Публікація " Людина у Всесвіті.Імовірність життя на інших планетах,"

Комунальний заклад

«Лисичанська спеціалізована школа I-III ступенів №27»

Лисичанської міської ради Луганської області

Підготувала учитель фізики Харченко Неля Миколаївна

План

 1. Вступ

 2.Що таке життя

 3.Антропний принцип

4.Пошуки життя в Сонячній системі. 

5.Пошуки життя в Галактиці.

6.Можливі наслідки контактів з чужими цивілізаціями.

7. Використані джерела

 Всесвіт - це весь існуючий матеріальний світ, безмежний у просторі і часі.        Він безперервно змінюється і постійно розширюється.  У вужчому сенсі Всесвіт - світ небесних тіл із законами їхнього руху та розвитку, їхній розподіл у часі і просторі. Матерія у Всесвіті розподілена дуже нерівномірно, значна частина її зосереджена в окремих більш або менш густих космічних тілах: галактиках, зорях і туманностях. Відстані між окремими об’єктами вимірюють у світлових роках, тобто відстанях, які світло проходить за один рік (від Сонця до найближчої до нас зорі воно йде понад 4 роки).

Але мене весь час цікавить питання : «Чи існує життя у нашому Всесвіті, чи ми одні?» В даній роботі  я хочу з`ясувати це питання.

Немає нічого більш хвилюючого, ніж пошуки життя і розуму у Всесвіті. Людина не заспокоїться, поки не розгадає загадку свого походження. Для цього потрібно дізнатися таємницю народження Всесвіту, вирішити проблему походження життя і зрозуміти природу розуму. Астрономи і фізики вивчають Всесвіт, досліджують його походження та еволюцію. Біологи і психологи вивчають живі істоти та розум. А походження життя хвилює всіх: астрономів, фізиків, біологів, хіміків. На жаль, ми знаємо тільки одну форму життя - білкову та лише одне місце у Всесвіті, де це життя існує, - планету Земля. Якби вдалося виявити інші населені планети, тоді загадку життя було б розгадано набагато швидше. А якби на цих планетах були б розумні істоти... Дух перехоплює, варто тільки уявити перший діалог з братами по розуму.

1.Що таке життя .

Земля - колиска життя.  Приймімо апріорі, що життя може існувати на холодних небесних тілах - планетах. Подивімося, наскільки закономірним чи випадковим був процес зародження життя на Землі.

В численних лабораторних експериментах вже давно було показано, що для утворення складних органічних молекул, які передують виникненню життя, необхідні наступні умови: наявність у складі небесного тіла всіх хімічних елементів, які входять до складу живого; відповідний температурний режим, що забезпечує перебування води у газоподібному і рідкому стані; відсутність кисню в атмосфері планети, бо за його наявності утворюється озоновий екран, що поглинає сонячний ультрафіолет, який, руйнуючи електронні оболонки атомів, дає їм змогу об'єднуватись у складні передбіологічні молекулярні сполуки.

Як тільки ці умови виконано, в силу добре відо­мих законів фізики та хімії негайно починається утворення складних органічних спо­лук. Тож напевне, початок життя на планеті Земля був цілком закономірним явищем, бо на ній реалізувалися всі необхідні початкові умови.

А от подальший перехід від переджиття до життя, а також його існування стали можливими за підтримання стабільними впродовж мільярдів років цілком певних ха­рактеристик зовнішнього середовища. І ця умова також реалізувалась на Землі.

З усього сказаного вище можна зробити дуже важливий висновок: формування переджиття - процес, властивий не тільки Землі.

Оскільки закони фізики і хімії універсальні для усього видимого Всесвіту, на будь-якій планеті, знаходиться вона у Сонячній системі чи в якійсь іншій зоряній си­стемі, за наявності відповідних умов повинні йти схожі процеси. Неорганічне утво­рення органічних, нехай і простих, сполук з подальшим їхнім ускладненням - це по­всюдний космічний процес.

