Пространство современной Вселенной также выделяет участки, в которых возникновение и сохранение жизни оказывается более вероятным, чем в других. Поскольку 100%-ая вероятность этих событий имеет, по определению, место на Земле, поиски таких "привилегированных" участков – это перечень параметров, которые выделяют нашу планету среди прочих. Последнее утверждение – в соответствии с упомянутой выше аксиомой 3 – означает, что жизнь может возникнуть на "твердых" (скалистых) планетах, то есть там, где разнообразие материала в основных фазах (газообразной, жидкой и твердой) и его концентрация достаточны для длительной предбиологической, химической эволюции в направлении усложнения молекул и формирования каталитических циклов и гиперциклов, способных к эффективной конкуренции за субстрат и источники энергии. Согласно гипотезе, к которой склоняется большинство астрофизиков, образование планет проходило как процесс конденсации газо-пылевого облака – практически одновременно с образованием центрального светила. Хронология образования планетных систем выглядит примерно так:
0 – 100 тыс. лет – вращающееся облако растягивается в диск, в центре которого формируется звезда;
100 тыс – 2 млн лет – частицы пылевого облака слипаются в планетные зародыши с массами от лунной до земной;
2 млн лет – формируется первый газовый гигант и выметает астероиды первого поколения;
10 млн лет – газовый гигант стимулирует формирование других гигантов и планет земного типа; к этому времени газа почти не осталось;
800 млн лет – перегруппировка планет продолжается около миллиарда лет после начала их формирования.
Мы только-только начинаем обнаруживать небольшие скалистые экзопланеты земного типа у других звезд в окрестностях Солнечной системы, поэтому трудно сказать, что бы то ни было об условиях их существования. Отметим лишь, что такой поиск очень труден, и экзопланеты обнаруживаются, по крайней мере, в настоящее время, в частности, только в силу существенного эксцентриситета их орбит. Естественно, появились гипотезы об уникальности Солнечной системы, в которой планеты имеют практически круговые орбиты. Между прочим, именно такие орбиты являются одной из тех "привилегий", благодаря которым возникла жизнь на Земле, поскольку даже небольшое смещение орбиты за пределы "пояса жизни" (в Солнечной системе) – в частности, в силу существенного эксцентриситета орбиты – может уготовить ей судьбу безжизненных Венеры или Марса. Да и сама по себе круговая орбита – мощный устойчивый гравитационный ритмоводитель, обеспечивающий – в комбинации с необходимым (лучше всего – земным!) наклоном оси планеты регулярную смену сезонов, а такая регулярность также является, по-видимому, одним из факторов происхождения, закрепления и дальнейшего развития жизни. При определенных – однако, достаточно строгих – условиях необходимый ритм могла бы обеспечить и двойная звезда. Регулярные ритмы буквально пронизывают жизнь на всех ее уровнях, и это просто не может быть случайностью. Весьма вероятно, что происхождение земной жизни связано с дополнительным гравитационным ритмоводителем, – непропорционально (в сравнении с другими планетами Солнечной системы) большим спутником нашей планеты – Луной. Многочисленные циркадные (суточные) ритмы, ритмы, связанные со сменой сезонов, годичные ритмы, 11-летние циклы солнечной активности, лунные биоциклы, имеющие известное отношение не только к физиологии, но даже – по предположению д-ра Алексея Оловникова – и к более общим явлениям, вроде длительности жизни отдельной особи – очень возможно, что все эти явления стали необходимым условием формирования жизни на Земле.
Вот почему трудно себе представить, что жизнь могла возникнуть где-нибудь в глубинах Космоса, вдали от звездных систем, где даже возникновение самих планет – вещь совершенно невероятная: из чего? Вопрос, сохранится ли жизнь спустя миллиарды лет разбегания галактик, когда окружающее пространство окажется значительно более "разреженным", нежели сейчас, не имеет отношения к выбору привилегированных областей ее возникновения. В случае, если цивилизации могут достигать столь уважаемого возраста, такой вопрос будет относиться лишь к "поздним" источникам направленной панспермии. Мы не станем его обсуждать, поскольку поиск таких цивилизаций нам пока не под силу даже в воображении. Будут ли они уходить от родного, но угасающего или раздувающегося светила на собственной планете – или использовать другие транспортные средства – кто скажет? Можно себе представить такой уход и как экспансию – до того, как произойдет Катастрофа. Нас интересует, однако, совершенно другой вопрос; мы обсудим его немного позже, а в этой главе мы говорим лишь о возможной колыбели жизни и касаемся лишь тех цивилизаций, которые – подобно нам – пока сохраняют "верность" своей колыбели. Мы не обсуждаем здесь также гипотезу, которая – по крайней мере, на первый взгляд – и для непосвященных – выглядит плодом совершенно безудержной фантазии и парадоксальным образом вводит Вселенные Мультиверса в наш собственный Юниверс . Это гипотеза, допускающая существование принципиально иных миров в рамках нашей Вселенной – в виде так называемых фридмонов , частицах, которые нами рассматриваются как элементарные и которые могут быть теми же электронами, но каждая из которых в то же время может быть отдельной – в том числе и населенной – Вселенной. Эта гипотеза – несмотря на всю ее фантастичность – математически аргументирована не слабее, нежели описанные выше идеи Эверетта. Примем, однако, что законы физики нашей Вселенной предписывают элементарным частицам свойства, по которым они не отличаются друг от друга (с нашей сегодняшней точки зрения), а это означает общую судьбу, то есть, независимость от вероятно населяющих их "цивилизаций". Однообразие (хотя все-таки статистическое) такой судьбы удручает, и мы оставим фридмоны в покое.
