется червячок ДНК. Изображенные на рисунке левый и правый кристаллы кварца взяты из книги Опарина «Происхождение жизни на Земле» 1957 года. К удивлению ученого, Дали хранил эту книгу у себя в номере! После конференции супруги Опарины поехали в гости к Дали, на берег Каталонии. Обе знаменитости умирали от желания пообщаться. Между реалистом и сюрреалистом завязалась длинная беседа, оживленная языком мимики и жестов — ведь Опарин говорил только по-русски.

Где же другие планеты земного типа? (Экзопланеты)

Увлечение возможностью существования жизни в других частях Вселенной привело к третьей теории. Предположительно, инопланетяне, если они вообще существуют, должны жить на планетах, вращающихся вокруг звезд. Из того, что мы узнали о других планетах, вращающихся вокруг Солнца, ясно, что мы одни в нашей Солнечной системе. Но как насчет планет, вращающихся вокруг других звезд?

До недавнего времени у нас не было никаких доказательств существования планет за пределами Солнечной системы. Большинство людей предполагали, что планеты должны быть, но мы просто не могли их обнаружить. Это изменилось 25 лет назад. С тех пор число известных экзопланет увеличилось почти до 4000. Движущей силой поиска экзопланет было желание показать, что планетные системы существуют везде. Не каждая планета подойдет: по-видимому, она должна быть похожей на Землю, чтобы поддерживать жизнь.

Что же обнаружило открытие этой сокровищницы экзопланет? Данные показали, что планеты, вращающиеся вокруг других звезд, и даже планетные системы, действительно распространены. Более того, в отчетах утверждается, что некоторые из экзопланет (хотя и не многие) похожи на Землю.

Но когда вы ознакомитесь с данными ближе, то увидите, что с каждой из планет возникают проблемы. Каким критериям должна отвечать планета, чтобы действительно быть похожей на Землю? Во-первых, она должна быть примерно такого же размера. Если планета слишком велика, ее сильная гравитация сохранит неправильный состав газов для поддержания жизни. Но если планета слишком мала, слабая гравитация вряд ли удержит атмосферу вообще. Поэтому только очень малый диапазон масс может претендовать на звание «земной».

Во-вторых, похожая на Землю планета должна иметь подобный состав. Земля имеет много железа и никеля в своем составе, большая часть которых находится в ее ядре. Это создает магнитное поле, которое является ключевым для защиты жизни от смертоносных частиц, испускаемых звездами, вокруг которых планета вращается, и других источников излучения в космосе. Но необходимы и другие элементы, такие как кремний (силиций). Без кремния любая планета, вероятно, была бы газовым гигантом, таким как Юпитер, или водным миром без суши.

В-третьих, планета земного типа должна вращаться в узком диапазоне, называемом «обитаемой зоной». Если экзопланета вращается вокруг своей звезды слишком близко, то жар будет выпаривать всю жидкую воду, необходимую для жизни. Но если экзопланета находится слишком далеко, вся вода на ней замерзнет, что затруднит выживание населяющих ее существ.

Но это поднимает четвертую проблему: вращение вокруг звезды правильного типа. Даже если планета вращается в пределах обитаемой зоны своей звезды, что хорошего в том, если нестабильная звезда испускает смертельное излучение? Большинство «земных» планет, которые появляются в новостях, вращаются вокруг очень тусклых красных карликов. Последние печально известны своими магнитными бурями, которые высвобождают огромное количество заряженных частиц. Любая экзопланета, вращающаяся слишком близко, будет купаться в излучении, которое в сотни, если не тысячи раз больше, чем на Земле.

Поскольку красные карлики весьма малы, обитаемая зона находится очень близко к звезде. Это создает еще одну проблему: исключает возможность защитного магнитного поля. Как? Поскольку такие планеты вращаются вокруг своих родительских звезд очень близко, то приливные силы, вероятно, замедляют вращение планеты, что предотвращает образование магнитного поля. Без магнитного поля заряженные частицы уничтожат атмосферу экзопланеты.

