Вселенная. Жизнь. Разум - Наука (И.С. Шкловский)

на волнах миллиметрового диапазона объясняется поглощением углекислого га-

за СО

Изучение зависимости эквивалентной температуры Венеры от фазы планеты

позволило сделать вывод, что разница ночных и дневных температур сравнительно
невелика.

Эти результаты оказались для астрономов довольно неожиданными. Однако

ничего сверхъестественного в столь высокой температуре Венеры нет. Представим
себе, что в атмосфере Венеры содержится газ, сравнительно прозрачный для види-

мого излучения Солнца и почти непрозрачный для инфракрасного теплового излу-
чения планеты. В этом случае отвод тепла от поверхности планеты будет сильно
затрудняться, и даже та относительно небольшая доля солнечных лучей, которая
проникает сквозь облачный слой, сможет нагреть поверхность до высокой темпера-
туры. Это явление часто называют «парниковым эффектом», хотя этот термин не

совсем точно отражает суть дела.

Парниковый эффект создается в результате поглощения в полосах углекислого

газа и некоторых других молекул, таких как Н

О, которые в атмосфере Венеры

183

присутствуют в сравнительно небольшом количестве, но сильно поглощают инфра-

красное излучение.

Выдающиеся результаты были получены на советских автоматических стан-

циях «Венера-4» (рис. 68), «Венера-5» и «Венера-6». Историческое значение имеет
мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность Венеры, выполненная во вре-
мя полета автоматических станций «Венера-7» и «Венера-8». Учитывая очень

трудные условия, при которых был осуществлен этот блестящий эксперимент
(огромная величина атмосферного давления на Венере, высокая температура), его
следует отнести к числу крупнейших достижений современной космонавтики.

В процессе мягкой посадки производились прямые измерения основных характери-

стик венерианской атмосферы — температуры и давления, которые по телеметриче-
скому каналу передавались на Землю. Таким образом удалось получить «разрез»

атмосферы этой планеты, что имеет выдающееся научное значение. Американцы
также продолжали исследования Венеры с помощью автоматических станций.

В результате мы сейчас достаточно хорошо знаем физические условия в атмос-

фере и на поверхности этой планеты, бывшей до сравнительно недавнего времени
едва ли не самым загадочным членом Солнечной системы. Кратко изложим теперь
основные результаты этих исследований.

Атмосфера Венеры на 97 % состоит из молекул углекислого газа СО

.Обнару-

жено некоторое количество водяных паров (около 0,05 % по атмосфере в
среднем).

Кроме того, как это следует из последних наземных наблюдений, в атмосфере

Венеры обнаружены сравнительно незначительные примеси газов СО (0,01 %),
НС1 (6•10

-5

%), NF (5•10

-7

%). Очень важным является результат, полученный на

советских автоматических станциях: количество молекулярного азота плюс благо-
родные газы не превышает 5 %. Таким образом, эти компоненты атмосферы, столь
существенные на Земле, в атмосфере Венеры играют заведомо второстепенную
роль.

Давление у поверхности планеты достигает гигантского значения около 100 ат-

мосфер! Измерения на станции «Венера-7» показали, что температура атмосферы
у поверхности Венеры около 480 °С. Интересно, что высота тропопаузы и верхней
границы облачного слоя Венеры составляет около 70 км. Фотометр, установленный
на «Венере-8», показал, что облачный слой хорошо пропускает рассеянное солнеч-
ное излучение — освещенность на поверхности всего лишь в несколько десятков раз

меньше, чем над облаками.

По-прежнему большой интерес представляет вопрос о составе частиц облачно-

го слоя Венеры. Следует заметить, что, несмотря на все успехи в исследованиях
этой планеты, нам пока еще не известно, из чего состоят ее облака. Соблазнитель-

ная возможность считать, что частицами, образующими облака Венеры, являются

льдинки (так же, как в случае земных облаков), не проходит. Этому противоречат
спектральные и поляризационные наблюдения. Было отмечено, что этим наблюде-

ниям удовлетворяет предположение, по которому венерианские облака состоят из
сферических частиц, образуемых водным раствором серной кислоты.

1975 год ознаменовался новым выдающимся достижением советской космонав-

тики. Автоматические межпланетные станции «Венера-9» и «Венера-10» были выве-
дены на орбиту вокруг Венеры и стали искусственными спутниками этой планеты.
Спускаемые аппараты этих станций совершили мягкую посадку на поверхность Ве-
неры. Пожалуй, самым впечатляющим результатом этих экспериментов является
получение панорамных фотографий поверхности Венеры, отличающихся удивитель-
ной отчетливостью. Впоследствии были запущены к Венере и другие советские кос-
мические аппараты.

<> В марте 1986 г. завершился проект «Вега» («Венера — Галлей») - самый

сложный и результативный в истории советских исследований Солнечной системы

184

проекта «Bera» — академик P. 3. Сагдеев. Станция «Вега-1» совершила пролет через

кому 6 марта 1986 г., а станция «Вега-2» — 9 марта.

