Астробиология

Эта статья прошла проверку экспертом
Материал из «Знание.Вики»
Наука
Астробиология
экзобиология
Файл:Alien Plants Atmospheric Background.png
Тема космология
Предмет изучения происхождение эволюции и распространение жизни на других планетах во Вселенной
Период зарождения XX век
Значительные учёные Эдвиа Хаббл, Уильям Андерс, Вильям Гершель, Гавриил Тихов

Астробиоло́гия (экзобиоло́гия) — научная область, изучающая вероятность возникновения, развития и сохранения жизни на других планетах во Вселенной. Эта научная дисциплина опирается на достижения в области физики, химии, астрономии, космической биологии и космической медицины, экологии, географии, геологии, космонавтики для исследования возможности существования внеземной жизни[1].

Задачи астробиологии включают поиск пригодной для жизни среды как в пределах Солнечной системы, так и за её пределами, проведение лабораторных и практических исследований происхождения и раннего развития жизни на Земле и исследование потенциальных способностей жизни адаптации к сложным условиям жизни на Земле и в Космосе[2].

Происхождение термина

Термин астробиология предложил советский астроном Г. А. Тихов в 1953 году. Понятие образовано от древнегреческих слов «астрон» (др.-греч. ἄστρον) — «звезда», «биос» (др.-греч. βίος) — «жизнь» и «логия» (др.-греч. -λογία) — «наука». Есть различные синонимы термина «астробиология», однако все они включают две основные науки: астрономию и биологию[3].

Синонимом является слово «экзобиология», которое произошло от греческого экзо (др.-греч. ἔξω) — «вне, снаружи», биос (др.-греч. βίος) — «жизнь» и логия (др.-греч. -λογία) — «учение». Другой термин, использовавшийся в прошлом — ксенобиология, то есть «биология иноземцев». Этот термин был впервые употреблен писателем-фантастом Робертом Хайнлайном в его романе «Звёздный зверь» в 1954 году[3].

Первые исследования

Видение Аристотеля

An Astronomer (or Aristotle, or Euclidarius) LACMA 49.27.47.jpg

Аристотелевское представление рассматривало Солнце, Луну, другие планеты и звёзды как идеальные сферы, двигающиеся вокруг Земли и образующие концентрические круги[4]. Это представление воплощало собой геоцентрическую модель вселенной и было доминирующей концепцией в средние века[5]. Скорее всего, в тот период не возникало вопроса о существовании «жителей» за пределами нашей планеты[6].

Видение Коперника

В 1543 году Коперником была открыта шестая планета — Земля (пять других планет, такие как Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, были давно известны как объекты, движущиеся по небесной сфере на фоне звёзд)[5]. Эволюцией творческого мышления в астрономии XVI—XVII вв. стало основополагающее произведение Николая Коперника, «О перемене положений небесных сфер», которое увидело свет только в последние дни его жизни[7].

Stamp of India - 1973 - Colnect 372304 - Nicolaus Copernicus 1473-1543.jpeg

Ключевая мысль этого труда заключается в двух основных положениях: Земля не является неподвижным ядром видимого мира и, соответственно, она вращается вокруг своей оси, а также движется вокруг Солнца, занимающего центральное место в космосе. Коперник использовал вращение Земли вокруг своей оси для объяснения цикла дня и ночи и изменений в положении звезд, а также для описания видимого перемещения Солнца относительно звёзд и планетных колебаний, которые усложняли систему мира, предложенную Птолемеем[7].

Согласно Копернику, петли, которые планеты оставляют на фоне звёзд, обусловлены тем, что мы наблюдаем их не из центра их вращения, то есть не с Солнца, а с Земли. Польский учёный также первым определил, что Луна является спутником Земли, вращаясь вокруг неё. Изменение положения Солнца и Земли в системе позволило существенно упростить модель планетных движений вокруг нового центра вселенной. Говорил, что «все вращается вокруг Солнца»[8].

Книга Николая Коперника в итоге попала в список запрещённых книг в 1616 году и была разрешена только в 1823 году. Церковные деятели всех течений поняли опасность новой теории для своей веры. Она разрушала представление о небесном мире как месте пребывания Бога, хоть и величественном, но близком к человеку. Она смещала Землю — «ступни Его» — с центра вселенной и превращала её в ничтожную пылинку, затерянную в бескрайнем пространстве, населённом бесчисленными звездами и солнцами[8].

