В печати этот вид получил обозначение GFAJ-1, которое в шутку расшифровали как «Give Felisa A Job» – «Дайте Фелисе работу»: главным автором статьи с описанием этого открытия была Фелиса Волф-Саймон, проходившая стажировку после защиты диссертации. Wolfe-Simon et al. A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus // Science 332 (2010): 1163–66. Однако читать эту статью отдельно, без учета реакции научного сообщества, нельзя, а она, само собой, столкнулась с серьезной критикой: хорошую проверку гипотезы из соображений здравого смысла предлагают авторы статьи B. P. Rosen, A. A. Ajees, and T.R. McDermott. Life and Death with Arsenic // BioEssays 33 (2011): 350–57.

Из интервью, которое взял у меня Деннис Овербай для статьи в «The New York Times», которая была опубликована 2 декабря 2010 года. Эти слова потом часто цитировали.

См. M. Elias et al. The Molecular Basis of Phosphate Discrimination in Arsenate-Rich Environments // Nature 491 (2012): 134–37. Более ранняя статья приводит доказательства внедрения мышьяка в жизнеспособные ДНК бактерии: M. L. Reaves et al. Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate – Grown GFAJ – 1 Cells // Science 337 (2012): 470–73.

Об открытии этой системы было объявлено в 2012 году. В данном случае обе планеты большие, одна, вероятно, газовый гигант, другая немного больше Нептуна. Более крупная планета обращается вокруг двойной звезды за каждые 50 земных дней, та, что поменьше, за каждые 303 земных дня. Одна звезда похожа на Солнца, вторая примерно в три раза меньше.

И в самом деле, некоторые астрономы утверждают, что самая распространенная конфигурация планетной системы в нашей Галактике состоит из нескольких планет, которые вращаются по довольно маленьким орбитам и облетают свою звезду за несколько дней или недель.

Пример такой планетной системы – система HD 10180 у звезды размером с Солнце, которая находится от нас на расстоянии около 127 световых лет. Анализ данных транзитного анализа (сейчас, когда я пишу эти строки, они ждут подтверждения в результате новых наблюдений) показывает, что планет может быть по крайней мере девять – семь из них вращаются в пределах половины расстояния от Солнца до Земли, а две – на расстоянии от 1,5 до 3,5 этой дистанции. См. Tuomi. Evidence for Nine Planets и сноску на с. 136.

В нашей собственной Солнечной системе есть планета Юпитер, у которой 67 спутников. Большинство из них совсем маленькие, однако галилеевы спутники – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – очень велики. Диаметр Ганимеда больше, чем у Меркурия. Астрономы почти уверены, что должны существовать не только экзопланеты, но и «экзолуны», и открыт сезон охоты на них. Уже давно обсуждается вероятность, что они могут оказаться «пригодными для обитания», и я даже писал об этом некоторое время назад, причем в моей статье есть ссылки на несколько более ранних работ: C. A. Scharf. The Potential for Tidally Heated Icy and Temperate Moons around Exoplanets // The Astrophysical Journal 648 (2006): 1196–1205.

Иногда это называют «приливный захват».

Томас Кун пишет это в своей книге о коперниковой революции, она упоминается в сноске к главе 1 на с. 25. Кроме того, стоит заглянуть в тоже уже упоминавшуюся (см. сноску на с. 31) книгу Owen Gingerich. The Book Nobody Read». Джинджерич рассказывает о своих титанических трудах по розыску экземпляров первого издания «De revolutionibus» и подробно излагает, как этой книгой пользовались – а иногда и составляли примечания к ней – Галилей, Кеплер и прочие. Эта книга очень популярна, и те, кому оказался по силам ее насыщенный терминами язык, высоко ее ценят.

См., например, J. Laskar et al. Long Term Evolution and Chaotic Diffusion of the Insolation Quantities of Mars // Icarus 170 (2004): 343–64.

Судя по всему, наша Солнечная система в данный момент проходит через область, весьма бедную веществом, которая довольно оригинально называется «Местное межзвездное облако». Размером оно около 30 световых лет в поперечнике и содержит приблизительно один атом на три кубических сантиметра пространства. Мы находимся в нем примерно 40 000–150 000 лет и, вероятно, вынырнем из него лишь через 20 000 лет. Более плотные межзвездные облака, например, молекулярные облака, из которых возникают звезды, в среднем в 100–1000 раз плотнее.

Один из самых известных обзоров на эту тему – книга Peter D. Ward and Donald Brownlee. Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe. New York: Copernicus/Springer-Verlag, 2000. В ней предложено множество линий доказательств того, что сложноклеточная и разумная жизнь во Вселенной – большая редкость, а главный довод – сложноклеточным организмам требуется целый ряд характеристик окружающей среды и биологических соединений. Более современный и астрофизический подход к подобным идеям изложен в книге John Gribbin. Alone in the Universe: Why Our Planet is Unique. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2011.