В-пятых, сильная приливная сила, вероятно, зафиксировала бы эти экзопланеты в синхронном вращении, причем одна сторона планеты будет постоянно обращена к звезде, а другая — в сторону. Половина планеты будет слишком горячей для жизни, в то время как другая половина будет постоянно заморожена. Только узкий диапазон территории вдоль границы мог бы поддерживать жизнь, при условии, что других проблем нет. Во всяком случае, ни одна из предполагаемых планет земного типа не похожа на Землю вообще.

Если бы вы спросили большинство ученых 30 лет назад, сколько планет земного типа они ожидали бы найти среди 4000 экзопланет, мало кто сказал бы: «Ни одной». Вместо этого большинство полагало бы, что мы найдем много планет, похожих на Землю.

Девять этапов, который должна будет преодолеть жизнь, чтобы достичь “расцвета космического масштаба”. Вот эти этапы:

• Звездная система с пригодными для обитания мирами
• Репродуктивные молекулы (например, РНК)
• Одноклеточные прокариотические организмы
• Одноклеточные эукариотические организмы
• Половое размножение
• Многоклеточная жизнь
• Животные, способные использовать инструменты
• Индустриальная цивилизация
• Широкомасштабная колонизация планетной или звездной системы
  Согласно гипотезе «Великого фильтра», все эти этапы невероятно сложные и в любом случае хотя бы на одном из них жизнь должна “споткнуться”. Если «фильтр» находится на раннем этапе, то дальнейшее возникновение сложных форм жизни на гипотетической планете будет огромной редкостью или вообще невозможно. Если «фильтр» расположен “ближе к концу”, то многие цивилизации должны были пройти наш текущий уровень развития и закончить свое существование чуть позже (по какой-либо причине). По мнению Хенсона, это может означать, что точка, где человечество ждет конец, еще впереди.

Нас не должно здесь быть

А вот и нет. Согласно опубликованному пресс-релизу, анонсирующему упомянутую новую статью, «… текущие оценки предполагают, что магическое число от 40 до 100 нуклеотидов не может возникнуть с вероятностью 100% в том объеме пространства, которое мы называем наблюдаемой частью Вселенной».

Ну как Вам? Расслабьтесь. Все это лукавство. Ключевым моментом здесь является термин «наблюдаемая часть Вселенной».

«Нужно отметить что Вселенная, на самом деле, имеет гораздо большие размеры, чем та часть, которую мы видим», – сказал Тотани. «Современная космология считает, что Вселенная сразу после своего рождения пережила период быстрого расширения. При этом возникла просто чудовищная область пространства. Которую мы не можем наблюдать с Земли. Фактор наличия такого большего объема космоса очень сильно увеличивает шансы на то, что жизнь во Вселенной где-нибудь обязательно возникнет», – добавил исследователь.

Да, наша Вселенная намного больше ее наблюдаемой с Земли части. И, вероятно, она содержит не менее 10 ^ 100 (в сотой степени) похожих на Солнце звезд. Такое их количество, по мнению ученых, вполне обеспечивает вероятность того, что жизнь может возникнуть самопроизвольно.

С чем это можно сравнить? Представьте себе что где-то, возле какой-то очень-очень далекой звезды, есть невзрачная каменистая планета. А на этой планете есть пустыня. И в этой пустыне, прямо посреди нее, стоит ЭВМ ЕС-1045. И появилась она здесь в результате природной активности этого странного мира…

Так вот. Вероятность того, что органические молекулы сами собой случайно соберутся в молекулу РНК на насколько порядков меньше…

