Вселенная, жизнь, разум - Иосиф Шкловский

Межзвездные пылинки движутся вместе с межзвездным газом, плотность которого примерно в 100 раз больше, чем пыли. Движение же облаков межзвездного газа носит беспорядочный, нерегулярный характер. Такие облака, продвинувшись, на расстояние в несколько десятков световых лет, могут резко изменить направление своего движения и даже слиться с другими облаками. В таких условиях движение спор (так же как и межзвездных пылинок) будет похоже на беспорядочное движение малых частиц в некоторых растворах (так называемое «броуновское движение»). Вычисления показывают, что для того, чтобы переместиться на расстояние 1000 световых лет (это примерно 1/20 размеров Галактики), споре потребуется несколько сотен миллионов лет, а для перемещения через всю Галактику — сотни миллиардов лет, что в ~ 10 раз превышает возраст нашей звездной системы.

Спорам, путешествующим по межпланетным и межзвездным пространствам, грозят большие опасности. Аррениус не учитывал, например, радиационную опасность, что вполне естественно для его времени. Между тем этот вопрос для всей концепции панспермии может иметь решающее значение. В пределах планетных систем основной опасностью является ультрафиолетовое излучение центральной звезды, длина волны которого меньше 0,3 мкм. Такое излучение губительно для микроорганизмов. Подсчеты, аналогичные выполненным в гл. 13, показывают, что микроорганизмы получат смертельную дозу излучения еще задолго до того, как они достигнут орбиты Марса. Исходя из этих соображений. Саган приходит к любопытному выводу, что обмен живыми микроорганизмами может быть только между планетами, достаточно удаленными от их солнца. Например, в нашей Солнечной системе живые споры могут переноситься от Урана к Нептуну.

Что касается выбрасывания спор за пределы планетных систем, то разные звезды в этом отношении имеют весьма различную эффективность. Например, у карликовых сравнительно холодных звезд световое давление совершенно недостаточно для того, чтобы выбросить микроорганизмы в межзвездное пространство. С другой стороны, имеются основания полагать (см. гл. 10), что около сравнительно горячих массивных звезд планетных систем нет. Таким образом, «активные» звезды заключены в довольно узких спектральных пределах — приблизительно от F2 до G5.

Из-за губительною ультрафиолетового излучения Солнца в настоящее время живые споры космическою происхождения не могут, по-видимому, выпадать на Землю. (Следует заметить, однако, что если спора попадет в какую-нибудь расщелину на пылинке, она будет надежно «забронирована» от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей. Такую естественную возможность всегда надо учитывать.) Можно, однако, предположить, что в первоначальный период существования нашей планеты ультрафиолетовое излучение Солнца имело значительно меньшую интенсивность, чем сейчас. Выдвинув такую гипотезу, Саган получил интересный результат. Чтобы в течение первого миллиарда лет своей истории Земля получила только одну спору из космоса, нужно считать, что каждая из звезд Галактики (а их примерно 1011) имеет обитаемую планету и что за миллиард лет каждая планета выбрасывает в космос 1 т спор. Разумеется, эти числа можно варьировать. Например, если обитаемых планет во Вселенной 108, то каждая из них должна выбрасывать в космос за 1 млрд. лет 1000 т спор.

Сейчас совершенно ничего нельзя сказать о том, сколько может выбрасывать в космос спор такая обитаемая планета, как наша Земля. Поэтому, полагает Саган, в настоящее время гипотезу панспермии нельзя считать заведомо ошибочной, хотя аргументов в ее пользу также нет. По его мнению, наиболее вероятно найти следы живой субстанции на спутниках внешних планет, особенно на довольно крупном спутнике Нептуна — Тритоне.