Я не стал подробно говорить об этом в основном тексте, однако, похоже, все гипотезы уникальной Земли имплицитно предполагают, что здесь, на Земле, созданы «идеальные» условия для сложноклеточной разумной жизни. Я не уверен, что так было всегда или достаточно долго. Возьмем, к примеру, существование ископаемого топлива – обширных залежей газа и угля, возникших в Каменноугольный период около 300 миллионов лет назад. Это топливо позволило человечеству встать на путь технического прогресса и дойти до нынешнего состояния цивилизации. Для создания этого энергетического запаса нужны были весьма специфические условия – неглубокие моря, особые породы деревьев с толстой корой и перемена климата (возможно, ей поспособствовал дрейф континентов и возникновение гор). Однако именно ископаемое топливо, возможно, приведет нас к катастрофе в ближайшие несколько столетий. Если мы всего лишь всплеск на кривой эволюции, едва ли Земля тонко настроена на наше существование, просто она оказалась подходящей для того, чтобы на ней на какое-то время завелись организмы вроде нас.

N. Lane and W. Martin. The Energetics of Genome Complexity // Nature 467 (2010): 929–34. Еще одна статья о том, какими путями развилась сложная жизнь – J. A. Cotton and J. O. McInerney. Eukaryotic Genes of Archaebacterial Origin are More Important Than the More Numerous Eubacterial Genes, Irrespective of Function // PNAS 107 (2010): 17252–55. Авторы предпочитают говорить не о «древе жизни», а о «кольце жизни».

Эта идея зародилась очень давно, еще у древних греков. В XIX веке о ней писали самые разные ученые, в том числе Кельвин и Гельмгольц, а в начале ХХ века – Сванте Аррениус. Она популярна и в наши дни, хотя подтверждения так и не нашла. И в самом деле, представляется, что Солнечная система, в принципе, обеспечивает все условия для обмена биологическим материалом – столкновения с астероидами выбрасывают в пространство вещества с поверхности планет, и они попадают на другие планеты (отсюда такой интерес к метеоритам марсианского происхождения). Однако может ли это привести к попаданию на другие планеты живых организмов, остается спорным.

Думаю, можно обобщить пример с бейсболом, чтобы он несколько точнее соответствовал ситуации с жизнью на Земле. Представьте себе, что Джо не знал, сколько всего мячей попадет тем вечером в зрителей: может быть, такой мяч был всего один, а может быть, их было несколько тысяч. Оценить, сколько у него было шансов поймать мяч, Джо будет по-прежнему трудно, поскольку событие все равно удивительное. Так вот, если речь идет о жизни во Вселенной, мы столь же невежественны, а оценить вероятность нам еще сложнее, поскольку на самом деле мы не знаем ни размера стадиона, ни количества зрителей (пригодных для жизни планет).

Так и есть – несколько ученых, сыгравших в нем важнейшую роль, получили за него в 2011 году Нобелевскую премию. На основании измерения яркости очень далеких сверхновых они оценили, как расширение Вселенной ведет себя в космических временных масштабах. И оказалось, что примерно 5 миллиардов лет назад Вселенная перешла от расширения с замедлением (из-за гравитационного воздействия всей массы) к расширению с ускорением. Найдено и много других признаков расширения с ускорением, которые подтвердили эту гипотезу.

Сугубо научная статья – L. Krauss and R. Scherrer. The Return of a Static Universe and the End of Cosmology // General Relativity and Gravitation 39 (2007): 1545–50. Те же авторы составили и великолепное научно-популярное описание – L. Krauss and R. Scherrer. The End of Cosmology? // Scientific American 298 (March 2008): 46–53.

Сейчас, когда я пишу эти строки, самые свежие оценки формирования звезд в космических временных масштабах сделаны в статье D. Sobral et al. A large Ha Survey at z = 2.23, 1.47, 0.84 and 0.40: The 11 Gyr Evolution of Star-Forming Galaxies from HiZELS // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 428 (2013): 1128–46.

По чистому (гм) совпадению я написал об этом книгу. C. Scharf. Gravity’s Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Rule Galaxies, Stars, and Life in the Cosmos. New York: Scientific American / Farrar, Straus and Giroux, 2012).

Это не то расстояние, которое пройдет свет за 13,8 миллиардов лет и которое часто приводят, а расстояние от нас до наблюдаемого края Вселенной в данный момент космологического времени (равное интервалу в данный момент времени в терминологии специальной теории относительности). Это реальное физическое расстояние, хотя многие до сих пор по ошибке указывают в качестве радиуса Вселенной 13,8 миллиардов световых лет.