У Всесвіті є всі передумови для того, щоб ми не вважали існування життя та ро­зуму на Землі чимось винятковим. Інша справа-наскільки ймовірно знайти у Всесвіті планети, де б реалізувались умови, подібні до земних. В даному випадку не будемо розглядати можливі екзотичні форми життя, такі як життя на нейтронних зорях, ор­ганізація галактики в живу систему, життя у величезних міжзоряних хмарах тощо.

2.   Антропний принцип.

Сутність антропного принципу полягає в тому, що поява життя, розуму є невід’ємною частиною Всесвіту, природним наслідком її еволюції. Наш Всесвіт дивно пристосований до виникнення та розвитку в ньому життя. Так, з нескінченної розмаїтості початкових умов і значень фізичних сталих, які, імовірно, виникали в ранньому Всесвіті, реалізувалися тільки придатні для існування розумного життя. Ось кілька прикладів. 1. Ми живемо у просторі трьох вимірів. Але тільки в такому просторі можливі стійкі планетні рухи (гравітаційна взаємодія). 2. Якщо б гравітаційна стала була в кілька разів більшою, то й час життя Сонця як стійкої гарячої кулі у вигляді плазми вимірювався б кількома десятками мільйонів років. 3. Якщо б маса електрона була втричі більшою за сучасну, то й час життя протона був би малим. Під час взаємодії протона з електроном протон розпадався б на нейтрон і нейтрино. Тоді зорі й галактики складалися б з нейтронів, а більш складних форм не могло б існувати. 4. Якщо б середня густина речовини у Всесвіті була значно меншою, то сили інерції (розльоту) переважали б над силами тяжіння. Тому не встигли б утворитися зорі й галактики. І цей ряд можна продовжити. Отже, висновок один: наш Всесвіт є єдиним цілим, погодженою системою, у якій має місце й існування життя.

2. Пошуки життя в Сонячній системі.

 Життя - це складна система хімічних та біологічних сполук з високим ступенем упорядкованості, яка зберігає величезний об’єм інформації про себе та довколишній світ. За рахунок збільшення нестабільності в довкіллі зростає об’єм інформації усередині живого організму, а потім ця інформація передається нащадкам у майбутнє. Земля за багатьма параметрами є закритою системою, тому проблема виживання людства пов’язана з освоєнням космосу. Наша цивілізація зробила перші кроки в цьому напрямку - ми почали дослідження Сонячної системи. Але у процесі проникнення людства в космос виникають проблеми контактів з іншими цивілізаціями.

Інші форми життя цікавили людство віддавна. Колись люди думали, що заселено всі планети, навіть Місяць. Але що більше дослідники дізнавалися про планети, то менш оптимістичними ставали їхні прогнози. Із часом вчені дійшли висновку про можливість існування життя на Венері та Марсі. Однак вивчення поверхні Венери показало, що ніщо живе не може вижити на цій планеті. Найбільш імовірно придатною до життя планетою дослідники вважають найзагадковішу планету - Марс.

Головною метою польотів автоматичної орбітально-посадкової станції «Вікінг» до Марса був пошук життя на цій планеті. Було виконано кілька складних біологічних експериментів. У ході аналізу марсіанського ґрунту не було виявлено жодних слідів експериментів. У ході аналізу марсіанського ґрунту не було виявлено жодних слідів органічних сполук - продуктів життєдіяльності мікроорганізмів. Такий самий прилад при пробах антарктичного ґрунту знайшов значну кількість викопних органічних сполук. У 1976 р. станція «Вікінг» передала на Землю фото загадкового об’єкта (з області Сідонія) розміром 1,5 км, його назвали «головою сфінкса» (мал. 8.1).

Було висунуто гіпотезу, що це архітектурне спорудження давньої цивілізації. Але у 2001 р. космічний апарат Mars Global Surveyor передав на Землю більш детальний знімок цього об’єкта (мал. 8.2).

Нановому зображенні добре видно, що «голова сфінкса» - природна структура. Тоді як пошуки життя на Марсі не увінчалися успіхом, космічний апарат «Галілео», який вивчав систему Юпітера, передав повідомлення, що на одному з великих супутників - Європі - виявлено океан теплої води, який перебуває під крижаним панциром. Поверхня Європи вкрита водяним льодом з тріщинами й хаосами.