Первые мысли о внеземной жизни

Французский мыслитель и писатель Бернар ле Бовье де Фонтенель уже в конце XVII века высказал предположение о возможности существования жизни на других планетах. Автор пишет книгу-рассуждение «Разговоры о множестве миров»[9]. Название того времени вызывало споры, так как христианская вера утверждает, что существует лишь один мир, созданный Богом. В основе книги лежало популярное изложение гелиоцентрической концепции создания Вселенной и связанных с ней космологических взглядов[10].

Когда вам говорят, что Луна обитаема, вы тотчас же воображаете себе людей, сделанных по нашему образцу; и вот, если вы хоть чуточку теолог, вас начинают одолевать сомнения.Бернар Ле Бовье де Фонтенель, Рассуждения о религии, природе и разуме

Фонтенель продолжает рассуждать о том, что обитатели Луны не происходят от божественно созданного Адама. Философ обращается к концепции объединения и разнообразия материального мира, к идее «бесконечного многообразия, заложенного природой в свои творения»[11].

Солнце не нужно было открывать: естественно, что люди знали его всегда, но знали о нём очень мало. Довольно долго, примерно до XVIII века, его вместе с Луной включали в число семи планет. Даже в середине XIX века высказывались предположения о возможности жизни на Солнце[5].

В середине XVIII века многие учёные, связанные с просвещением, обсуждали вопрос внеземной жизни. Даже ведущие астрономы того времени, такие как Райт, Кант, Ламберт и Гершель, считали возможным, что планеты, луны и даже кометы могут быть обитаемыми[6].

Открытие Галактики — величайшее достижение ХVIII — начала ХIХ веков. Талантливейший английский астроном Вильям Гершель кропотливо подсчитывая число звёзд на многих сотнях отдельных площадок и выявлял обнаруживаемые при этом закономерности, Гершель сумел определить общую форму Галактики (именно он назвал её Млечный Путь), построил первую модель Галактики. Понял, что наш «звёздный остров» неизмеримо больше Солнечной системы. С этого, а также с изучения мира загадочных «туманностей» началось открытие крупномасштабной структуры Вселенной[12].

XIX век начался тем, что большинство учёных, философов и академических богословов разделяли убеждение в существовании внеземной жизни практически на всех небесных телах. В то время это считалось обоснованным предположением, основанным на растущем научном понимании космоса.

Долгое время астрономы не обращали внимания на значительные различия между планетами Солнечной системы в их химическом составе, атмосфере, гравитации, свете и тепле. Однако с развитием технологий телескопов и появлением спектроскопии астрономы стали способны изучать химический состав атмосфер близлежащих планет. Таким образом, исключается возможность наличия на этих планетах жизни, аналогичной земной[6].

Исследования ХХ века

Джордано Бруно утверждал, что звёзды — это далекие солнца, рассуждал о том, что вокруг других звёзд тоже должны быть планеты. Эта вполне логичная гипотеза получила реальное подтверждение лишь в самом конце ХХ века. Вокруг десятков звёзд сейчас открыты не только протопланетные диски (в них рождаются планеты), но и уже образовавшиеся планеты. Как правило, экзопланеты (те, что вне нашей Солнечной системы) довольно массивны, сравнимы с такими гигантами, как Юпитер, Сатурн, и жизнь на них невозможна. Однако уже есть данные и об открытии внесолнечных планет, по массе близких к планетам земной группы[13].

Солнечная система

Освоение Солнечной системы началось в первые десятилетия космической эры, отсчет которой пошел от 4 октября 1957 года — даты запуска первого искусственного спутника Земли (ИСЗ). Запуск произведен в нашей стране. Можно утверждать: во втором тысячелетии произошло открытие Солнечной системы. О том, как устроена Солнечная система, что представляют собой входящие в неё большие и малые небесные тела, каким закономерностям подчинено их движение и насколько устойчива Солнечная система, — уже в основном известно[14].

С помощью новейших технологий, астрономы в последние годы (одновременно со всем этим) используют свои силы и возможности для исследования мира галактик. В этот список включаются квазары и другие космические объекты, которые находятся на расстоянии от Солнечной системы более чем на тысячу мегапарсек (около миллиарда световых лет). Примерно десять световых лет[5].

