Žmonės nuo pat senovės žiūrėdami į žvaigždes kėlė sau daugybę egzistencinių klausimų. Vieni iš jų: iš kur mes atsiradome? Ar mes esame vienintelė gyva būtybė tarp plataus žvaigždžių vandenyno? Ar kur nors esą ir kitų protingų būtybių? Šie klausimai labai įdomūs, jaudinantys žmonių vaizduotę. Taigi, kaip mokslininkai ieško panašių planetų į mūsų Žemę ir ką jiems yra pavykę atrasti.

Gyvybė už Žemės ribų: mokslinės paieškos

Mokslininkai, rimtai tiriantys gyvybės kitose planetose galimybę teigia, kad net padarius prielaidą apie tokios gyvybės egzistavimą, neįmanoma pasakyti apie ją ką nors konkretaus. Vis dėlto, galime padaryti kelias bendras prielaidas apie jos prigimtį remdamiesi turimomis fizikos, chemijos ir biologijos žiniomis.

• 1. Mokslininkai mano, kad pagrindinis gyvybės atsiradimo veiksnys šioje Visatoje yra skystas vanduo. " Ieškokite vandens"- tai yra mantra, kurią kartoja astronomai, ieškodami gyvybės egzistavimo įrodymų kitose planetose. Kitaip nei dauguma kitų skysčių, skystas vanduo yra "universalus tirpiklis", kuris gali ištirpinti didžiulę cheminių medžiagų įvairovę. Tai ideali aplinka, kur galėtų atsirasti vis sudėtingesnės molekulės. Taip pat vandens molekulės sandara yra labai paprasta ir ji aptinkama daugelyje Visatos vietų, o kitų tirpiklių yra randama daug rečiau.
• 2. Mes žinome, kad anglis yra vienas tinkamiausių gyvybės sudedamųjų dalių, nes anglies atomas gali suformuoti keturias chemines jungtis, o tai reiškia, kad jis gali prisijungti kitus keturis atomus ir sudaryti nepaprastai sudėtingas molekules.
• 3. Gyvybės pagrindą sudaro DNR molekulė, kuri gali save atkartoti. Savęs reprodukcijos gebėjimą turinčios molekulės chemijoje yra labai retos. Kad Žemėje susiformuotų pirmosios DNR molekulės, prireikė kelių šimtų milijonų metų ir tai, tikriausiai, įvyko vandenynų gelmėse. Itin tikėtina, kad pirmoji DNR molekulė Žemės istorijoje susiformavo " juodose dūmų duobėse "- tai yra ten, kur požeminiai vulkanai prasiveržia į vandenyno dugną. Šių karštų versmių aktyvumas galėjo suformuoti patogų energijos šaltinį, reikalingą pirmosioms DNR molekulėms bei ląstelėms atsirasti, prieš susiformuojant fotosintezei ir augalams.

Taigi, gyvybei palaikyti reikalingas skystas vanduo, angliavandeniai ir tam tikra save reprodukuojančios DNR molekulės forma. Remiantis šiais bendrais kriterijais, galima apytikriai apskaičiuoti sąmoningos gyvybės paplitimo Visatoje dažnį. Vienas pirmųjų tokį apskaičiavimą 1961 metais bandė atlikti Kornelio universiteto astronomas Frankas Drake'as. Drake'o lygtis apskaičiuoja, kiek mūsų galaktikoje gali būti įvairių civilizacijų. Dauginami šie dydžiai:

• 1. Dažnis, kuriuo mūsų galaktikoje gimsta naujos žvaigždės;
• 2. Dalis, kurią sudaro su planetų sistemomis susijusios žvaigždės;
• 3. Skaičius planetų, kurios skrieja aplink kiekvieną šių žvaigždžių ir turi tinkamas gyvybei atsirasti sąlygas;
• 4. Dalis planetų, kuriose faktiškai išsivystė gyvybė;
• 5. Dalis planetų, kuriose išsivystė sąmoningos gyvos būtybės;
• 6. Dalis planetų, kuriose išsivystė civilizacijos, gebančios bendrauti su kitomis civilizacijomis;
• 7. Numatoma civilizacijos gyvavimo trukmė.