Научные организации многих стран (СССР, Австралии, НРБ, ВНР, ГДР,

ПНР, Франции, ФРГ) участвовали в разработке научных приборов для «Веги»,
а также систем обеспечения научных экспериментов на борту и на Земле. Впервые
в наших космических проектах возможности международной кооперации были ис-
пользованы столь широко.

По каждому из трех направлений, о которых говорилось выше, были получены

интереснейшие результаты. Самое любопытное среди них — это физические харак-
теристики ядра кометы Галлея. Ядра комет — их центральные тела — наблюдались

до сих пор с Земли только как звездообразные объекты на большом расстоянии от

Солнца (~ 10 а. е.), когда активность кометы отсутствовала, да и таких наблюде-
ний было очень мало. Во время пролета аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» впервые
ядро кометы исследовалось как пространственно-разрешенный объект; были опре-

делены его структура, размеры, инфракрасная температура. С помощью этих аппа-
ратов были произведены оценки состава ядра и характеристики поверхностного

слоя. Ядро кометы Галлея — это монолитное тело неправильной формы: его боль-

шая ось равна 14 км, а малая — около 7 км (рис. 69). Ядро покидает около 10

мо-

лекул воды в секунду. Это означает, что испарение идет по всей поверхности, сле-
довательно, состоит оно изо льда. Вместе с тем поверхность черная (альбедо около

5 %) и горячая (яркостная температура более 375 К). Эта, казалось бы, противоре-
чивая картина укладывается в простую модель — так называемую модель «мартов-

ского сугроба»: лед отделен от внешнего пространства слоем черного пористого

вещества с низкой теплопроводностью. Этот слой принимает солнечное излучение,
часть его переизлучает в инфракрасном диапазоне, часть передает еще и ледяному
конгломерату. Молекулы Н

О, образующиеся в результате испарения последнего,

диффундируют вверх и покидают комету. При этом они отрывают отдельные ча-
стицы от поверхностного слоя, и к потоку газа добавляется поток пыли. Поверх-

ностный слой в отдельных местах поверхности время от времени взламывается (ес-
ли слой становится слишком толстым и поры закупориваются); тогда образуется
активная область с мощным истечением вещества. Толщина пористого слоя неве-
лика (~1 см), он очень быстро обновляется — верхний слой «сдирается», а снизу на-
липают новые частицы. Характерное время полного обновления слоя — около
суток.

Исследование кометы Галлея, проведенное на аппаратах «Вега», позволило

сделать выбор среди нескольких обсуждавшихся ранее моделей кометного ядра -

монолит, группа нескольких круп-
ных тел, рой частиц — в пользу
первой из них и существенно ее

уточнить. Грубая схема приобрела
черты живого природного явле-
ния. Оказалось, например, что в
состав кометного ядра входят орга-
нические соединения. В принципе

это не так уж удивительно, если
вспомнить, что радиоастрономы
нашли множество органических

молекул в межзвездной среде <>.

Большой вклад в изучение

ближайших к Солнцу планет - Ве-
неры и Меркурия — был сделан
запущенной в 1973 г. американ-

ской автоматической станцией

«Маринер-10». Очень интересна орбита этого объекта. Аппарат был выведен на ор-
биту полета к Венере и пролетел от нее на расстоянии около 6000 км. При этом
притяжение Венеры снизило орбитальную скорость «Маринера-10», в результате
чего он попал на орбиту Меркурия (рис. 70). С тех пор он три раза проходил вбли-
зи Меркурия, причем зимой 1974—1975 гг. на рекордно малом расстоянии около

200 км. Впервые были получены и переданы на Землю сотни изображений поверх-
ности планеты исключительно высокого качества (см. рис. 70).

Первое впечатление от этих фотографий такое, будто на них изображена Луна.

Поверхность Меркурия испещрена кратерами. Изучение кратеров Луны, Марса
и Меркурия позволяет сделать вывод, что все они образовались примерно в одну

эпоху, удаленную от нас на 4,5 миллиарда лет. Отсюда вытекают важные для пла-
нетной космогонии следствия. Например, можно сделать вывод, что на Меркурии
никогда не было достаточно плотной атмосферы, способной сгладить рельеф его
поверхности. Не было и мощных тектонических процессов, действующих в том же
направлении. Поражают перепады температуры Меркурия: на ночной стороне она

составляет — 175 °C, на дневной +275 °С. Впрочем, этот факт астрономам был извес-
тен уже давно по наблюдениям с поверхности Земли.

Весьма интересные фотографии облачного слоя Венеры в ультрафиолетовых

лучах были получены «Маринером-10» во время его сближения с Венерой. Кроме
подтверждения периода движения этих облаков в 4 суток (см. выше), был обнару-

жен совершенно новый феномен, получивший название «Око Венеры». Эта деталь
всегда находится вокруг точки поверхности планеты, лежащей на прямой, соеди-
няющей ее центр и Солнце. На фотографии это «око» видно как темное пятно.