Исследования по поиску разумной жизни во Вселенной

• Поиск экзопланет. Астрономы используют различные методы для обнаружения экзопланет – планет, находящихся вокруг других звезд. Методы включают наблюдения за изменениями в свете звезды при прохождении планеты перед ней (метод транзитов) или измерения дополнительной “качественной” скорости звезды из-за гравитационного воздействия планеты (метод измерения радиальной скорости).
• Исследование атмосфер. Ученые анализируют спектры света, проходящего через атмосферы экзопланет, чтобы определить наличие химических элементов и молекул, которые могут быть связаны с жизнью, такими как вода, кислород и углеродные соединения.
• Поиск биомаркеров. Ученые ищут так называемые биомаркеры – характерные химические сигнатуры, которые могут указывать на наличие жизни. Например, определенные сочетания газов в атмосфере могут быть следствием жизнедеятельности организмов.
• Поиск радиосигналов: SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) – это исследование, направленное на обнаружение радиосигналов или других видов электромагнитных волн, которые могут быть результатом коммуникации другой разумной цивилизации.
• Анализ марсианских илей. Примером активных исследований является изучение поверхности Марса и его подповерхностных слоев. Ученые ищут следы биологической активности, которая могла существовать в прошлом или даже существует в настоящее время.
• Поиск микроорганизмов в космических условиях. Научные миссии, такие как миссии на Луну и Марс, проводят анализ почвы, грунта и других материалов на предмет наличия микроорганизмов.
• Планирование будущих миссий. Например, миссия Europa Clipper НАСА предполагает исследование спутника Юпитера – Европы, под поверхностью которого может находиться жидкая вода, что создает возможности для существования жизни.

Выдержка из текста

Возраст нашей солнечной системы составляет около 4,5 миллиардов лет. Таков же возраст образцов самых старых лунных пород. Самые старые породы на Земле насчитывают 3,96 миллиарда лет. Примерно с этого же времени отсчитывают начало жизни на Земле. Простейшие одноклеточные живые существа были повидимому на Земле уже 3,5 миллиарда лет тому назад. За этим последовало возникновение более сложных форм жизни. Понимание возникновения и развития жизни несмотря на популярные утверждения обратного содержит еще очень много пробелов.

узнать тайну рождения Вселенной, решить проблему происхождения жизни и

Что движет жизнью на земле?

Цель реферата: Концепции современного естествознания» считается одолевание односторонне гуманитарного профиля образования и ознакомление студентов-гуманитариев с важными достижениями современного естествознания, составление целостной мировоззренческой научной картины мира, синтезирующей основательные представления гуманитарного и естественнонаучного познаний, становление широты и эластичности мышления, творческого потенциала слушателей за счет освоения базовых идей, навыка и установок современного естествознания.

Проблема происхождения жизни во всем ее многообразии интересовала человечество с давних пор, причем интерес проявляли не только специалисты в области биологии, но и просто любознательные люди.Первоначально проблема возникновения жизни рассматривалась как философский аспект мировоззрения и как акт божественного творения. Таким образом первоначально проблема зарождения жизни рассматривалась с точки зрения креационизма и стационарного состояния.

Да и само понятие «проблемы…» можно истолковать по-разному. С одной стороны, это может быть проблемой существования внеземных цивилизаций (далее ВЦ), с другой стороны – это проблема поиска ВЦ, с третьей – проблема поиска ВЦ (если они существуют).

Но проблема внеземных цивилизаций вытекает из философских вопросов о множественности жизни во вселенной.

В основе этих процессов лежат химические силы, за которыми скрывается одна из фундаментальных сил природы − электромагнитное взаимодействие. Процессы соединения атомов в молекулы широко распространены во Вселенной. В межзвездной среде, где концентрация вещества ничтожно мала, тем не менее, обнаруживаются молекулы водорода. Там же встречаются мельчайшие пылинки, в их основе − кристаллики льда или углерода с примесью гидратов разных соединений. Молекулярный водород вместе с гелием образуют газопылевые облака. Но самое интересное, с чем столкнулись наблюдатели, − это неожиданно большое присутствие в космосе разнообразных органических молекул, вплоть до таких сложных, как молекулы аминокислот. В межзвездных облаках насчитали более

5. видов органических молекул. Еще удивительнее, что органические молекулы находят во внешних оболочках некоторых не очень горячих звезд и в сложных соединениях, температура которых незначительно отличается от температуры абсолютного нуля. Таким образом, синтез молекул, в том числе органических, распространенное и вполне обыденное явление в космосе .