Можно, однако, выдвинуть несколько возражений против выводов Сагана. Во-первых, ультрафиолетовое излучение Солнца в течение первых сотен миллионов лет существования нашей планеты было примерно таким же, как и сейчас. Даже в начале этого периода, когда Солнце было еще сжимающейся звездой, его температура не очень сильно отличалась от современной. Это следует хотя бы из рассмотрения рис. 14, где приведены эволюционные треки звезд на диаграмме «спектр — светимость». Во-вторых, Саган почему-то забывает, что споры из межзвездного пространства будут выталкиваться давлением солнечного света за пределы Солнечной системы. Ведь с самого начала предполагается, что такие споры выталкиваются световым давлением за пределы тех планетных систем, где они зародились. Наконец, за сотни миллионов лет блужданий в межзвездной среде они могут получить смертельную дозу радиации, которая присутствует в форме космических лучей. Ведь поток первичных космических лучей там практически такой же, как и на Земле. За это время через такую спору размером в 10 мкм пройдет примерно 10 млрд. частиц сверхвысоких энергий, из которых добрая сотня тысяч будет поглощена веществом споры. Это соответствует дозе излучения в несколько миллиардов рентген. Последствия такой «бомбардировки» могут быть только летальными. (Необходимо заметить, что споры некоторых микроорганизмов и вирусы не гибнут даже при дозах жесткого излучения, достигающих 1 млн. рентген. Все же, как показывают оценки, дозы радиации, полученные вирусами и спорами при «межзвездных путешествиях», значительно больше.)

Большую опасность для спор, блуждающих в межзвездном пространстве, могут представлять горячие звезды, которые на огромные расстояния, исчисляемые сотнями световых лет, ионизуют и сильно нагревают межзвездный газ. В таких обширных областях межзвездной среды, окружающих горячие звезды, космические пылинки, в том числе и споры, могут быть полностью разрушены.

Крик и Оргелл приводят два чисто биологических аргумента в пользу гипотезы «направленной панспермии». Они полагают, что химический состав живых организмов в какой-то степени должен отражать химический состав среды, в которой проходила их эволюция. Поэтому присутствие в составе организмов элементов, исключительно редких на Земле, может служить «намеком» на то, что жизнь зародилась далеко за пределами нашей планеты, где химический состав среды совсем иной. Почему, например, довольно важное место в жизнедеятельности клеток занимает молибден, в то время как гораздо более обильные и химически сходные с ним хром и никель заметной роли в биохимических процессах не играют? Между тем известны очень редкие звезды с аномально высоким содержанием молибдена. Может быть, они окружены богатыми молибденом планетами?

Другим аргументом в пользу этой гипотезы является универсальность генетического кода (см. гл. 12). В самом деле, почему все живущие организмы — от простейших до человека — используют совершенно одинаковый генетический код? Ведь мыслимо множество модификаций такого кода. Панспермия непринужденно объясняет эту удивительную особенность; хотя, конечно, это можно объяснить «борьбой за существование» организмов с разными генетическими кодами.

В общем, доводы Крика и Оргелла нельзя считать очень серьезными, но внимания они заслуживают. В высшей степени неожиданную и беспрецедентно смелую гипотезу выдвинули Хойл и Викрамасинг. Довольно давно известную широкую полосу поглощения, наблюдаемую в спектрах инфракрасных галактических источников и обычно приписываемую межзвездным частицам льда, они предложили считать обусловленной находящимися в межзвездной среде бактериями, сходными со спорами! Единственным основанием для столь смелой гипотезы является значительно лучшее совпадение профилей полосы поглощения, обусловленной бактериями, чем при поглощении межзвездными льдинками подходящих размеров (рис. 78). Такой аргумент, однако, представляется совершенно недостаточным. Например, можно подобрать такое распределение размеров льдинок, которое даст лучшее совпадение наблюдаемого и теоретического профилей. Наконец, любое «загрязнение» межзвездного льда, ожидать которое вполне естественно, может изменить профиль полосы поглощения. Похоже на то, что эта гипотеза пробует подвести «научную базу» под знаменитый фантастический роман «Черное облако», написанный одним из авторов этой экстравагантной гипотезы — профессором Хойлом…

# Карим, Хойл и Викрамасинг нашли большое сходство спектра ультрафиолетового излучения шести звезд со спектром, возникающим при поглощении света бактериями. Более поздние детальные исследования, однако, не подтвердили этого открытия. Они исключают отождествление деталей спектра с поглощением или рассеянием в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области спектра с триптофаном (гетероциклическая аминокислота, используемая клетками организмов для биосинтеза), протеинами, вирусами, диатомовыми водорослями или другими живыми или высушенными земноподобными биологическими клетками. #