«Око» состоит из мощных потоков атмосферы, которые создают огромную зону
высокого давления. Можно полагать, что энергия потоков атмосферы (берущаяся,
в конечном итоге, из солнечной энергии) через «око» распределяется путем цирку-

ляции по всей планете. Если это так, то причиной высокой температуры поверхно-
сти планеты может быть не «парниковый эффект», а «венерианская метеорология»,
неизмеримо более мощная, чем земная. Интересно, что в самых глубоких слоях ат-

мосферы Венеры скорость движения воздушных масс очень мала. Именно по этой
причине гористый рельеф Венеры (установленный методами радиолокации) до сих
пор не «сглажен». Таким образом, причина высокой температуры поверхности Ве-
неры пока еще не совсем ясна.

Похоже, что описанные только что природные условия на поверхности нашей

космической соседки исключают возможность существования там каких бы то ни

было форм жизни. Например, никакие белковые соединения при таких условиях су-
ществовать не могут. Наконец, отсутствие гидросферы даже на самой ранней ста-
дии формирования планеты должно было чрезвычайно затруднить само образова-
ние первых примитивных живых существ.

Как это ни может показаться парадоксальным, в настоящее время большие

планеты и особенно их спутники можно считать значительно более подходящими
для жизни, чем Венера. В частности, такого мнения придерживается американский
планетолог Саган.

Простые органические соединения могли синтезироваться в атмосферах боль-

ших планет, во многих отношениях напоминающих первичную атмосферу Земли.

В качестве внешнего «стимулятора» для такого синтеза можно предположить либо
электрические разряды, либо ультрафиолетовое излучение Солнца. Радиоастроно-
мические наблюдения дают некоторые указания на наличие мощных электрических
разрядов в атмосфере Юпитера.

Довольно часто на сравнительно длинных волнах (15 — 20 м) гигантская плане-

та дает мощные «вспышки» радиоизлучения длительностью в несколько секунд.

Возможно (хотя это и не доказано), что такое излучение связано с грозовыми раз-
рядами огромной мощности. Атмосфера Юпитера охвачена бурными конвективны-

187

ми движениями. Образующиеся органические молекулы могут опускаться поэтому
на довольно значительную глубину. Возможно, что температурные условия там бо-
лее подходящие для синтеза сложных органических соединений, чем на более высо-
ких уровнях атмосферы, в частности над плотным облачным слоем, образующим
видимую поверхность Юпитера. Очевидно, что на некоторой глубине температура
атмосферы должна лежать в пределах 0 ÷ +50°С, т. е. быть примерно такой же,
как на Земле.

До недавнего времени Марс и его система спутников являлись самыми уда-

лепными от Солнца объектами, которые исследовались «прямыми» методами при
помощи космической техники. Но вот в начале марта 1972 г. с американского кос-
модрома имени Кеннеди была запущена автоматическая межпланетная станция
«Пионер-10». Пролетев за 21 месяц свыше миллиарда километров, эта станция

4 декабря 1973 г. прошла на минимальном расстоянии 130000 км от Поверхности
Юпитера (вернее, от густого слоя облаков, закрывающих поверхность этой гигант-
ской планеты). При осуществлении этого полета пришлось преодолевать значи-
тельные трудности. Например, из-за того, что Юпитер удален от Солнца в 5,2 раза

больше яем Земля, поток солнечного излучения там в 27 раз меньше. Это застави-
ло организаторов полета отказаться от.солнечных батарей — основного источника
энергии на борту «марсианских» и «венерианских» автоматических межпланетных

станций. Вместо этих батарей на борту «Пионера-10» были установлены два ра-
диоизотопных термоэлектрических генератора мощностью 140 Вт, которые не-
прерывно и безотказно работали.

Одним из важнейших результатов полета «Пионера-10» было преодоление раз-

ного рода опасностей, связанных с некоторыми неприятными областями околосол-
нечного космоса. Прежде всего определенное беспокойство вызывало прохождение

этого аппарата-через пояс астероидов, где частота метеорных ударов могла быть
угрожающе высока. Но все обошлось благополучно, и космонавты будущего это,
конечно, учтут. Учёные также выражали сомнения, смогут ли приборы «Пионе-

ра-10» выдержать ожидаемую огромную интенсивность радиационных поясов ги-

гантской планеты. Эти опасения были не напрасны. Уже на расстоянии 700000 км
от планеты установленные на борту «Пионера-10» приборы стали указывать на
весьма быстрый рост уровня радиации, который удваивался через каждые десять
часов. Уровень жесткой радиации почти достиг предельно допустимого значения,
но все же приборы не вышли из строя.

