Великое молчание: наука и философия парадокса Ферми - Милан М. Чиркович

«Галактическая зона обитаемости» примечательно отсутствует в предметных указателях к Complete Course in Astrobiology, к недавней специализированной хрестоматии Fitness of the Cosmos for Life и к популярной и увлекательной книге Confessions of an Alien Hunter⁴¹. Критику можно разделить на две категории: общие замечания, основанные на мнимом консерватизме в отношении внеземной жизни, и техническая критика полезности самой концепции. Аргументы первой категории аналогичны критике того, что сосредоточение внимания исключительно на околозвёздных зонах обитаемости слишком ограничивает рамки исследований, поскольку оно не учитывает возможность подлёдной жизни на Европе и других спутниках газовых гигантов, нагреваемых за счёт приливной диссипации, а не солнечного света. Когда мы переходим к пространственным масштабам, превосходящим масштабы планетной системы, открываются другие, чрезвычайно разнообразные возможности. О потенциальных средах обитания, существующих благодаря радиоактивному распаду или даже гравитационному коллапсу, рассуждали как учёные, так и писатели-фантасты. Таким образом, согласно этой форме критики, концепция ГЗО основана на ошибочном овеществлении понятия обитаемости применительно к земным формам жизни⁴².

Во второй категории можно встретить весьма весомую критику, суть которой сводится к тому, что термин «ГЗО» предполагает градуалистский характер изменений — допущение, не слишком подтверждаемое свидетельствами. Напротив, сильные локальные флуктуации могут, в принципе, свести на нет те корреляции, на которых основана эта концепция. Рассмотрим, к примеру, градиент распространенности химических элементов в Галактике. Он, очевидно, является результатом процесса усреднения, при котором показатели металличности различных объектов и вдоль различных лучей зрения измеряются и сводятся в общую картину, демонстрирующую этот градиент. Эта картина неполна по двум причинам: (i) мы, очевидно, никогда не сможем надеяться охватить измерениями все локации в Галактике и вынуждены полагаться на конечные и обычно небольшие выборки, и (ii) характер химической эволюции вещества в Галактике таков, что химическое обогащение происходит неоднородно, а перемешивание обогащенной межзвездной среды никогда не бывает идеальным. Обе эти причины оставляют простор для флуктуаций, выходящих за рамки измеренного среднего градиента; это означает, что, к примеру, локальная область с высокой металличностью может сформироваться за пределами внешней границы ГЗО и дать начало пригодной для жизни — и фактически обитаемой — планете.

(Точно так же может случиться, что уже сформировавшаяся и обитаемая планетная система — или же система на стадии формирования — будет выброшена в результате тесного сближения с другой проходящей мимо звездой. Этот механизм гравитационной пращи хорошо изучен и в масштабах астрономического времени должен срабатывать с достаточной регулярностью⁴³. Таким образом, мы можем обоснованно ожидать обнаружения какой-то пригодной для жизни или даже обитаемой планетной системы за пределами ГЗО, возможно, даже вне галактического диска. Кроме того, выброшенной может оказаться и одиночная землеподобная планета; расчеты, проведенные Грегори Лафлином и Фредом К. Адамсом, показывают, что существует очень малая, но ненулевая вероятность того, что Землю постигнет подобная участь до того, как наша планета станет непригодной для сложной жизни из-за неуправляемого парникового эффекта (примерно через 1 млрд лет), или до того, как Солнце вступит в фазу эволюции на асимптотической ветви гигантов и уничтожит её (примерно через 6 млрд лет)⁴⁴.)

Но это лишь начало истории, поскольку, если принять во внимание процессы, происходящие после формирования пригодной для жизни планеты и абиогенеза на ней, мы можем столкнуться с классической ситуацией «эффекта бабочки», когда ничтожные локальные причины способны вызвать масштабные глобальные последствия. Это вызывает тревогу с точки зрения состоятельности концепции ГЗО, поскольку малая вероятность первоначального события может компенсироваться его огромным последующим влиянием. Если древняя доктрина панспермии верна в каком-либо из ее современных вариантов⁴⁵, обитаемая планета вскоре после абиогенеза могла бы стать «источником» жизни — и, если бы это произошло достаточно быстро, обширные области за пределами ГЗО к настоящему времени уже могли быть «заражены». Кроме того, эти «зараженные» участки могли бы стать вторичными «источниками» — опять же, возможно, далеко за пределами первоначальных границ ГЗО.

Поэтому термин «Галактическая зона обитаемости» всегда следует использовать с осторожностью. Высказываемая в ее адрес критика, безусловно, в некоторой степени оправдана — но на каждое возражение можно ответить с точки зрения теоретической и практической полезности. Овеществление земной обитаемости до некоторой степени неизбежно, поскольку у нас нет ни эмпирических данных, ни серьезных теоретических моделей радикально иной формы жизни, а значит, и радикально иной концепции обитаемости. Если и когда ситуация в этом отношении изменится, у нас появятся основания для обобщения или даже полного отказа от ГЗО как концепции. А пока, как и в большинстве других астробиологических исследований, нам следует помнить об ограничении ГЗО рамками представлений, связанных с земной жизнью, а именно: необходимой для нее (био)химической основой, потребностью в планетах земного типа, стабильностью условий и так далее. Хотя суждение о том, является ли подобная схема слишком узкой или слишком широкой, всегда субъективно, неоспоримо то, что она служит необходимым базисом и фундаментом для любого рода астробиологического мышления. Даже если мы являемся самыми радикальными сторонниками альтернативных форм жизни — кремниевой жизни или парящей юпитерианской фауны Сагана — Салпитера, — единственный способ говорить об их специфических свойствах состоит в их противопоставлении земным формам жизни⁴⁶. Таким образом, земная пригодность для жизни по-прежнему остается нормой в ее надлежащим образом ослабленном методологическом смысле; следовательно, ГЗО вполне оправдана как рабочая концепция.

То же самое относится и к другим направлениям критических нападок. Хотя область, охватываемая ГЗО, никогда не сможет претендовать на то, чтобы содержать абсолютно все потенциальные среды обитания с традиционной пригодностью для жизни, она все же будет охватывать большинство из них. По сути, это статистическая концепция, предполагающая наличие исключений и отклонений, как и любая другая статистическая концепция в принципе. Таким образом, любая надежда провести четкие границы ГЗО иллюзорна, но это не умаляет самой идеи; в конце концов, тот факт, что у земной атмосферы нет четкой границы, не обесценивает понятие «атмосфера» и не препятствует исследованиям в области наук об атмосфере или изучению ее взаимодействия с космическим пространством. Если же пойти на шаг дальше и допустить возможность того, что разумные существа эволюционируют в развитую технологическую цивилизацию, а затем колонизируют другие планетные системы, мы со всей очевидностью окажемся в области крайне нелинейных и непредсказуемых процессов. (В конце концов, будь они предсказуемыми, мы не столкнулись бы с такой неопределенностью вокруг парадокса Ферми, а вы, скорее всего, не читали бы сейчас эту книгу!)

В важном обзоре Гонсалеса за 2005 год различные концепции зон обитаемости были обобщены в рамках некоторого единого подхода⁴⁷. В соответствии с общими физическими требованиями, зоны обитаемости обладают полным четырехмерным пространственно-временным объемом; в качестве альтернативы мы можем говорить об