3. Пошуки життя в Галактиці. Формула Дрейка. Сучасна наука визначає позаземні цивілізації як гіпотетичні суспільства розумних істот, які можуть виникнути й існувати за межами Землі.

Для оцінки числа позаземних цивілізацій у Галактиці американський радіоастроном ФренсісДрейк запропонував таку формулу: N = RfnkdqL, де N - число позаземних цивілізацій у Галактиці; R - швидкість утворення зір у Галактиці (близько 10 зір за рік); f - частина зір, що мають планетні системи; n - середнє число планет, що входять у планетні системи й екологічно придатні для життя; k - частина планет, на яких дійсно виникло життя; d - частина планет, на яких після виникнення життя розвинулися його розумні форми; q - частина планет, на яких розумне життя досягло фази, що забезпечує можливість зв’язку з іншими світами, цивілізаціями; L - середня тривалість існування таких неземних (космічних, технічних) цивілізацій.

У цій формулі всі величини, крім першої, мають дуже невизначений характер і визначаються на основі експертних оцінок учених. Тому оцінка загальної величини N невизначена. Одні підрахунки показують, що в наш час лише кілька геоподібних цивілізацій галактик (у яких 10¹¹ зір) готові до контакту з нами. Згідно з іншими, більш оптимістичними, - таких цивілізацій може бути значно більше. Як один з аргументів на користь того, що позаземні цивілізації - явище досить рідкісне, висувається відсутність видимих проявів їхньої діяльності.

Перші роботи з пошуку сигналів позаземних цивілізацій провів у 1960 р. Дрейк. Він досліджував радіовипромінювання найближчих зір (τ Кита й ε Еридана) на хвилі 21 см. Штучні сигнали виявити не вдалося, але еру пошуків сигналів неземних цивілізацій було відкрито. У наш час космічний простір прослуховується одночасно на багатьох частотах. Прийняті радіотелескопом сигнали обробляються комп’ютерами. У 1967 р. вперше зареєстрували періодичні сигнали, які надходили з міжзоряного простору, і їх назвали пульсарами. Аналіз сигналів показав, що пульсари жодного стосунку до інопланетних цивілізацій не мають, бо періодичні сигнали випромінюють нейтронні зорі.

 Табличка з посланням, адресована представникам позаземних цивілізацій

Паралельно ведеться робота з повідомлення позаземним цивілізаціям інформації про нашу земну цивілізацію. У 1974 р. з радіоастрономічної обсерваторії в Аресібо в бік кулястого скупчення М31 (сузір’я Геркулеса), що перебуває від Землі на відстані 24 тис.св. років, було спрямовано послання, що містить закодований текст про життя та цивілізацію на Землі. Інформаційні повідомлення про земну цивілізацію було запущено в космос на борту 4 автоматичних станцій: «Піонер-10» (старт 3.03.1972), «Піонер-11» (6.04.1973), «Вояджер-2» (20.08.1977) і «Вояджер-1» (5.09.1977). На борту «Піонерів» було прикріплено позолочені таблички з даними про землян (координати щодо пульсарів і щодо планет, зовнішній вигляд чоловіків, жінок, дітей тощо). «Вояджери», крім того, несли пластинку із сотнями кольорових і чорно-білих зображень Землі, тварин, людей, міст, техніки, звукозаписами привітань на багатьох мовах планети, пісень, голосів тварин та природних шумів (мал. 8.3). Інформація про нас звичайно не повна, але загальні уявлення отримати можна. Шкода, що ці зонди летітимуть мільйони років, і малоймовірно, що взагалі на них натраплять коли-небудь представники іншого розуму.

 Якщо інша цивілізація за інтелектом набагато випередила землян, то вона може вже здійснювати міжзоряні перельоти. Контакти між цивілізаціями можуть призвести до міжзоряних конфліктів, і ми маємо бути готовими до цього.