Вследствие того, что квазары излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики, их удается обнаружить. Обсуждается изучение систем галактик — Местная группа (в которой находится наша Галактика с её спутниками), Туманность Андромеды, а также скопления и сверхскопления галактик. Крупнейшие фрагменты нашей Вселенной (Метагалактики) находятся в этих последних. Они будто сконцентрированы в узлах объемных сот (ячеек)[5].

Динамическое расширение Метагалактики является самым величественным эволюционным процессом, который когда-либо наблюдался в космосе. Открытие данного явления неразрывно связано с именем Эдвина Хаббла (1889—1953), который был американским астрономом, известным своими исследованиями в области звёздного неба. Именно в честь него был назван телескоп, который находится на орбите Земли с 1990 года и является уникальным[5].

Есть ли жизнь на Марсе?

Исследования Марса захватили ученых в ХХ веке. Интерес к вопросу не утихал к этому времени.

Граффити. Жизнь на Марсе.

Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе - об этом науке ещё неизвестно.Сергей Филиппов, актер

Гавриил Адрианович Тихов с женой в башне 6-дюймового Бредихинского астографа в Пулкове, 1912, журнал «Нива» № 17, 1912.

Один из исследователей Космоса Гавриил Адрианович Тихов был убеждён, что жизнь во Вселенной гораздо более распространена, чем иногда утверждается. Он уделял особое внимание изучению Марса и Венеры, полагая, что на них может существовать растительность[15].

Во время Великого противостояния Земли и Марса в 1909 году Гавриил Тихов сделал более тысячи фотографий Красной планеты, используя уникальные светофильтры, созданные специально для этой съёмки. Изучив снимки, учёный пришёл к выводу, что полярные шапки Марса состоят изо льда и снега, как и на Земле, а оптические свойства атмосферы обеих планет схожи. Однако главный вопрос о наличии растительности и жизни на Марсе оставался открытым[15].

Тихов решил искать ответ, опираясь на знакомые ему оптические свойства солнечных лучей. Он предположил, что марсианские моря и каналы должны отражать и поглощать их подобно земным лесам и полям. Совпадения не были обнаружены, а моря на Марсе имеют голубой, синий и фиолетовый цвета вместо зелёного[15].

Чтобы решить эту загадку, Тихов, по его собственным словам, спустился с небес на Землю и начал изучать свойства земных растений, растущих в различных климатических условиях. Его коллеги помогли ему, организовав научные экспедиции на Памир, Тянь-Шань и в Якутию, где климат похож на марсианский с его экстремальными перепадами температур и суровыми морозами. Оказалось, что спектр поглощения солнечных лучей растениями зависит от условий их роста. Тихов выдвинул гипотезу о том, что растения могут адаптироваться к суровым климатическим условиям, изменяя свои оптические свойства и регулируя поглощение солнечной радиации[15].

В новом образце с Марса обнаружены признаки жизниАмериканское космическое агентство NASA, Space.com

В мае 2024 года образец марсианской породы, добытый марсоходом Perseverance, содержит гидратированный кремнезём, который может быть связан с наличием жидкой воды на Марсе в прошлом. Это указывает на возможность существования жизни на Марсе в древности[16].

Лунные исследования

Уильям Андерс окончил Военно-морскую академию США, затем Технологический институт военно-воздушных сил. Он получил степень магистра наук в области ядерной техники и прошёл курс по разработке перспективных систем управления в Гарвардской школе бизнеса. В октябре 1963 года его приняли в отряд астронавтов НАСА. Он участвовал в создании лунного модуля и тестировал экспериментальный самолёт для отработки посадки на Луну[17].

Лунный автомобиль «Аполлон-17»

В 1968 году Уильям Андерс, Джеймс Ловелл и Фрэнк Борман отправились к Луне на корабле «Аполлон-8», который стартовал 21 декабря 1968 года. Это был первый пилотируемый запуск ракеты-носителя «Сатурн-5». Полёт длился 6 дней 3 часа 42 секунды. Астронавты проверяли работу систем корабля, впервые сфотографировали Луну с близкого расстояния, вели телепередачи и отслеживали навигационные ориентиры[17].