Существование мощных радиационных поясов Юпитера установлено было

свыше 15 лет назад из анализа радиоастрономических наблюдений этой гигантской
планеты. Полет «Пионера-10» позволил существенно уточнить характеристики этих
поясов, несравненно более мощных, чем околоземные. Приборы, установленные на
этом аппарате, позволили измерить магнитное поле Юпитера, среднее значение ко-
торого 4 Э. Очень интересна структура этого поля. На самом деле там имеются
два магнитных поля: одно типа земного («дипольное»), но только несимметричное
по отношению к телу планеты, и второе, связанное с его мощными радиационны-

ми поясами. Взаимодействие быстро вращающейся магнитосферы Юпитера с сол-
нечным ветром приводит к ускорению заряженных частиц до весьма высоких энер-
гий. Эти частицы могут попадать даже во внутренние области Солнечной системы.

Хотя специальных телевизионных камер на борту «Пионера-10» не было,

с помощью особого сканирующего радиолокационного устройства по телеметриче-
скому каналу была передана информация, позволившая с исключительной чет-
костью получать цветные изображения облачного слоя, покрывающего Юпитер.

Качество этих изображений несравненно лучше полученных на лучших земных те-

лескопах. С большой детальностью было получено изображение знаменитого
«красного пятна», было открыто несколько меньших «красных пятен», а также мас-

са других деталей, которые весьма быстро меняются со временем. Вообще, весь

188

облачный слой Юпитера охвачен бурными движениями, связанными с переносом
большого количества энергии.

Установленный на «Пионере-10» ультрафиолетовый спектрометр позволил по

измеренным спектральным линиям определить химический состав атмосферы ги-
гантской планеты. Оказалось, что на 82 процента (по числу атомов) она состоит из
водорода, на 17 процентов из гелия и только 1 % дают все остальные элементы

вместе взятые, которые входят в состав разных химических соединений. Химиче-

ский состав атмосферы Юпитера до удивления похож на солнечный и резко отли-
чается от земного. Сходство со звездой — Солнцем — еще более усиливается по
Следующей причине. Несколько лет назад было установлено, что в далекой инфра-
красной области спектра Юпитер излучает в 2,5 раза больше энергии, чем получает
от Солнца во в с е м с п е к т р е , в том числе и в видимой его части. Следователь-

но, в отличие от остальных планет, Юпитер есть «самосветящееся» космическое те-
ло. Источником энергии излучения Юпитера скорее всего является его непрерывное
сжатие. Подсчеты показывают, что для этого достаточно сжиматься на 1 милли-
метр в год. Таким образом, строго говоря, Юпитер является не планетой, а ма-
ленькой п р о т о з в е з д о й (см. гл. 4).

Подобно Земле, Марсу и Венере Юпитер окружен водородной «короной», про-

стирающейся вплоть до орбиты его ближайшего большого («галилеевского») спут-

ника Ио. Этот спутник, так же как и другой, называемый Ганимедом, имеет атмос-

феру, плотность которой в миллион раз меньше земной. Спутник Ио замечателен

еще тем, что сильно влияет на мощность всплесков длинноволнового радиоизлуче-
ния Юпитера (см. выше). Он как бы выполняет функции «космического громоотво-
да». Наблюдения с борта «Пионера-10» позволили уточнить массу Ио, которая со-
ставляет 1,22 массы Луны.

Через год после «Пионера-10» был запущен «Пионер-11» с той же научной

программой, которая была успешно выполнена после сближения его с Юпитером
в декабре 1974 г. В отличие от «Пионера-10», который силой юпитерова притяже-
ния будет выброшен за пределы Солнечной системы и в 1987 г. пересечет орбиту

Плутона (см. гл. 19), «Пионер-11» осенью 1979 г. прошел через систему Сатурна,

между поверхностью этой планеты и ее знаменитым кольцом. Об этом будет ска-
зано немного дальше.

Выдающиеся результаты были получены в 1979 г. на двух межпланетных авто-

матических станциях «Вояджер». Поражают воображение великолепные фотогра-
фий Юпитера, в том числе его знаменитого Красного пятна (рис. 71). Сенса-
ционным было открытие кольца вокруг Юпитера (рис. 72), состоящего, как
и кольцо Сатурна, из огромного количества мелких твердых частиц. В этой связи

190

заметим, что существование кольца вокруг Юпитера несколько лет назад было
предсказано советским астрономом С. К. Всехсвятским. К этому выводу он при-

шел, анализируя старые фотографии Юпитера, на которых одна экваториальная
полоса (меняющаяся со временем) была истолкована им как тень от кольца. Ник-
то, однако, к этой работе серьезно не отнесся...

Но, пожалуй, самым выдающимся результатом, полученным на «Вояджерах»,

является обнаружение действующих вулканов на Ио — самом внутреннем из галак-
тических спутников Юпитера (рис. 73 и 74). Этот спутник обращается вокруг ги-
гантской планеты в ее мощной магнитосфере, что и определяет целый ряд его осо-
бенностей. На «Вояджере-2» были получены великолепные фотографии и других
галилеевых спутников (рис. 75, 76 и 77).