Gyvybės zona

Gyvybės zona- astronomijoje vadinama erdvės dalis, kurioje susidariusios tinkamos sąlygos tokiai gyvybei, kokia yra Žemėje atsirasti ir vystytis. Saulės sistemoje gyvybės zona laikoma erdvės dalis, esanti 0,95-1,37 a.v. atstumu nuo Saulės. Manoma, kad tam, jog planetoje galėtų atsirasti gyvybė, planeta turi skrieti tam tikru atstumu nuo žvaigždės. Gyvybės zona apie žvaigždę vadinama sferiška erdvės dalis apie žvaigždę, kurioje planetos paviršiaus temperatūra yra tinkama skystos agregatinės būsenos vandeniui išsilaikyti. Gyvybės zonos nuotolis nuo žvaigždės priklauso nuo tos žvaigždės dydžio ir šviesio. Darant prielaidą, kad planetos paviršiaus vidutinė temperatūra bei atmosferos parametrai yra tokie, kaip ir Žemės, šis nuotolis gali būti apskaičiuojamas taip:

Panašių į Žemę planetų paieška

Marsas

Ketvirtoji planeta nuo Saulės - Marsas yra vienas artimiausių Žemės kaimynų. Žmones Marsas domino nuo pat senovės laikų. Buvo manyta, kad Marse gyvena marsiečiai. Toks įsitikinimas lėmė tai, kad žmonės ėmė jį sparčiai tyrinėti. Žinoma nebuvo parodyta pirštu ir pasakyta, kad šioje planetoje yra gyvybė. Mokslininkai per daugelį darbo metų tyrinėjo Marsą ir sukaupė daugybę informacijos. Taigi, kodėl jis taip patraukė mūsų akį t.y. smalsumą?

Marso sukimosi ašies posvyris į orbitos plokštumą (64,8°) ir sukimosi periodas (24h 37m) labai primena Žemę. Taigi Marse, kaip ir Žemėje vyksta metų laikų kaita, išskyrus tai, kad jų trukmė beveik du kartus ilgesnė, kadangi Marsas Saulę apskrieja per 687 mūsų paras. O para Marse vos šiek tiek ilgesnė už mūsiškę.

Marsas 1,9 karto mažesnis už Žemę: jo pusiaujinis spindulys lygus 3397 km, o ašigalinis maždaug 20 km trumpesnis. Mase Žemė lenkia Marsą 9,3 karto. Marso vidutinis tankis- 3930 kg/m3- daug mažesnis už Žemės ir vos truputį didesnis už Mėnulio. Vadinasi, ir jo vidus skiriasi nuo Žemės- turi būti mažesnis mažesnio tankio branduolys. Analogiškai kitos Žemės grupės planetoms, Marso gelmių sandaros modeliuose minima pluta, silikantų mantija ir geležies bei geležies sulfido mišinio branduolys. Greitas planetos sukimasis, atrodo, teikia pakankamas sąlygas ( pagal Žemę) susikurti gana stipriam magnetiniam laukui. Deja, vientiso magnetinio lauko Marsas neturi, tėra tik silpni lokaliniai laukai. Ko gero, tai yra kadaise egzistavusio planetos dipolinio magnetinio lauko liekanos, išsilaikiusios geležies turtingose uolienose. Maža planeta, matyt, jau prieš maždaug 4 milijardus metų spėjo atvėsti tiek, kad užgestų elektros srovės branduolyje.

Būtent panašios mūsų Žemės ir Marso charakteristikos lėmė tai, kad mokslininkai ėmė jį tyrinėti. Mokslininkai spėliojo ar Marse gali būti vandens? Ašigalinės kepurės ties planetos ašigaliais rodo, kad Marsas iš tikrųjų kadaise galėjo turėti vandens. Tokią prielaidą galime daryti ir pažiūrėję į kanjonų sistemas( Marinerio slėnis). O 2011 metais NASA paleistas robotas " Curiosity" taip pat rado vandens grunte.

Taigi, mokslininkų smalsumas dėl Marso neblėsta, netgi priešingai yra planuojamos naujos ekspedicijos į Marsą.

Europa

Europa yra vienas iš Jupiterio palydovų.