Обратный старт к Земле был самым рискованным манёвром экспедиции. Космонавты успешно приземлились на землю, совершив облёт вокруг Луны. В сентябре 1969 года астронавт ушёл из НАСА, а в 1973 году стал сопредседателем американо-советской программы по обмену технологиями в области ядерной энергетики. Уильям Андерс налетал более шести тысяч часов на разных самолётах и до последних дней жизни активно летал на небольших воздушных судах. В честь него назвали кратер на Луне[17].

Учёные НАСА в 2019 году распечатали капсулу с образцами лунного грунта, собранными в 1972 году во время миссии «Аполлон-17». Эти образцы хранились в лаборатории лунного грунта при Космическом центре имени Джонсона в Техасе[18].

Ученые НАСА открыли (капсулу) с образцами камней и грунта Луны, доставленную на Землю миссией "Аполлон-17", чистейшие образцы камней и реголита эры "Аполлон" были распечатаны впервые за более чем 40 летНАСА, РИА Новости

Распечатанную капсулу с образцами исследуют в лаборатории лунного грунта. Затем её содержимое передадут разным группам учёных НАСА для проведения научных исследований[18].

В 2024 году новый универсальный антропоморфный робот, разработанный в магнитогорском научно-производственном объединении принял участие в уникальном эксперименте SIRIUS 2024 в Центре подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина. Правительство Челябинской области сообщило, что в ходе испытаний провели проверку технологий управления роботом на лунной поверхности[19].

Открытия ХХI века

Неумирающая планета

Международная группа астрономов открыла уникальную экзопланету TIC365102760 b, которая сохраняет свою атмосферу, несмотря на смертоносное излучение звезды. Это противоречит существующим теориям о старении и гибели планет в экстремальных условиях. Учёные назвали новую планету «Феникс» в честь мифической птицы, возрождающейся из пепла[20].

Отрицательные ионы

Значительный шаг вперед в понимании лунной поверхности и её взаимодействия с солнечным ветром продвинуло обнаружение отрицательных ионов на поверхности Луны командой Европейского космического агентства[21].

Сигналы из Космоса

Международная команда астрономов обнаружила странный прерывистый космический сигнал, аналогов которому не существует. Исследователи не могут объяснить природу и происхождение сигнала. Исследователи предполагают, что это может быть связано с необычной нейтронной звездой, но не исключают и другие варианты[22].

Этот сигнал имеет цикл продолжительностью почти час (самый длинный из когда-либо наблюдавшихся). В ходе нескольких наблюдений мы видели, как он испускает длинные яркие вспышки, быстрые и слабые импульсы, а иногда совсем не излучает.Наука. Российская газета.

Вопросы без ответа

С увеличением объёма знаний расширяется область неведомого и таинственного. Простое перечисление проблем, ожидающих решения в будущем, займет много места. Поэтому ограничимся лишь некоторыми примерами. Гравитационные аномалии, предсказанные общей теорией относительности, стали проявлять себя в последние десятилетия. Их наблюдали как в парных системах звезд, так и в ядрах некоторых галактик. Какие новые концепции пространства и времени это открывает? Неужели мы когда-нибудь увидим воплощение идеи путешествий сквозь время через черные дыры[23]?

Решается загадочная проблема «темной материи», которая может составлять до девяноста процентов массы нашей Вселенной, а возможно, и больше. Как и где может быть распределена это неизведанная материя? Какова её природа, которая, как известно, обладает гравитационным свойством? Учёные пытаются найти ответ на этот вопрос, изучая искажения в форме многих тысяч звезд. Согласно мнению экспертов, деформации могут быть вызваны воздействием скрытой массы. Что это за масса? Может быть, существуют какие-нибудь аморфные скопления каких-либо частиц или даже целые космические системы, похожие на галактики? Или что-нибудь другое, неизведанное, вроде «физического вакуума»[23]?

Гипотеза о существовании множества мини-вселенных, одна из которых — Метагалактика, может найти своё подтверждение. Поиск «братьев по разуму» с использованием гигантских телескопических систем и установление практически значимых контактов с ними может увенчаться успехом. Идея Циолковского об освоении землянами далёких от Земли миров также имеет шансы на реализацию[24].

Хотя эти вопросы выходят за рамки чисто астрономических проблем, они демонстрируют важность астрономии в процессе становления земной цивилизации космической. Возможно, через сотни или даже тысячи лет некоторые из этих загадок станут считаться важнейшими открытиями в области познания и освоения Вселенной. Однако сегодня сложно предсказать, какие достижения науки будут считаться значимыми в преддверии четвёртого тысячелетия[5].