В начале сентября 1979 г. после 6 1/2 лет полета через систему Сатурна про-

шла знаменитая автоматическая межпланетная станция «Пионер-11», о которой
речь шла выше. На этой станции были получены уникальные фотографии колец
Сатурна, в частности, была открыта новая система колец. Выяснилось, наконец,

192

что кольца Сатурна состоят из мелких кусочков льда размерами ~1 см. Еще был
открыт новый маленький спутник. Особый интерес представляет проведенное на

«Пионере-11» исследование атмосферы крупного спутника Сатурна — Титана. На-

конец, было, доказано, что Сатурн подобно Юпитеру излучает в инфракрасных лу-
чах примерно в два раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это означает,
что Сатурн имеет свой внутренний источник энергии, который, несомненно, связан

с непрерывным сжатием этой гигантской планеты. «Пионер-11», честно поработав
для науки, уходит из нашей Солнечной системы в межзвездное пространство, неся

на себе весточку о нашей цивилизации (см. гл.19).

Не исключено, что образующиеся в атмосфере Юпитера (а также других боль-

ших планет) органические соединения должны растворяться в аммиачных или во-

дяных капельках, из которых состоят нижние ярусы облаков.

Представляет определенный интерес обсуждение возможности жизни на ам-

миачной основе. Оказывается, что можно провести далеко идущую аналогию ме-
жду процессами растворения в аммиаке и воде, а также между «аммиачными» ор-
ганическими соединениями и «обычными», являющимися основой живого вещества
на Земле, где «жизненной средой» была вода. Температура плавления аммиака до-
статочно высокая. То же следует сказать и о температуре кипения. У аммиака вы-
сокая удельная теплоемкость и достаточно большая (хотя и меньшая чем у воды)
диэлектрическая постоянная. Он является очень хорошим растворителем. Все пере-
численные свойства жидкого аммиака делают его потенциально способным при не-
которых условиях сыграть роль «жизненной среды», подобно воде на заре возник-
новения жизни на нашей планете.

Можно установить полное соответствие между «обычными» солями и органи-

ческими соединениями, с одной стороны, а «аммиачными» — с другой. Оказывает-
ся, что для этого надо заменить ион О

на аминовую группу NH

, а ион гидрок-

сила ОН

на амин NH

. При такой замене, например, муравьиной кислоте

НСООН будет соответствовать соединение HCNHNH

, а метиловому эфиру

OCH

— соединение СН

NHCH

. На аммиачной основе таким способом мож-

но построить аналоги «обычных» аминокислот, а затем сколь угодно сложные ана-
логи всевозможных белковых соединений. Вполне допустимы аммиачные анало-
ги нуклеиновых кислот, пуринов и пиридинов. Наконец, можно представить
аналоги ДНК и РНК с их кодом наследственности.

Аналогом окисления при такой «аммиачной» жизни является присоединение

ионов NH

или N

, в го время как конечным продуктом жизнедеятельности вме-

сто воды и углекислого газа будет аммиак и циан. Таким образом, можно сказать,
что гипотетические аммиачные организмы «пьют» аммиак и «дышат» азотом, в то
время как земные «водные» организмы пьют воду и дышат кислородом...

Не будем фантазировать, как могут выглядеть аммиачные организмы. Это во

всяком случае преждевременно. В результате спектроскопических исследо-
ваний Юпитера был обнаружен водяной пар в его атмосфере, так что необходи-
мость в подобных фантазиях может быть не столь уж велика. Мы хотели бы толь-
ко подчеркнуть, что современной науке не противоречит гипотеза о возможном
существовании примитивных организмов на больших планетах, хотя, по мнению
автора, вероятность того, что эта гипотеза справедлива, весьма мала, если не рав-
на нулю.

В заключение этой главы нужно сказать хотя бы несколько слов об открытии

сложных органических соединений внутри некоторых метеоритов. Среди ка-

менных метеоритов иногда наблюдаются так называемые «углистые хондриты».
Они составляют примерно 1 % от всех каменных метеоритов. У этих метеоритов
отмечаются повышенное содержание углерода (до 3 %). Кроме того, углистые хон-
дриты богаты серой, водой и некоторыми другими сравнительно легко испаряю-
щимися веществами. Именно в таких хондритах еще в первой половине XIX в. бы-

194

ли обнаружены органические вещества. В настоящее время в составе некоторых
углистых хондритов обнаружены довольно сложные органические соединения: вы-
сокомолекулярные парафиновые углеводороды и жирные кислоты. В 1960 г. из

одного метеорита было выделено весьма сложное органическое соединение, подоб-
ное цитозину. Известно, что цитозин входит в состав молекулы ДНК. Большой ин-
терес вызвал тонкий химический анализ метеорита, упавшего в Австралии в 1969 г.

Среди углеводородных соединений, обнаруженных внутри этого «космического го-

стя», следует отметить 16 видов аминокислот. Из них пять относятся к числу тех
20 видов, из которых «конструируются» живые белки, а 11 — из числа тех 80, ко-
торые в состав земных белков не входят. Очень существенно, что среди обнару-

женных аминокислот одна половина имеет «левую» асимметрию, а другая — «пра-
вую» (см. гл. 13). Так как все «живые» молекулы аминокислот на нашей планете
имеют «левую» асимметрию, ясно, что их «космические сестры», обнаруженные
в австралийском метеорите, имеют небиологическое происхождение. Вместе с тем
это очевидное доказательство того, что обнаруженные в метеорите аминокислоты
действительно синтезировались в космосе, а не являются результатом загрязнения
космического гостя земным веществом, так как в последнем случае наблюдалась
бы только «левая» асимметрия.