Europa ( skersmuo 3140 km) labai gerai atspindi Saulės šviesą. Jos paviršiuje tarp šviesių sričių maišosi rausvoki plotai. Tačiau labiausiai į akis krinta tamsios, ilgos, dažnai persipynusios juostos - dešimčių kilometrų pločio ir kartais tūkstančių kilometrų ilgio plyšiai. Tokių plyšių raizgalynė labai primena smarkiai suaižėjusį ledą. Plyšiai yra negilūs, užpildyti drumzlina sustingusia medžiaga. Daugelyje vietų paviršius grublėtas, primenąs netvarkingas ledo lyčių sangrūdas. Europos paviršius yra labai lygus, ir nėra abejonės, jog tai užšalęs okeanas. Ledas skylinėja veikiant Jupiterio ir gretimų palydovų potvynėms jėgoms. Ledo deformacijas gali sukelti vidinė palydovo šiluma. Smūginių kraterių Europoje nedaug. Vadinasi, jie buvo užliejami, t.y. vyko palyginti spartus paviršiaus atsinaujinimas. Matomos apvalios tamsokos dėmės, matyt, atsirado prasiveržus į paviršių purvinam vandeniui. Apskritai, viskas panašu į tai, kad po Europos ledu dar ir dabar slūgso vandenynas. Jam sustingti neleidžia vidinė šiluma ( tolimoje praeityje Europos vandenis šildė dar nespėjęs atvėsti pats Jupiteris). Dar vienu poledinio vandens Europoje įrodymu gali būti jos, nors ir silpnas, magnetinis laukas. Jį gali sukelti elektros srovės, indukuotos sūriame vandenyne, kai jį veikia kintantis pačios centrinės planetos magnetinis laukas. Europos gravitacinio lauko tyriai bei vidutinis tankis rodo, kad jos centre tūno metalinis branduolys, virš kurio yra silikatų mantija, o šią jau dengia 100-150 km storio drumzlino vandens sluoksnis, išorėje padengtas kelių kilometrų ledo pluta. Tikėtina, jog po ledu, šiltesniame vandenyje, egzistuoja primityvi gyvybė. Europos ledinį paviršių gaubia labai reta deguonies atmosfera. Deguonis atsiranda irstant vandens molekulei, kai į ledą smogia greitos elektringos kosminės dalelės ir jį apšviečia trumpabangiai Saulės spinduliai. Lengvi vandenilio atomai išsilaksto, o sunkesnis deguonis lieka ties paviršiumi.

Panašu, kad Europa turi visas reikalingas sąlygas gyvybei atsirasti, išskyrus tai, kad ji yra kiek per toli nuo gyvybės zonos. Kas glūdi po jos paviršiumi, parodys laikas.

Gliese 581g

Gliese 581g yra nepatvirtinta egzoplaneta skriejanti aplink raudonąją nykštukę Gliese 581, apie 20 šviesmečių nuo Žemės Libra žvaigždyne. Gliese 581g patraukė dėmesį todėl, kadangi yra arti gyvenamosios zonos vidurio. Tai reiškia, kad ji, galbūt, galėtų turėti skysto vandens paviršiuje ir potencialiai turėti gyvybę, kokia yra Žemėje ( tikimasi, kad planetos temperatūra yra nuo -37° iki -12°). Jeigu tai akmeninga planeta, palankios atmosferos sąlygos galėtų leisti išlaikyti skystą vandenį.

Gliese 581g. turi orbitinį 37 dienų periodą, skrieja 0,146 AU nuo savo gimtosios žvaigždės. Tikėtina, kad jos masė 3,1-4,3 karto didesnė nei Žemės, o spindulys didesnis nuo 1,3 ir 2,0 kartų. Planetos paviršiaus gravitacija tikėtina yra 1,1-1,7 karto didesnė už Žemės, pakanka, kad išlaikytų atmosferą truputį tankesnę negu Žemės.

Dėl to, kad Gliese 581g. yra arti gimtosios žvaigždės, spėjama, kad planeta turėtų būti potvynių stabdoma. Taip kaip Mėnulis į Žemę visada atsukęs tą pačią pusę, ši planeta taip pat yra atsisukus viena puse į savo žvaigždę. Tai reiškia, kad vienoje pusėje turėtų būti visuomet šviesu, o kitoje visą laiką tamsu. Planeta neturi jokios ašies posvyrio ir dėl šios priežasties negali būti metų laikų kaita.