Никто не знает, как возникла жизнь во Вселенной

Ученым наших дней не остается ничего, кроме упрямого повторения набившей оскомину гипотезы. Она гласит, что строительные блоки жизни могут самопроизвольно собираться в сложнейшие молекулы при определенных условиях. Это процесс называется абиогенезом. Конечно, многие детали подобного события остаются неизвестными для нас. И мы просто не знаем точно, как все это произошло. Но одно знаем точно – однажды это точно произошло. И еще нам интересно – а как часто подобное чудо происходит в природе вообще?

«Как появилась жизнь во Вселенной?» – один из самых интригующих вопросов нашего бытия. И пока мы не ответим на него, мы просто не имеем права заявлять о том, что хоть что-то знаем об окружающем нас мире…

И ученые пытаются на него ответить. В токийском университете есть один профессор астрономии, который очень активно ищет ответ на этот вопрос. И вот недавно он написал новую статью под названием «Возникновение жизни в инфляционной Вселенной». Она опубликована в издании «Nature Scientific Reports».

Почему их здесь нет? (парадокс Ферми)

Одним из самых известных ученых, размышляющих на эту тему, является физик Энрико Ферми. Примерно в 1950 году он обедал с двумя коллегами, когда тема внеземной жизни была поднята. В то время большинство людей понимали, что наша цивилизация скоро будет достаточно развитой, чтобы отправиться в космос. Но Ферми отметил, что если бы разумная жизнь была распространена во Вселенной, то вряд ли бы мы были самой развитой цивилизацией.

Он рассудил, что если бы существовали инопланетные цивилизации, многие из них уже завоевали бы космос. Если так, то, в конце концов, эти цивилизации рискнули бы отправиться в далекий космос, колонизируя попадающиеся им на пути планеты. Но ни одна из этих инопланетных цивилизаций еще не появилась на Земле. Так где же инопланетяне?

После 70 лет парадокс Ферми (как это наблюдение стало называться) остается загадкой для тех, кто верит, что жизнь распространена во Вселенной.

Где их радиосигналы? (SETI)

Через десять лет после Ферми астроном Фрэнк Дрейк пошел другим путем, чтобы проверить, существует ли разумная жизнь в других частях Вселенной. К этому времени люди уже несколько десятилетий передавали радиоволны. Многие радиоволны проходят через атмосферу Земли и попадают в космос, поэтому инопланетные цивилизации должны иметь возможность уловить их и узнать о нашем существовании. Дрейк повернул этот процесс вспять — он рассудил, что если другие цивилизации могут обнаружить наши радиопередачи, то мы должны быть в состоянии поймать их сигналы тоже.

В 1960 году Дрейк организовал проект «Озма». Ученые следили за радиосигналами от двух ближайших солнцеподобных звезд — Тау Кита и Эпсилона Эридана. Сто пятьдесят часов мониторинга в течение четырех месяцев не выявили никаких сигналов. В 1970-х годах астрономы Бен Цукерман и Патрик Палмер расширили работу Дрейка в проекте «Озма II». В течение четырехлетнего периода работы «Озма II» периодически контролировала 670 близлежащих солнцеподобных звезд. Опять же, никаких обнаружений радиосигналов.

Радиотелескоп Грин-Бэнк, который впервые был использован для исследования SETI в 1960 г. д-ром Фрэнком Дрэйком, который управлял проектом «Озма».

В 1980-х годах масштабы SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence/поиск внеземного разума), как стала называться эта инициатива, значительно расширились. Достижения в области технологий сделали поиск более простым и эффективным. Увеличивалось государственное и частное финансирование. Одной из долгосрочных программ является SERENDIP (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations/поиск внеземных радиоизлучений от соседних развитых разумных популяций). Поскольку большие исследовательские телескопы стоят дорого, SERENDIP использовала ресурсы существующих астрономических исследовательских программ, просеивая их данные, чтобы найти возможные разумные сигналы. Чтобы снизить затраты, их проект SETI@home заручился помощью сотен тысяч добровольцев, которые с помощью своих персональных компьютеров помогают в процессе просеивания.