Неоднократно появлялись сообщения об обнаружении в углистых хондритах

включений овальной формы, имеющих внешнее сходство со спорами водорослей.
При облучении ультрафиолетовым цветом эти включения люминесцировали. Кро-
ме того, при применении особых реактивов, используемых для выявления веществ
«биологического» происхождения, они окрашивались.

По этим признакам некоторые исследователи считали (и считают) эти включе-

ния окаменевшими остатками микроорганизмов. Появились даже гипотезы, объяс-
няющие их происхождение. Бернал, например, считал, что мыслимы две гипотезы,
объясняющие это явление.

Согласно первой гипотезе, метеорит некогда был выброшен с поверхности

планеты, на которой была жизнь. Не совсем тривиальна вторая гипотеза. Некогда,
полагал Бернал, вместе с земной пылью при вулканическом извержении в межпла-
нетное пространство могли быть выброшены микроорганизмы и споры. Блуждая
в Солнечной системе, такие пылинки могли «прилипнуть» к какому-нибудь метео-
риту и вместе с ним вернуться на свою «родину» — Землю.

Что можно сказать по поводу изложенного? Прежде всего, никак нельзя счи-

тать доказанным, что обнаруженные в некоторых углистых метеоритах маленькие
включения действительно являются отпечатками микроорганизмов. Одно только
морфологическое сходство, конечно, не может быть основанием для такого выво-
да. Вполне возможно, что эти включения представляют собой минералы или высо-
комолекулярные углеводороды абиогенного происхождения. Нельзя также пол-
ностью исключить возможность «загрязнения» метеоритов после их падения
земными микроорганизмами. Такие загрязнения могут возникнуть в процессе ми-
кробиологического исследования метеоритов.

В последние годы как в американской, так и в советской печати появилось не-

сколько сенсационных сообщений об «открытии» в углистых метеоритах ж и в ы х

микроорганизмов. Так, например, Банриев и Мамедов «обнаружили» в ж е л е з -

н о м Сихотэ-Алинском метеорите особую разновидность живых бактерий. Однако
скоро выяснилось, что это «открытие» является недоразумением и что экспери-
менты были поставлены исследователями неграмотно. Всегда следует помнить, что
в истории науки известно много случаев, когда желаемое принималось за действи-
тельное. Не случайно старая китайская пословица гласит: «Если ты очень ждешь
друга — не принимай стук своего сердца за топот копыт его коня»...

Впрочем, история науки знает и другое. Например, долгие десятилетия офи-

циальная наука не признавала, что с неба могут падать камни. Но, во всяком

7* 195

случае, тщательное изучение и скрупулезная проверка фактов при всех условиях
совершенно необходимы.

Допустим теперь (хотя это и представляется нам крайне маловероятным), что

отпечатки микроорганизмов в метеоритах действительно имеют космическое про-

исхождение. Мы не будем обсуждать здесь первую гипотезу Бернала, которая нам
кажется столь же маловероятной, как и тривиальной. Значительно больший инте-
рес представляет вторая его гипотеза.

Можно ли представить выбрасывание из Земли в космическое пространство

отдельных зародышей жизни? Совершенно очевидно, что этот вопрос имеет самое
прямое отношение к гипотезе панспермии. Поэтому мы коротко коснемся совре-
менного состояния этой гипотезы.

Как известно, еще в 1907 г. известный шведский химик Сванте Аррениус вы-

сказал предположение, что жизнь на Земле не возникла из неживой субстанции,

а была занесена в виде спор микроорганизмов из других миров. Такие споры могут
как угодно долго выносить холод космического пространства. Для них не страшен

господствующий там высокий вакуум. Под воздействием светового давления
споры могут совершать грандиозные космические путешествия — от планеты к пла-
нете и от звезды к звезде. Попадая при благоприятных условиях на какую-нибудь

подходящую планету, они оживают и дают начало жизни на ней.

Против гипотезы панспермии в том виде, в каком она была сформулирована,

выдвигался ряд возражений преимущественно философского характера. Между тем
сама по себе эта идея никоим образом не противоречит философии материализма.

Почему обязательно надо считать, что жизнь на Земле возникла из неживой суб-
станции, а не была занесена в виде спор? Более того, исходя из представления
о множественности обитаемых миров, вполне логично исследовать вопрос об
обмене живыми организмами между планетами, об «опылении» одной планеты
другой. Только научный анализ этой проблемы с привлечением новейших результа-
тов, полученных в астрономии, биологии и сопредельных с ними науках, позволит
отмести или «утвердить в правах гражданства» гипотезу панспермии.