Kadangi viena planetos pusė visuomet atsisukusi į Saulę, temperatūra galėtų svyruoti nuo liepsnojančio karščio šviesioje pusėje iki nuolatinio šalčio tamsioje pusėje. Lentelėje galime matyti temperatūrų skirtumus tarp Veneros, Žemės, Gliese 581g. ir Marso.

Bandymai išgirsti ateivius

Projektas, per kurį buvo vykdoma sąmoningos gyvybės paieška kitose planetose, vadinamas SETI ( Search for Extraterrestrial Intelligence). Jis prasidėjo straipsniu, kurį 1959 metais parašė fizikai Giuseppe Cocconi ir Philipas Morrisonas. Jie padarė prielaidą, kad, siekiant išgirsti kitų planetų sąmoningos gyvybės siunčiamus signalus, tinkamiausia būtų orientuotis į mikrobangų spinduliuotės dažnį nuo 1 iki 10 GHz. ( Esant radijo signalo dažniui, mažesniam už 1 GHz, jį užgožia greitai judančių elektronų skleidžiama spinduliuotė, o esant didesniam nei 10 GHz dažniui, jis būtų stipriai iškraipomas dėl triukšmo, kurį kelia vandens bei deguonies molekulės Žemės atmosferoje). 1,420 GHz dažnis tyrinėtojams atrodė pats palankiausias, siekiant aptikti signalus iš kosmoso, nes tokį pat dažnį turi spinduliuotė, skleidžiama labiausiai paplitusio Visatoje cheminio elemento- vandenilio. (Šio dydžio aplinkoje esantys dažniai yra vadinami "vandens langu", nes jie atrodo patogūs naudoti komunikacijos ryšiams tarp planetų).

Tačiau signalų paieška arti "vandens lango" nesuteikė jokių teigiamų rezultatų. 1960 metais Frankas Drake'as pradėjo projektą "Ozma", kuriame buvo planuojama naudoti iš kosmoso siunčiamų signalų paieškai 25 metrų aukščio teleskopą, esantį Vakarų Virdžinijos valstijos Grin Benko mieste. Tačiau tiek per projekto "Ozma" vykdymą, tiek atliekant kitus naktinio dangaus skenavimo projektus, kurie buvo vykdomi įvairiais laikotarpiais tuo pačiu tikslu, irgi nepavyko aptikti signalų , kuriuos skleistų kita sąmoningų būtybių civilizacija.

1971 metais NASA pasiūlė finansuoti SETI tyrimus. Projekte "Ciklopas" buvo numatyta naudoti 1500 radijo teleskopų, o jo kaina turėjo būti 10 milijardų dolerių. Nenuostabu, kad ir šis projektas buvo nesėkmingas. Finansavimą vis dėlto pavyko gauti, tačiau jis buvo suteiktas gerokai kuklesniam projektui- išsiųsti į kosmosą kruopščiai užkoduotą pranešimą, skirtą kitų civilizacijų atstovams. Šis 1679 bitų apimties pranešimas buvo išsiųstas 1974 metais per didžiulį Aresibo radijo teleskopą, esantį Puerto Rike, rutulinio žvaigždžių telkinio M13 kryptimi. Tai trumpas laiškas, kurį sudaro 23 ir 73 taškelių gardelės vaizdas, kuriame buvo nurodytos mūsų Saulės sistemos koordinatės kosmoso erdvėje bei atvaizduotos žmogiškosios būtybės ir kelios cheminės formulės.

Visų šių projektų reikšmė nepadarė ypatingo įspūdžio JAV Kongresui. Padėtis nepasikeitė net tada, kai 1977 metais buvo užfiksuotas signalas, pavadintas "Wow" signalu. Tai buvo raidžių ir skaičių serija, kuri atrodė neatsitiktinė ir lyg turėjusi liudyti sąmoningų būtybių egzistavimą kosmose. ( Tačiau ne visi "Wow" signalą matę mokslininkai buvo įsitikinę signalo neatsitiktinumu).