Важным вопросом для человечества становится распространение астрономических знаний с целью напомнить, что Человек — часть Вселенной, а значит, надо возродить потерянную в последнее время духовность[5].

Примечание

  1. ↑ Сурдин В.Г. Астробиология. Большая российская энциклопедия. Большая российская энциклопедия (08 августа 2023). Дата обращения: 8 июня 2024.
  2. ↑ Пресс-центр. Достижения в области астробиологических исследований. Фалькон: научное редактирование. Дата обращения: 8 июня 2024.
  3. ↑ 3,0 3,1 Пресс-центр. Что такое астробиология?. Генон. Дата обращения: 8 июня 2024.
  4. ↑ Жданова Д.В. Первая физико-космологическая картина мира Аристотеля. Студенческий научный форум - 2017 (2017). Дата обращения: 6 июня 2024.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 Левитан Е. Вселенная, открытая во втором тысячелетии. Наука и Жизнь (июнь 2024). Дата обращения: 7 июня 2024.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 История астробиологии, предмет изучения и значение / биология. Панорама. Дата обращения: 6 июня 2024.
  7. ↑ 7,0 7,1 Давыдова О. Николай Коперник: гелиоцентрическая система мира. «Просвещение» (19 февраля 2018). Дата обращения: 6 июня 2024.
  8. ↑ 8,0 8,1 Астрономическое открытие Николая Коперника и его мировоззренческое значение. Bstudy.net. Дата обращения: 6 июня 0204.
  9. ↑ Ле Бовье де Фонтенель Бернар. Рассуждения о религии, природе и разуме. Библиотека электронной литературы (2014). Дата обращения: 8 июня 2024.
  10. ↑ GeorgyNsk2017. Множество миров Фонтенеля. Пикабу (2021). Дата обращения: 6 июня 2024.
  11. ↑ Ле Бовье де Фонтенель Бернар. Рассуждения о религии, природе и разуме. Библиотека (2014). Дата обращения: 6 июня 2024.
  12. ↑ Ламонт Э. Сэр Уильям Гершель: основатель современной звездной астрономии. Креацентр Планета Земля (01 июня 2000). Дата обращения: 8 июня 2024.
  13. ↑ Одушевленная Вселенная, демоны и фокусник Моисей. Чему учил Джордано Бруно. Наука. ТАСС (17 февраля 2020). Дата обращения: 8 июня 2024.
  14. ↑ Пресс-центр. История освоения космоса. 1957 год - начало космической эры. Госкорпорация «Роскосмос» (04 октября 2016). Дата обращения: 8 июня 2024.
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 пресс-центр. Г.А. Тихов. Космический мемориал. Дата обращения: 8 июня 2024.
  16. ↑ Передельский Д. В новом образце с Марса обнаружены признаки жизни. Российская газета (3 мая 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 Ячменникова Н. Что известно о погибшем астронавте "Аполлона-8" Уильяме Андерсе, облетевшем Луну. Российская газета (8 июня 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  18. ↑ 18,0 18,1 Пресс-центр. Учёные НАСА распечатали капсулу с лунным грунтом, собранным в 1972 году - РИА Новости, 07.11.2019. РИА Новости (7 ноября 2019). Дата обращения: 8 июня 2024.
  19. ↑ Пинкус М. Магнитогорский робот прошел испытания в условиях лунной поверхности. Российская газета (07 июня 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  20. ↑ Передельский Д. Открыт невероятно живучий инопланетный мир. Российская газета (06 июня 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  21. ↑ Передельский Д. На Луне впервые обнаружен один из компонентов плазмы. Российская газета (06 июня 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  22. ↑ Передельский Д. Астрономы рассказали о необъяснимом сигнале из космоса. Российская газета (06 июня 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  23. ↑ 23,0 23,1 Еникеев А. Предложена гипотеза об антивселенной. Наука: Наука и техника (6 июня 2024). Дата обращения: 8 июня 2024.
  24. ↑ Лаговский В. Мы не одиноки во Вселенной: научный факт. Комсомольская правда (22 мая 2019). Дата обращения: 8 июня 2024.
WLW Checked Off icon.svg Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Астробиология&oldid=956011