Попытка такого анализа была сделана Саганом. Он считает, что отдельные

микроорганизмы могут быть выброшены за пределы планеты электрическими си-
лами. В случае, если размеры микроорганизмов находятся в пределах 0,2—0,6 мкм
(т. е. близки к длинам волн видимого света), давление излучения звезды выбросит

их за пределы данной планетной системы. Такие малые размеры имеют споры
и вирусы. Световое давление от звезды не сможет «выталкивать» организмы как
больших, так и меньших размеров. В конечном итоге, из-за совместного действия

гравитационного притяжения и светового давления звезды такие организмы выпа-

дут на ее поверхность (это известное «явление Пойнтинга — Робертсона» *).

Согласно вычислениям Сагана, выброшенные из Земли споры могут достиг-

нуть орбиты Марса уже через несколько недель, орбиты Нептуна — через несколько

лет, а до ближайших к нам звезд они долетят за несколько десятков тысяч лет.

Чтобы пересечь Галактику, им потребуется несколько сотен миллионов лет. Мы
полагаем, однако, что в последнем случае сроки будут значительно больше вычис-
ленных Саганом. Он исходит из того, что споры в межзвездном пространстве дви-
жутся почти прямолинейно со средней скоростью в несколько десятков километров

в секунду. В действительности споры должны двигаться так же, как и частицы меж-
звездной пыли, к которым они близки по размерам и массе.

*) Вследствие аберрации света сила светового давления на движущееся тело будет иметь

составляющую, направленную против движения, что приведет к непрерывному торможению

сил. Это и есть эффект Пойнтинга — Робертсона. По этой причине, например, обращающие-

ся вокруг Солнца пылинки, размеры которых больше 0,5 мкм, будут непрерывно выпадать

на Солнце. Для частиц, размеры которых меньше 0,5 мкм (но больше 0,2 мкм), сила светово-

го давления превышает силу гравитационного притяжения. Такие частицы будут выталки-

ваться за пределы Солнечной системы.

196

Межзвездные пылинки движутся вместе с межзвездным газом, плотность кото-

рого примерно в 100 раз больше, чем пыли. Движение же облаков межзвездного
газа носит беспорядочный, нерегулярный характер. Такие облака, продвинувшись,

на расстояние в несколько десятков световых лет, могут резко изменить направле-
ние своего движения и даже слиться с другими облаками. В таких условиях движе-
ние спор (так же как и межзвездных пылинок) будет похоже на беспорядочное дви-
жение малых частиц в некоторых растворах (так называемое «броуновское
движение»). Вычисления показывают, что для того, чтобы переместиться на рас-

стояние 1000 световых лет (это примерно 1/20 размеров Галактики), споре потре-

буется несколько сотен миллионов лет, а для перемещения через всю Галактику —
сотни миллиардов лет, что в ~10 раз превышает возраст нашей звездной системы.

Спорам, путешествующим по межпланетным и межзвездным пространствам,

грозят большие опасности. Аррениус не учитывал, например, радиационную опас-
ность, что вполне естественно для его времени. Между тем этот вопрос для всей

концепции панспермии может иметь решающее значение. В пределах планетных си-
стем основной опасностью является ультрафиолетовое излучение центральной
звезды, длина волны которого меньше 0,3 мкм. Такое излучение губительно для
микроорганизмов. Подсчеты, аналогичные выполненным в гл. 13, показывают, что
микроорганизмы получат смертельную дозу излучения еще задолго до того, как
они достигнут орбиты Марса. Исходя из этих соображений, Саган приходит к лю-
бопытному выводу, что обмен живыми микроорганизмами может быть только
между планетами, достаточно удаленными от их солнца. Например, в нашей Сол-
нечной системе живые споры могут переноситься от Урана к Нептуну.

Что касается выбрасывания спор за пределы планетных систем, то разные

звезды в этом отношении имеют весьма различную эффективность. Например,
у карликовых сравнительно холодных звезд световое давление совершенно недоста-
точно для того, чтобы выбросить микроорганизмы в межзвездное пространство.
С другой стороны, имеются основания полагать (см. гл. 10). что около сравнитель-
но горячих массивных звезд планетных систем нет. Таким образом, «активные»
звезды заключены в довольно узких спектральных пределах — приблизительно от

F2 до G5.

Из-за губительного ультрафиолетового излучения Солнца в настоящее время

ж и в ы е споры космического происхождения не могут, по-видимому, выпадать на
Землю*). Можно, однако, предположить, что в первоначальный период существо-
вания нашей планеты ультрафиолетовое излучение Солнца имело значительно
меньшую интенсивность, чем сейчас. Выдвинув такую гипотезу, Саган получил ин-
тересный результат. Чтобы в течение первого миллиарда лет своей истории Земля
получила только одну спору из космоса, нужно считать, что каждая из звезд Галак-
тики (а их примерно 10") имеет обитаемую планету и что за миллиард лет каждая

планета выбрасывает в космос 1 т спор. Разумеется, эти числа можно варьировать.