1955 metais amerikiečių astronomai prarado viltį, kad jų projektus finansuos federalinė valdžia, todėl buvo nutarta daryti tai privačių asmenų lėšomis. Kalifornijos valstijoje buvo įsteigtas nekomercinis SETI institutas, siekiant centralizuoti SETI tyrimus ir pradėti naują projektą "Feniksas". Pagal jį bus tiriamos artimiausios Saulės tipo žvaigždės 1200-3000 MHz radijo signalų diapazone. Projekte naudojami ypač jautrūs prietaisai, kurie gali užfiksuoti įprastinio oro uosto radijo lokatoriaus spinduliuotę per 200 šviesmečių atstumą.

Nuo 1995 metų iki šiol SETI institutas, disponuodamas 5 milijonų dolerių metiniu biudžetu, jau perskenavo daugiau nei 1000 žvaigždžių. Bet realių rezultatų vis dar nėra. Tačiau vyriausiasis projekto astronomas Sethas Shostakas optimistiškai tikisi, kad "Alien teleskopų sistema", kuri dabar yra konstruojama ir turės 350 antenų "galės aptikti signalą iki 2025 metų".

Novatorišką šios problemos sprendimo būdą pasiūlė keli Berklio Kalifornijos universiteto astronomai, 1999 metais pradėję vykdyti projektą "SETI@home". Šis projektas siekia įtraukti asmeninių kompiuterių turėtojus, kurių įjungtos mašinos didesnę laiko dalį nieko neveikia. Šio projekto dalyviai į savo kompiuterius įsikrauna paketą programų, kurios padeda iššifruoti radijo teleskopais fiksuojamus signalus ir dirba veikiant ekrano užsklandos režimui nesukeldamos kompiuterio savininkui jokių nepatogumų. Šiuo metu projekte dalyvauja 5 milijonai vartotojų, gyvenančių daugiau nei 200 pasaulio šalyse. Tai didžiausias kolektyvinis kompiuterių naudojimo projektas istorijoje. Pagal jo modelį galima būtų planuoti kitus projektus, kur reikalaujama didelio skaičiavimų pajėgumo. Tačiau ir projektu "SETI@home" iki šiol nebuvo aptikta nė vieno signalo, siųsto kitų sąmoningų būtybių.

Tai, kad keli sunkaus darbo dešimtmečiai nedavė jokių rezultatų, kelia tam tikrų sudėtingų klausimų. Vienas akivaizdžių projekto logikos trūkumų- radijo signalų dažnių diapazono ribos. Spėjama, kad kitos civilizacijos galėtų naudoti ne radijo signalus, bet lazerius, kurie turi tam tikrų pranašumų, palyginti su radijo signalais. Lazerių bangos ilgis yra trumpesnis, o tai reiškia, kad signale gali būti koduojamas didesnis informacijos kiekis. Kita vertus, lazerio šviesa yra nepaprastai sukoncentruota tam tikra kryptimi ir turi tik vieną dažnį, todėl tokį signalą būtų labai sunku atpažinti tiksliai pagal šį dažnį.

Dar vienas galimas trūkumas yra tik tam tikrų dažnių bangų diapazono naudojimas. Jei kitų planetų civilizacijos egzistuoja, jos galėtų naudotis įvairiausiais informacijos sutankinimo būdais arba skaidyti kiekvieną pranešimą į mažesnius paketus panašiai, kaip tai yra daroma dabartiniame internete. Klausydamiesi tokių sutankintų pranešimų, kurie yra pasiskirstę daugelyje dažnių diapazonų, galėtume ten išgirsti vien atsitiktinį triukšmą.

Tačiau nors SETI susidūrė su šiomis labai rimtomis problemomis, logiška manyti, kad jau šiame šimtmetyje sugebėsime užfiksuoti signalus, kuriuos skleidžia kitų planetų civilizacijos- žinoma, jei jos apskritai egzistuoja. Jei tai nutiks, šis įvykis pakeis visą žmonijos istoriją.

Šaltiniai

• http://en.wikipedia.org/wiki/Gliese_581_g
• Michio Kaku. Neįmanomybių fizika
• Algimantas Ažusienis. Aloyzas Pučinskas. Vytautas Straižys. Astronomija

Komentarai (3)