Между прочим, мысль, сформулированная в начале предыдущего абзаца – " трудно представить, что жизнь могла возникнуть вдали от звездных систем " – не так бесспорна. Дело в том, что звездные системы сформированы из так называемой барионной материи , которая составляет не более 4-5% общей материи нашей Вселенной. Всего же вещества во Вселенной, согласно сегодняшним представлениям, должно быть раз в 20 больше. Другими словами, во Вселенной существует огромное количество темной небарионной материи , которая не излучает и поэтому не доступна обычным наблюдениям. Эта материя играла особенно важную роль в формировании структур различного масштаба во Вселенной; без нее наблюдаемые структуры в расширяющейся Вселенной просто не успели бы возникнуть. Различают также темную барионную материю . К ней относят астрономические объекты, состоящие из обычных протонов и нейтронов, которые – по тем или иным причинам – значительно слабее обычных испускают и отражают электромагнитное излучение ( темная небарионная материя его вовсе не испускает и не отражает), поэтому темная барионная материя , не является, строго говоря, темной. Сложные органические молекулы, содержащие углерод ( толины ), составляют одну из компонент темной барионной материи. Они есть в диффузных темных облаках, в поверхностных слоях некоторых звезд, в плотных звездообразующих областях, в протопланетных дисках, в кометах, небольших планетах, метеоритах и частицах межзвездной пыли. Толины являются химическими предшественниками жизни. Появление углерода и азота небиологического происхождения на Земле можно объяснить лишь космическими причинами. И сама жизнь могла быть доставлена на Землю из космоса, например, с кометами, и даже в капсулах-фуллеренах. Могла ли жизнь возникнуть в областях темной материи (барионной или нет) и снабжаться темной энергией (еще одна загадочная космическая сущность, обеспечивающая, между прочим, новый инфляционный этап развития Вселенной, начавшийся около 5 миллиардов лет назад – тогда же, когда начала формироваться Солнечная система) – такой вопрос сегодня даже не рассматривается.
Итак, привилегированными областями, с точки зрения возникновения и сохранения жизни, являются, скорее всего, звездные системы (галактики), а из них – более структурированные, спиральные (существуют также эллиптические галактики и "неправильные", структура которых вероятно нарушена гравитационными катастрофа – например, столкновениями звездных систем). У спиральных галактик, как правило, имеются две ветви (два рукава), берущие начало в противоположных точках галактического ядра. Известны примеры и большего числа рукавов. В нашей галактике (Млечном Пути) различают, как минимум, пять спиральных рукавов различного размера: рукав Лебедя, рукав Ориона, рукав Персея, рукав Стрельца и рукав Центавра. Их названия соответствуют локализации основной массы рукавов. Солнечная система находится в очень небольшом местном рукаве Ориона, который соединѐн с двумя более крупными – внутренним рукавом Стрельца и внешним Рукавом Персея. Фактически мы живем в пространстве между двумя спиральными ветвями, бедном звездами.
