Досье внеземных цивилизаций

Первое условие: среда должна быть достаточно плотной (концентрированной); это ограничивает пределы поиска планетами и звездами. Второе: температура не должна быть ни слишком высокой, ни слишком низкой. При слишком высокой вещества не могут быть устойчивы это мы видели на примере звезд. А если слишком низкая? Тогда не идут никакие химические реакции. Ведь скорость реакции между двумя любыми веществами зависит от температуры, причем весьма сильно: скорость удваивается с повышением температуры на десять градусов. Низкие температуры не убивают живое вещество (наоборот, они используются, чтобы его сохранить), но приостанавливают жизнь. При абсолютном нуле (-273° С) все реакции останавливаются, хотя ни одна молекула не разрушается. Короче говоря, развитию жизни благоприятствуют только умеренные температуры.

Кроме того, для жизни необходим источник энергии. Как машина не может ехать без горючего, так и организм не может двигаться, расти и размножаться, не потребляя энергии. Но в космосе энергии очень мало. Она есть только вблизи звезд, которые друг от друга весьма отдалены: считается, что в нашей Галактике расстояние между самыми близкими звездами достигает нескольких световых лет.

Одним словом, проанализировав необходимые условия — плотность среды, температуру и энергию, — можно сделать вывод: поиски жизни надо сосредоточить на таких небесных телах, где плотность высока, температура умеренна и где получается энергия от одной из звезд. Нам известен лишь один тип таких тел: родственницы Земли — планеты различных систем.

ЖИЗНЬ И ХИМИЯ УГЛЕРОДА

Известные нам на Земле формы жизни весьма разнообразны: от бактерий одноклеточных организмов размером в один микрон — через растения к высшим животным, сложнейшее из которых — человек. Но в действительности все они состоят из одних и тех же клеток и химических веществ. Природа словно пользовалась небольшим числом заранее заготовленных кирпичиков, чтобы создать множество конструкций: простых и сложных, прекрасных и безобразных.

Ее высшие создания — растения и животные — состоят из множества клеток, преимущественно специализирующихся на тех или иных определенных функциях. Одни клетки, к примеру, служат для пищеварения, другие — для размножения. Хотя они тесно связаны между собой, но настолько автономны, что можно выращивать культуры ткани, растить кусочки кожи и костей, отделенных от родного тела. Это поистине можно назвать «независимостью во взаимозависимости». Но природа породила и многочисленные низшие одноклеточные существа: микробы, амебы, бактерии, водоросли, грибки.

Все живые существа на Земле состоят из органических химических веществ, то есть веществ, содержащих углерод. Здесь необходимо сделать отступление.

…В конце XVIII в. Лавуазье и Бертолле выявили, что так называемые органические вещества непременно содержат углерод, как правило, кислород и азот, иногда серу, в то время как неорганические вещества гораздо более разнообразны по составу.

Химики не раз пытались создать органические вещества на основе неорганических, но тщетно. Этому словно сопротивлялось что-то непонятное, названное тогда «жизненной силой».

В 1828 году немецкий химик Фридрих Велер впервые осуществил органический синтез, получив мочевину. Это было сенсацией в мире химиков. Но лишь в конце века Марсель Бертло в работе «Органическая химия, основанная на синтезе» окончательно опроверг догму о «жизненой силе», осуществив полный синтез метана, метилового спирта, этилена, ацетилена, этилового спирта и бензола. Он утверждал, что ничто не может препятствовать синтезу любого органического вещества. Теперь известно, что синтез самых сложных органических веществ до сих пор не осуществлен только из-за технических сложностей, а не потому, что этому препятствует какое-то «витальное первоначало».

Органическая химия — это химия углерода, удивительного элемента, способного соединяться с четырьмя атомами других элементов и, в частности, образовывать длинные цепи атомов. Таков, например, ряд, начинающийся с метана (болотного газа), состоящего из одного атома углерода и четырех водорода (СН₄), далее этан (два атома углерода и шесть водорода), пропан (3 атома углерода), бутан (4), октан (8) и т.д.

Некоторые из таких цепей чрезвычайно длинны: они состоят из десятков тысяч атомов, образуя естественные (например, хлопковые) или искусственные волокна.

Конечно, в состав живых организмов входят и другие, не углеродистые, вещества, например вода или фосфаты. Но лишь немногие из них вполне необходимы для жизни, а без соединении углерода жизни не бывает. На Земле и, насколько мы знаем сейчас, вообще жизнь — это химия углерода. На этом основании мы с большой точностью можем установить пределы температуры, при которых возможно существование жизни.