Останнім часом серед учених і філософів дедалі більше стверджується думка, що людство самотнє, якщо не в усьому Всесвіті, то принаймні в нашій Галактиці. Із цього випливає найважливіший висновок про значення, цінність та унікальність нашої цивілізації. Отже, людство величезною мірою відповідальне не тільки за нашу планету, а й за Всесвіт у цілому.

 4.     Можливі наслідки контактів з чужими цивілізаціями.

Зараз створена міжнародна організація SЕТІ (англ. Search of Extra Terrestrial Intelligence — пошуки позазем­ного розуму), яка розробила широку програму пошуків життя у Всесвіті. Виникає питання: для чого ми ведемо пошуки інопланетних цивілізацій? Чи може такий кон­такт з позаземним розумом принести нам якусь додатко­ву інформацію і допоможе вижити людству в цьому див­ному світі?

Справа в тому, що наша цивілізація зараз знаходиться у своєрідній ізоляції, бо Земля за багатьма параметрами  зачиненою системою. Згідно із законами еволю­ції складних систем у зачиненій системі зростає безлад і знищується інформація, тому зачинена система прире­чена на смерть. Прикладом такої своєрідної деградації зачиненої системи є звичайні теплові процеси — в ізольо­ваній колбі вирівнюються температура та густина. Цікаво, що цей закон зростання безладу у зачиненій системі діє і в людському суспільстві, тільки в цьому ви­падку мірилом служить не температура, а інформація. Людина є істотою суспільною, і вона може стати люди­ною, тільки спілкуючись з іншими людьми.Виникають і застереження щодо можливих наслідків контактів з цивілізацією, яка знаходиться на більш ви­сокому рівні розвитку. Якщо чужа цивілізація за інтелектом набагато випередила землян, то вона може вже здійснювати міжзоряні польоти. Тобто контакти третього типу можуть відбутись і на Землі, якщо до нас прилетять чужі космічні кораблі. У цьому випадку виникне головна проблема: чи захочуть ті розумні істоти з інших світів спілкуватися з нами, адже між нами і ними може бути інтелектуальна різниця. Контакти між цивілізаціями можуть призвести до міжзоряних конфліктів, і ми повинні бути готовими до цього.

Висновок.

Що таке життя? Даючи відповідь на це питання, зауважимо спочатку, що визначення терміну «життя», як і всі подальші міркування стосовно умов його виникнення, тривалого існування і еволюції, спираються на один-єдиний приклад - знання про життя на Землі. Іншого прикладу у нас поки що немає.

Життя — це складна відчинена система хімічних та біологічних сполук з ви­соким ступенем упорядкованості, яка зберігає величезний об’єм інформації про себе і навколишній світ. За рахунок збільшення хаосу в довкіллі зростає об’єм інформації всередині живого організму, а потім ця інформація передається нащадкам у майбутнє. Земля за багатьма параметрами є зачиненою системою, тому проблема виживання людства пов’язана з освоєнням космосу. Наша цивілізація зробила перші кроки в цьому напрямку — ми почали дослідження Сонячної системи. Але при експансії людства в космос виникають проблеми контактів з чужими цивілізаціями.

 В своїй роботі я намагавсядослідити питання пошуку життя у Всесвіті.  Матеріала по цій темі дуже багато і охопити його увесь в даній роботі не можливо. Тому у мене є ще час і бажання детальніще ознайомитись з цим питанням.

     Дану роботу можна використовувати  на конференції або  на класному часі, присвяченому дню космонавтики, а також і учням, які цікавляться цією темою.

Використані джерела:

 1. Климишин І.А,, Крячко І.П. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. К.: Знання України, 2002.

2.Пришляк М.П. Астрономія: 11кл. підручник для загальноосвіт. навч. закл.: рівень стандарту, академічний рівень/М.П. Пришляк; за заг. ред.. Я.С.Яцківа. – Х.: Вид-во «Ранок», 2011. – 160с.: іл.

Інтернетресурси:

*.https://history.vn.ua/pidruchniki/astronomy-11-class-sirotyk-2019-standard-level/39.php

*.https://stboastro.wordpress.com*https://www.mao.kiev.ua/biblio/jscans/svitogliad/svit-2017