Виды млекопитающих, как и птиц, рыб, насекомых и большинства макроскопических многоклеточных существ более или менее одинаково распределяются по диапазону физических размеров – с перекосом в сторону маленьких видов: мелких животных больше, однако они не могут быть меньше определенного размера. См., например, M. Buchanan. Size and Supersize // Nature Physics 9 (2013): 129.

Концепция взаимосвязи и взаимодополнения противоположных или противодействующих сил в природе – света и тьмы, жара и холода, активного и пассивного и пр.

В англоязычной литературе – «Goldilocks zone», «Зона Златовласки». – Прим. перев.

Майкл Сторри-Ломбарди. Астробиолог и инженер с медицинским дипломом, первопроходец в области применения искусственных нейронных сетей в астрономии, проводивший исследования в самых разных областях – от сжатия изображений до узоров строматолитов и исследования происхождения жизни методами биоинформатики. Сайт его института – www.kinohi.org/

Этот мыслитель-революционер лет двадцать назад написал прекрасную научно-популярную книгу о природе сложности и о пограничных явлениях: S. Kauffman. At Home in the Universe: The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity. New York: Oxford University Press, 1995.

Мне кажется, это привилегия ученого и писателя – право на обоснованные спекуляции. Однако, приступая к работе над книгой, я не знал, что вывод будет именно таким. Я сделал его, когда собирал все приведенные здесь свидетельства, оказавшие мне бесценную услугу.

Тема эта непростая, иногда она подходит до опасного близко к ненаучным богословским доводам о «замысле». Поясню, что этого я не имел в виду. «Конвергенция» между множеством ответвлений жизни на Земле очевидна, и по логике вещей природа эволюции такова, что различия между видами также подвергаются естественному отбору сообразно с их преимуществами. А значит, поскольку набор физических и химических условий ограничен, а история развития видов на Земле пошла именно так, а не иначе, разумно предположить, что разные организмы «изобретали» заново одни и те же механизмы, даже очень сложные. Не вполне ясно, правда, до какой степени будет наблюдаться конвергенция между жизнью на Земле и на других планетах, которые вращаются вокруг других звезд.

Этого радиотелескопа – довольно-таки удивительного – больше нет, его разобрали в 1998 году, чтобы освободить землю под застройку (там построили жилые дома и сделали поле для гольфа, словом, поспособствовали сохранению и развитию цивилизации). Однако примерно с 1963 года и до 1997, пока телескоп работал, на нем велись не только наблюдения в рамках SETI, но и «обычные» астрономические исследования – в частности, на нем сканировали небо в поисках радиоквазаров. На сайте www.bigear.org вы найдете многочисленные ресурсы и онлайн-музей «Большого уха».

Эйман очень доходчиво и подробно рассказывает о сигнале «Ого!» и о своих попытках разобраться, что это такое, в статье, которую можно прочитать по адресу www.bigear.org/wow20th.htm.

На эту мысль Ферми натолкнуло, в частности, следующее соображение: даже если на путешествия от одной звезды до другой уходят тысячи лет, возраст Млечного Пути (как минимум 10 миллиардов лет) позволяет даже очень древним видам распространиться повсеместно. Подобные соображения упоминаются и при обсуждении уравнения Дрейка. Как известно, американский ученый Фрэнк Дрейк в 1961 году представил формулу, состоящую из нескольких множителей и позволяющую подойти к поиску внеземной жизни с численными мерками. В число множителей входит, например, доля планет, способных обеспечить условия для жизни, и продолжительность времени, за которое цивилизация может давать знать о своем присутствии жителям других планет.

Этот всплеск отражательной способности и прозрачности, свойственных земной растительности, называют также «красной границей», поскольку на длинах волн больше 700 нанометров отражательная способность резко – ступенькой – повышается.

Об этом см. в его научно-популярной книге R. Penrose. The Emperor’s New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics. Oxford, UK: Oxford University Press, 1989.

Прекрасный пример – исследование вод так называемого озера Восток, которое залегает под ледяным щитом толщиной около четырех километров и имеет размеры примерно 250 на 50 километров. Вода в этом подледном озере, скорее всего, была совершенно изолирована в течение десятков тысяч лет, а может быть, и дольше.

Сколько еще Вселенных может быть во множественной Вселенной, не знает никто. Некоторые так называемые хаотические теории инфляции (которые подводят физическую базу под то, что Вселенная расширяется во что-то большее) предполагают, что разных Вселенных, возможно, 10¹⁰ и все это еще в 16 степени. См., например, A. Linde, V. Vanchurin. How Many Universes Are in the Multiverse? // Physical Review D 81, no. 083525 (2010): 1–11.

Я взял эти слова из книги C. Sagan. Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space. New York: Random House, 1994.