Еще один заметный проект SETI — это телескопический массив Аллена (Allen Telescope Array /ATA) в радиообсерватории Хат-Крик (Hat Creek) в Северной Калифорнии. Финансируемый соучредителем Microsoft Полом Алленом, ATA начал функционировать в 2007 году и состоит из 42-х радиотелескопов высотой 6,1-метра. Несмотря на некоторые бюджетные проблемы, в настоящее время он работает 12 часов в день.

Это лишь некоторые основные инициативы SETI, и все время предлагаются новые. На протяжении многих лет различные программы SETI генерировали терабайты данных без какого-либо намека на инопланетную передачу.

Современные возможности для связи с иными цивилизациями

На современном уровне развития научно-технического прогресса установить непосредственный контакт с иными цивилизациями (если таковы имеются вообще) невозможно из-за огромных расстояний. Чтобы добраться до ближайшей звезды потребуется 40 тысяч лет и то не факт, что около нее будут обнаружены какие-то следы жизни. Расстояние с другими звездами в десятки, а то и тысячи раз больше.

Однако ученые не исключают возможность установить  контакт на расстоянии, используя различные сигналы и приемники. Специалисты уже неоднократно пытались послать в космос сигнал, который смогли бы принять и расшифровать на других планетных системах.

На Земле для беспроводных связей всегда использовалось радио. Именно поэтому основные поиски внеземных цивилизаций происходят в радиодиапазоне. В последние несколько лет специалисты пытаются поймать лазерный сигнал в оптическом диапазоне. На малых расстояниях лазерная связь может передавать большое количество информации за короткий промежуток времени. Если же расстояние большое, то луч приходится пропускать через оптико-волоконный кабель.

Внеземные цивилизации ученые пытаются отыскать параллельно с решением других астрономических задач – изучением нейтронных звезд, черных дыр, то есть, не отрывая телескопы от их основных целей. Даже, если однажды инопланетяне и смогут поймать земной сигнал, то останется вопрос, смогут ли они его расшифровать. Ведь вполне вероятно, что иные цивилизации вне Земли могут существенно от нас отличаться и не понять отправленное им послание.

Наблюдать за внеземными сигналами стали в 1960 году. Фрэнсис Дрейк установил антенну диаметром 26 метров и попытался принять сигнал от звезд t Кита и Эридана. Его проект получил название «ОЗМА». Сигналы, отправленные искусственным путем, обнаружить не удалось. Но с тех пор ученые начали активную работу в этой сфере.

Позже было разработано еще несколько проектов для установки связи с внеземными цивилизациями —  SETI, SERENDIP, Darwin, TPF. Но пока ни один из них не был увенчан успехом.

Какие условия необходимы для развития жизни

Существует три основных условия, необходимых для развития жизни вне Земли:

• вода – она входит в состав всех живых организмов;
• газовая атмосфера – нужна для газового обмена между внешней средой и живым организмом;
• подходящая температура.

К числу других условий, необходимых для жизни вне Земли, относится внешняя энергия. Это может быть энергия ультрафиолетовой радиации, космических лучей или электрических разрядов. Она просто необходима для последующего развития живых организмов.

В свое время благоприятная среда для развития жизни сложились на Земном шаре. А так как эти условия сформировались естественным путем, во время эволюции нашей планеты, есть вероятность полагать, что они смогли возникнуть и на других планетах, схожих с Землей.

А.И.Опарин предполагает, что простейшие формы жизни на Земном шаре появились, когда планету покрывал сплошной океан. Тогда в результате соединения водорода с углеродом образовались самые простые органические соединения. Дальше молекулы этих соединений начали объединяться и укрупняться, что привело к формированию более сложного раствора органических веществ. На последней стадии зарождения жизни выделились комплексы молекул, что и стало началом развития земных живых организмов.