И здесь, в звездной системе, как и в планетарной, для возникновения и сохранения жизни существует "привилегированная зона", расположенная на определенном расстоянии от центра системы. Эта зона называется коротационным кругом (или поясом). Спиральная галактика вращается так, что ее вращение происходит с непостоянной угловой скоростью: близкие к центру части галактики, содержащие звезды, вращаются быстрее, более далекие – медленнее. В результате угловая скорость вращения звездной системы уменьшается по мере увеличения расстояния до ее центра. В то же время газопылевая составляющая всей массы галактики вращается синхронно с ее ядром, оказывая давление на рукава – тем более сильное, чем ближе они к галактическому ядру – в соответствии с уменьшением ее плотности к периферии. Возникает галактическая ударная волна, и на внутренней кромке рукавов образуется спиралевидная полоса сжатого межзвездного газа, в которой и рождаются звезды. Чем больше относительная скорость межзвездного газа и спиральных рукавов, тем мощнее галактическая ударная волна и тем сильнее сжат в ней газ. Соответственно чем сильнее сжат газ, тем интенсивнее идет в нем процесс образования звезд. В зоне коротации рукава вращаются почти синхронно с межзвездным газом, относительного движения почти нет, и ударной волны не образуется. Именно поэтому образование звезд в зоне коротации и вне ее происходит в разных условиях. Таким образом, коротационная зона оказывается выделенным узким кольцом – тором с радиусом 250 парсек – в "теле" (нашей) Галактики. Имеются основания считать, что Солнечная система находится как раз в зоне коротации, относительно спокойной – если иметь в виду насыщенность бомбардирующим материалом и лучевой нагрузкой. Зоне коротации приписывают привилегию особого места в Галактике, где может возникнуть и сохраниться известная нам – нуклеиново-белковая – форма жизни.
И все же "умеренная" метеоритная бомбардировка сыграла, возможно, ключевую роль в возникновении жизни на нашей планете, то есть, была даже необходимой. Два американских исследователя, Дэвид Кринг и Барбара Коэн, предположили, что внутренние планеты Солнечной системы – Марс, Венера, Земля и Меркурий – около 3,9 миллиардов лет назад подверглись бомбардировке огромными осколками планетного вещества – астероидами и метеоритами. По оценкам этих авторов, только на Земле должно было образоваться до 22 тысяч кратеров диаметром более 20 километров. По меньшей мере 40 из них должны были иметь диаметр около 1.000 километров, а несколько – свыше 5.000 километров. На Земле эти кратеры давно исчезли в результате геологических процессов. Большинство кратеров, обнаруженных в южном полушарии Марса, тоже образовалось в ту эпоху. Вся эта бомбардировка продолжалась недолго, около 200 тысяч лет. В среднем столкновения Земли с астероидами таких размеров, как тот, что позднее уничтожил динозавров, происходили тогда каждые 100 лет.
Никто прежде не предполагал, что описываемая катастрофа затронула всю внутреннюю часть Солнечной системы и была столь мощной: специалисты считали, что Земля и Луна претерпевали тогда соударения с облаком комет, а поскольку размеры комет (и, соответственно, кинетическая энергия их удара) много меньше, чем у астероидов, то и масштабы бомбардировки казались менее значительными. Кринг и Коэн, изучив образцы пород из лунных кратеров, нашли, что их химический состав соответствует содержанию изотопов не в кометах, а именно в астероидах, а также в метеоритах, которые обнаруживали на Земле.
При метеоритных ударах таких масштабов возникали трещины, из которых выделялась горячая вода, насыщенная органическими молекулами, и такие трещины могли стать очагами предбиологических процессов, которые привели к быстрому появлению жизни по окончании бомбардировки.
Жизнь могла возникнуть именно в горячей воде таких гидротермальных очагов. По мнению Кринга и Коэна, условия в трещинах метеоритов были настолько благоприятными для этого, что первые живые клетки могли появиться там уже через несколько сот тысяч лет после конца бомбардировки, то есть примерно 3,85 миллиардов лет тому назад. Эта дата, действительно, близка к возрасту обнаруженных в последние годы первых признаков жизни на Земле.
…………………
Немного о номере этой главы. Читатель, который уже ожидал, что им станет число 31 , поскольку очевидная привязанность Автора к триплету 111 , как будто, требует перехода от представления этого гомотриплета в четверичной системе ( 21 ) к представлению его в пятеричной, будет приятно разочарован доверием Автора к своей сообразительности. Автор принимает, что Читатель давно усвоил и само понятие о системах счисления, и "равноправие" таких систем с различными основаниями. Другое дело – человеческая культура, где некоторые из этих систем исторически акцентированы (например, десятичная, как удобная для счета пальцами обеих рук, или пятеричная, которую – из тех же соображений – еще в XIX веке использовали китайцы, освободив другую руку для других дел). Гомотриплет (информационная сигнатура с тремя одинаковыми знаками) 111 выделен в таблице ниже, в которой – как и в предыдущем случае ( Глава 21 ), но уже для пятеричной системы – он соответствует децимальному числу 31 . Первые тридцать пять десятичных чисел (темные колонки) в пятеричной системе счисления записываются так (светлые колонки):