Например, если обитаемых планет во Вселенной 10

, то каждая из них должна вы-

брасывать в космос за 1 млрд лет 1000 т спор.

Сейчас совершенно ничего нельзя сказать о том, сколько может выбрасывать

в космос спор такая обитаемая планета, как наша Земля. Поэтому, полагает Саган,
в настоящее время гипотезу панспермии нельзя считать заведомо ошибочной, хотя

аргументов в ее пользу также нет. По его мнению, наиболее вероятно найти следы
живой субстанции на спутниках внешних планет, особенно на довольно крупном
спутнике Нептуна — Тритоне.

Можно, однако, выдвинуть несколько возражений против выводов Сагана. Во-

первых, ультрафиолетовое излучение Солнца в течение первых сотен миллионов

*) Следует заметить, однако, что если спора попадет в какую-нибудь расщелину на пы-

линке, она будет надежно «забронирована» от губительного воздействия ультрафиолетовых

лучей. Такую естественную возможность всегда надо учитывать.

197

лет существования нашей планеты было примерно таким же, как и сейчас. Даже

в начале этого периода, когда Солнце было еще сжимающейся звездой, его темпе-
ратура не очень сильно отличалась от современной. Это следует хотя бы из рас-

смотрения рис. 14, где приведены эволюционные треки звезд на диаграмме
«спектр — светимость». Во-вторых, Саган почему-то забывает, что споры из меж-

звездного пространства будут выталкиваться давлением солнечного света за пре-

делы Солнечной системы. Ведь с самого начала предполагается, что такие споры

в ы т а л к и в а ю т с я световым давлением за пределы тех планетных систем, где
они зародились. Наконец, за сотни миллионов лет блужданий в межзвездной среде
они могут получить смертельную дозу радиации, которая присутствует в форме
космических лучей. Ведь поток первичных космических лучей там практически та-

кой же, как и на Земле. За это время через такую спору размером в 10 мкм пройдет
примерно 10 млрд частиц сверхвысоких энергий, из которых добрая сотня тысяч
будет поглощена веществом споры. Это соответствует дозе излучения в несколько
миллиардов рентген. Последствия такой «бомбардировки» могут быть только
летальными *).

Большую опасность для спор, блуждающих в межзвездном пространстве, мо-

гут представлять горячие звезды, которые на огромные расстояния, исчисляемые
сотнями световых лет, ионизуют и сильно нагревают межзвездный газ. В таких об-
ширных областях межзвездной среды, окружающих горячие звезды, космические
пылинки, в том числе и споры, могут быть полностью разрушены.

Крик и Оргелл приводят два чисто биологических аргумента в пользу гипо-

тезы «направленной панспермии». Они полагают, что химический состав живых ор-

ганизмов в какой-то степени должен отражать химический состав среды, в которой

проходила их эволюция. Поэтому присутствие в составе организмов элементов, ис-
ключительно редких на Земле, может служить «намеком» на то, что жизнь зароди-
лась далеко за пределами нашей планеты, где химический состав среды совсем
иной. Почему, например, довольно важное место в жизнедеятельности клеток зани-

мает молибден, в то время как гораздо более обильные и химически сходные с ним

хром и никель заметной роли в биохимических процессах не играют? Между тем
известны очень редкие звезды с аномально высоким содержанием молибдена. Мо-
жет быть, они окружены богатыми молибденом планетами?

Другим аргументом в пользу этой гипотезы является универсальность г е н е -

т и ч е с к о г о к о д а (см. гл. 12). В самом деле, почему все живущие организмы —
от простейших до человека — используют совершенно одинаковый генетический

код? Ведь мыслимо множество модификаций такого кода. Панспермия непринуж-
денно объясняет эту удивительную особенность; хотя, конечно, это можно объяс-
нить «борьбой за существование» организмов с разными генетическими кодами.

В общем, доводы Крика и Оргелла нельзя считать очень серьезными, но вни-

мания они заслуживают. В высшей степени неожиданную и беспрецедентно смелую
гипотезу выдвинули Хойл и Викрамасинг. Довольно давно известную широкую по-
лосу поглощения, наблюдаемую в спектрах инфракрасных галактических источни-
ков и обычно приписываемую межзвездным частицам льда, они предложили счи-
тать обусловленной находящимися в межзвездной среде бактериями, сходными со
спорами! Единственным основанием для столь смелой гипотезы является значи-
тельно лучшее совпадение профилей полосы поглощения, обусловленной бактерия-

ми, чем при поглощении межзвездными льдинками подходящих размеров (рис. 78).
Такой аргумент, однако, представляется совершенно недостаточным. Например,
можно подобрать такое распределение размеров льдинок, которое даст лучшее со-

*) Необходимо заметить, что споры некоторых микроорганизмов и вирусы не гибнут

даже при дозах жесткого излучения, достигающих 1 млн рентген. Все же, как показывают

оценки, дозы радиации, полученные вирусами и спорами при «межзвездных путешествиях»,

значительно больше.

198

Вселенная. Жизнь. Разум - Наука (И.С. Шкловский) - часть 12