Эволюция жизни на Земле

Ученые определили, что в основе формирования земного типа живых организмов лежат соединения углерода. Дело в том, что этот элемент широко распространен и в космическом пространстве. Его нашли в газовых оболочках других планет Солнечной системы, в звездных атмосферах, кометах и даже в межзвездной материи.

Развитие представлений о существовании жизни вне Земли

Первые представления о существовании жизни вне Земли возникли еще в древние времена. Свои предположения о развитии других миров древние мыслители объясняли масштабами Вселенной. За многие столетия идея о множестве иных миров существенно трансформировалась и приобрела более конкретный характер. Сейчас к основным аргументам проблемы существования жизни вне Земли относят:

• научные данные в сфере астрономии утверждают, что возникновение звезд может сопровождаться формированием планетарных систем;
• в галактиках сосредоточены миллиарды звезд, примерно 10% из них похожи на наше Солнце. Вполне вероятно, что около каких-то из них формируются системы планет. Возможно, на определенной планете созданы условия, подходящие для развития жизни вне Земли;

если на планете сформировались условия для развития жизни, то значит там зародились примитивные формы. Спустя несколько миллиардов лет формы жизни станут более сложными, что может привести к развитию разума, культуры, цивилизаций.

На сегодняшний день проблема поиска жизни вне Земли остается актуальной, ученые так и не смогли привести ни одного конкретного доказательства о существовании внеземного разума. С одной стороны продолжаются разработки в сфере межзвездной связи, часть из которых уже реализуется, а часть – только в перспективе. Со второй же стороны, все полученные результаты являются отрицательными, что вызывает сомнения в вопросе:существует ли вообще жизнь вне Земли.

За всю историю поиска жизни вне Земли нельзя сказать, что ученые исследовали огромное количество звезд в широком диапазоне. Но и нет вероятности, что один из экспериментов принесет положительные результаты и внеземные цивилизации все-таки будут найдены.

Современная космология

Космологией называется раздел астрономии, который занимается изучением происхождения и развития Вселенной в целом. С научной точки зрения, Вселенная является системой, обладающей особыми свойствами.

Еще в древности человечество задавалось вопросами о происхождении Вселенной. Но тогда весь процесс мироздания объяснялся деятельностью богов. Со временем, когда влияние церкви на человека уменьшилось, ученые постарались объяснить эволюцию Вселенной с помощью физических и химических законов. Существенный прорыв в изучении космического пространства произошел после изобретения телескопа. Тогда астрономы узнали, что численность звезд на небе исчисляется многочисленными миллионами. В середине XIX века с помощью прибора определили расстояние до ближайших звезд.

Немного позже создали шкалу измерений расстояний до более отдаленных космических объектов. В ее основу легли наблюдения за особым типом переменных звезд – цефеид и измерения красного смещения спектров астрономических тел. Благодаря анализу спектральных смещений было установлено, что Вселенная расширяется, то есть промежутки между скоплениями галактик постоянно увеличиваются.

Активное развитие современная космология получила в ХХ веке. В это время Эйнштейн выдвигает несколько теорий относительно Вселенной, которые в дальнейшем он смог доказать на примере уравнения гравитационного поля. Все исследования ученого, так или иначе, были связаны с общей теорией относительности. Эйнштейн рассматривал Вселенную как однородное, стационарное и изотропное пространство. Другими словами она имела определенные границы и положительную кривизну. На этом развитие основ современной космологии не закончилось. 

Александр Фридман в 1922 г выдвинул мнение, что расширение Вселенной происходит из начальной сингулярности.

Предположение Фридмана было подтверждено после открытия Эдвином Хабблом космологического красного смещения. Это привело к возникновению теории Большого Взрыва, актуальность которой сохраняется и сегодня. Все вышеперечисленные открытия и представления составляют основу современной космологии.

Кроме этого современной научной космологии удалось установить приблизительный возраст Вселенной. По мнению специалистов, он составляет 13,8 миллиардов лет.