Вчені розробили новий метод пошуку життя у мультивсесвіті

Пошук придатних для життя світів став однією з найгарячіших тем сучасної астрономії. Протягом десятиліть увага вчених була зосереджена на планетах у так званій «зоні Золотовласки» — вузькій смузі навколо зірки, де вода залишається рідкою, не надто гарячою, щоб випаруватися, і не надто холодною, щоб замерзнути. Однак придатність для життя набагато складніша і жорсткіша, ніж просто правильна температура. Світу потрібне захисне магнітне поле для екранування життя від радіації, стабільна атмосфера достатньо щільна для регулювання клімату, але не настільки густа, щоб розчавити все під собою, і правильний коктейль елементів, викованих у ядерних печах помираючих зірок.

Маккаллен Сандора з Інституту космічної науки «Блакитна мармурова куля» в Сіетлі розробив геніальний новий підхід для оцінки придатності екзотичних світів для життя, розглядаючи розташування Землі як статистичну вибірку. Логіка проста: якщо припустити, що ми не є «особливими», то наша присутність навколо певного типу зірки говорить нам щось про те, наскільки сприятливими є різні зоряні середовища для життя.

Розглянемо це: червоні карликові зірки перевершують жовті зірки, подібні до нашого Сонця, у співвідношенні 7 до 3 у нашій галактиці. Якби системи червоних карликів були значно кращими для розміщення життя — скажімо, більш ніж у 8,1 раза придатнішими для життя, ніж системи жовтих зірок — тоді наше існування навколо жовтої зірки було б статистичною випадковістю, що трапляється менш ніж у 5% випадків. Оскільки ми тут, обертаємося навколо жовтої зірки, це свідчить про те, що червоні карлики не можуть бути драматично більш придатними для життя, ніж наша Сонячна система.

Але ось де все стає дійсно цікавим: Сандора постулює, що якщо існують множинні всесвіти з кардинально різними космічними рецептами, цей статистичний підхід стає експоненційно потужнішим. У сценарії мультивсесвіту відносна кількість різних планетарних середовищ може кардинально відрізнятися між всесвітами. Деякі можуть бути наповнені планетами-мандрівниками, що дрейфують у порожнечі, інші — домінувати водними світами або припливно заблокованими планетами в подвійних системах.

Ця космічна різноманітність створює природну лабораторію для тестування придатності для життя. Сандора застосував це міркування про мультивсесвіт для дослідження всього — від крижаних супутників і планет-мандрівників до інопланетних океанів, створених з речовин, відмінних від води. Результати вражають: статистичні межі відносної придатності планет-мандрівників і водних світів для життя стають принаймні в десять разів сильнішими, коли розглядаються через множинні всесвіти, а не лише через наш власний.

Можливо, найцікавіше те, що підхід навіть кидає виклик нашим припущенням про нібито унікальність води для життя. Ми часто припускаємо, що особливі властивості води — як-от те, що лід плаває замість того, щоб тонути, або її роль як «універсального розчинника» — є суттєвими для біології. Але якщо гіпотеза мультивсесвіту правильна, і життя послідовно обирає водні середовища через незліченні варіації всесвіту, тоді ці властивості можуть бути не такими важливими, як ми думаємо.

Дослідження Сандори може здатися нереволюційним, але воно може стати ключем до розкриття одного з найбільших питань у науці: чи ми самотні в єдиному всесвіті, чи ми є однією точкою даних серед нескінченних всесвітів?

Якщо майбутні відкриття покажуть, що екзотичні середовища набагато більш придатні для життя, ніж раніше думали, якщо ми знайдемо планети-мандрівники, що кишать життям, або виявимо, що альтернативні біохімії значно перевершують життя на основі води, тоді це з високою впевненістю зруйнує рамки мультивсесвіту.

Цей новаторський підхід відкриває нові горизонти у розумінні того, як життя може виникати та процвітати в різних космічних умовах. Замість того, щоб покладатися виключно на наші земні упередження про те, що робить планету придатною для життя, метод Сандори використовує саме наше існування як статистичний інструмент для оцінки ймовірності життя в інших місцях.

Особливо інтригуючим є застосування цього методу до планет-мандрівників — світів, які були викинуті зі своїх зоряних систем і тепер дрейфують у міжзоряному просторі. Традиційно такі планети вважалися непридатними для життя через відсутність зоряного тепла. Однак новий статистичний аналіз показує, що якщо такі світи справді можуть підтримувати життя завдяки внутрішньому теплу або іншим механізмам, то їхня величезна кількість у галактиці могла б зробити їх домінуючими осередками життя.

Аналогічно, дослідження кидає новий погляд на водні світи — планети, повністю вкриті океанами. Хоча такі світи можуть здаватися ідеальними для життя, статистичний аналіз допомагає оцінити, чи справді вони більш сприятливі для розвитку складного життя порівняно з планетами змішаного типу, як наша Земля.

Методологія Сандори також має важливі наслідки для розуміння ролі різних типів зірок у підтримці життя. Червоні карлики, які становлять близько 75% всіх зірок у нашій галактиці, довго розглядалися як потенційно сприятливі для життя через їхню довговічність. Однак вони також відомі своєю схильністю до потужних спалахів, які можуть знищити атмосфери близьких планет.

Статистичний підхід дозволяє оцінити, чи компенсують переваги червоних карликів їхні недоліки. Якщо життя навколо червоних карликів було б значно більш ймовірним, ніж навколо зірок сонячного типу, то наше існування навколо жовтої зірки стало б статистичною аномалією. Той факт, що ми обертаємося навколо зірки G-типу, попри чисельну перевагу червоних карликів, може вказувати на те, що умови навколо зірок сонячного типу не гірші, а можливо, навіть кращі для розвитку складного життя.

Цей підхід також має глибокі філософські наслідки. Він пропонує спосіб перевірки гіпотези мультивсесвіту через астробіологічні спостереження. Якщо майбутні дослідження покажуть, що екзотичні форми життя або незвичайні планетарні середовища є набагато більш поширеними та успішними, ніж передбачає модель, це може поставити під сумнів саму концепцію мультивсесвіту.

Дослідження Сандори представляє собою унікальне поєднання космології, астробіології та статистики, що відкриває нові шляхи для розуміння нашого місця у всесвіті та ймовірності існування життя в інших місцях. Це нагадує нам, що іноді найглибші наукові прозріння приходять не від складних експериментів або спостережень, а від нового способу мислення про дані, які ми вже маємо.