Что, если мы не понимаем наше место во Вселенной?

Нашей Вселенной около 14 млрд лет, и 3,5 млрд лет на нашей планете существует жизнь. Но что происходило во Вселенной до этого?

Астроном из Гарварда Ави Лоеб (Avi Loeb) называет этот период «обитаемой эпохой», он верит, что ее существование изменит понимание человечеством нашего места в космосе. У нас есть один снимок жизни в ранней Вселенной, сделанный спустя 400 000 лет после Большого взрыва.

Изображение молодой Вселенной, созданное с помощью данных WMAP, собранных за девять лет. Здесь представлены колебание температуры 13,77-миллиардной давности (в различных цветах), показывающие как точки становились галактиками.

На изображении представлен космический микроволновой фон (КМФ), именно его видят астрономы, когда нацеливают свои телескопы в далекие просторы космоса, улавливая свет, путешествующий по Вселенной миллионы и миллиарды лет. Не забывайте, что ему требуется время, чтобы добраться до Земли (его скорость лишь 300 000 км/с), так что свету звезд, который мы видим в ночном небе, может быть тысячи лет. КМФ гораздо старше. Он остался с того времени, когда во Вселенной еще не было звезд. 

Если КМФ для вас не более чем разноцветные капли, все потому, что так оно и есть. Радиоастрономы Арно Пензиас (Arno Penzias) и Роберт Уилсон (Robert Wilson) получили Нобелевскую премию за открытие того факта, что капли являются остатками теплого газа, который выходил вскоре после Большого Взрыва. В некоторых областях газ плотнее, чем в других, со временем, когда Вселенная стареет и остывает, там обычно формируются звезды и галактики. Но в течение миллионов лет Вселенная была чем-то средним между сгустком газа и сегодняшней прохладной темнотой, полной галактик. Тогда-то и была обитаемая эпоха Лоеб.

Это было время, когда сформировались самые первые твердые объекты, примерно через 10-20 млн лет после Большого взрыва.

Ави Лоеб (Avi Loeb)астроном, Гарвардский Университет

Первые объекты были очень маленькими.

Под «маленьким» он понимает что-то меньше галактики средних размеров (нашего Млечного Пути, например). На самом деле, тогда не было галактик, только большие звезды, возможно, заключенные в темную материю.

Ави Лоеб (Avi Loeb)астроном, Гарвардский Университет

Мы можем создать симуляцию ранних звезд, тогда станет видно, что они были в десятки, а то и сотни раз больше Солнца.

Вокруг таких гигантских звезд, плавающих в одиночестве, легко могли кружить каменные миры, подобные нашей Земле. Вот тут начинается самое интересное. Сегодня, когда астрономы открывают планету, новость обычно сопровождает разочаровывающий отчет о том, что она находится не в «обитаемой зоне», которая предполагает нахождение на определенной орбите и возможное наличие воды в жидком состоянии. 

Чтобы получить жизнь в нашем понимании, необходима вода, большинство астрономов предполагают, что жизнь может появиться только на планете, находящейся в обитаемой зоне. Но в ранней Вселенной, размышляет Лоеб в своей статье, опубликованной в Astrobiology в конце прошлого года, все могло быть в обитаемой зоне. 10-20 млн лет после Большого взрыва Вселенная купалась в горячем газе, который мы видели на КМФ, он остыл до температуры, которая могла поддерживать жидкую воду не зависимо от расстояния до родительской звезды. Температура окружающей среды Вселенной обеспечивала достаточно тепла, чтобы превратить ледового гиганта, как Нептун, например, в водяного. Поэтому Лоеб называл этот период «обитаемой эпохой».

Однако странное время для зарождения жизни. Многие строительные блоки жизни на Земле, такие как углерод и металлы, существуют только благодаря взрывам массивных звезд, называющихся сверхновыми и сигнализирующими о смерти звезд. Это был период, когда твердое вещество было аномалией, до появления большинства элементов периодической таблицы. Звезды были редкостью и находились далеко друг от друга. 

Ави Лоеб (Avi Loeb)астроном, Гарвардский Университет

Жизнь, возможно, была более изолированной по сравнению с сегодняшней. Сейчас мы являемся частью галактики, где поблизости находятся десятки миллиардов звезд.

Тем не менее, Лоеб утверждает, что редкие звезды и планеты могли формировать более жаркие и энергичные регионы в море горячего газа. Здесь энергия могла дать толчок жизни и жидкой воде, струящейся по поверхности планет с атмосферой. Относительная изоляция этих миров могла защитить их от таких угроз, как космическое излучение и бомбардировка астероидами, двух опасностей, которые способны разом уничтожить все живое на Земле. Была ли эта жизнь разумной? «Нет», утверждает Лоеб. 

Вселенная менялась очень быстро, у видов был лишь один миллион лет, чтобы появиться на планете, прежде чем газовые облака остынут и поменяют среду обитания. Однако миллиона лет достаточно для возникновения одноклеточных существ. Затем появляются другие формы жизни, приспособленные к более холодным условиям. Но могла ли в таком эволюционном окне сформироваться цивилизация, подобная человеческой? Шансы невелики, ведь требуется как минимум 65 миллионов лет, чтобы из маленьких пушистых млекопитающих третичного периода получились современные люди.

Обитаемая эпоха, вероятно, была одиноким и странным временем для живых существ. Но если Лоеб прав (а ему верят такие физики, как Фримен Дайсон (Freeman Dyson) из Принстона), то жизнь была не такой уж и редкостью. 

И вдруг наша планета перестала быть такой особенной, мы больше не были в центре всего. Лоеб считает, что жизнь на Земле тоже не такая уж такой уникальная. 

Вероятно, что множество других глаз уже смотрели в небо задолго до того, как зажглось наше Солнце. Для Лоеба обитаемая эпоха является частью более полного понимания нашей Вселенной как места, где жизнь могла существовать во многих местах. 

В настоящее время астрономы пытаются сконструировать приборы, которые смогли бы идентифицировать жизнь в других мирах, возможно, по следам молекулярного кислорода, который практически всегда оставляют формы жизни. При этом у Лоеба есть один совет для космологов: