Знак вопроса 2002 № 01

Еще сильнее разогреты крохотные нейтронные звезды, чей диаметр не превышает тридцати километров. Мы не способны их увидеть, но знаем, что их температура достигает миллиона градусов! На таком фоне покажется вполне уютной и пригодной для обитания самая холодная из известных нам звезд — двойная звезда в созвездии Стрельца. Она потеряла так много вещества, что весит теперь в 20 раз меньше Солнца и остыла до 1700° С. Впрочем, все равно здесь чересчур жарко для живых организмов биологического типа. Так что жизнь на звездах скорее всего невозможна.

МОЖНО ЛИ ЖИТЬ

НА ВЕНЕРЕ И МАРСЕ?

Какая же температура надобна для жизни? Еще полвека назад американский астрофизик азиатского происхождения, Су Шу Хуанг, попытался очертить «зону жизни», то есть область вокруг звезд, где может существовать жизнь. При этом он принимал как аксиому, что средняя температура в этой зоне должна колебаться в пределах от 0 до 100° С.

Не думайте, что он так уж перегнул палку. Мы уже отмечали, что ученые долгое время верили, что при 100° С все живое гибнет. Однако в 70-е годы XX века на дне океана были открыты необычные образования, которые окрестили «черными курильщиками». Здесь из недр Земли вырастают конические трубы, из которых вырывается темная, сернистая магма, разогретая до 300° С. В окрестностях этих подводных курящихся труб, словно в аду, обитает множество организмов — бактерии, креветки, черви… Позднее примитивные формы жизни были обнаружены также в кипящей воде гейзеров.

Неужели жизнь зародилась среди адского пекла — в «озерах, горящих огнем и серою»? Если это так, то жизнь может приняться и на такой планете, как Венера. Жаролюбивые, питающиеся серой бактерии могли бы, прижившись в атмосфере Венеры, сделать эту планету пригодной для жизни человека — пусть на это понадобились бы сотни тысяч лет.

А может быть, все было наоборот, и жизнь появилась в ледяной пучине космоса? Во всяком случае, так около полувека назад утверждал британский астроном Фред Хойл. Согласно его теории, первые зародыши жизни возникли в темных межзвездных облаках и позднее были занесены на многие планеты. В то время эта гипотеза казалась выдумкой, достойной фантастов, тем более, что сам Хойл и написал научно-фантастический роман, посвященный подобному думающему облаку.

Однако со временем выяснилось, что гипотеза не так уж и фантастична. В межзвездных облаках, состоящих из графитовых (углеродных) пылинок, обнаружены органические молекулы: поначалу — лишь ядовитый цианистый водород (то есть синильная кислота), затем — полициклические углеводороды. Под действием ультрафиолетового излучения, испускаемого соседними звездами, в этих пылинках может пробудиться жизнь.

В пользу этого соображения говорит и следующий довод. Все земные аминокислоты — основные компоненты белка — имеют сходную форму: так называемую L-конфигурацию. Возможно, что эти «кирпичики жизни» приобрели подобную форму под действием звездного света, для которого характерна круговая поляризация.

Жизнь может существовать не только в ледяной пучине космоса, но и под толщей льдов Антарктиды — там, куда не проникает свет, где нет тепла, нет притока энергии. Правда, обнаруженные там формы жизни (архебактерии) пребывают в анабиозе — своего рода «зимней спячке» (образно говоря, они делают один вдох за сто лет), но если они получат достаточно света и тепла, то быстро проснутся. Добавим, что в Антарктиде (рекордно низкая температура: -89,2° С) почти так же холодно, как на Марсе, где температура снижается до -140° С. Быть может, в недрах Марса, дожидаясь лучшей поры, тоже скрывается своя примитивная жизнь? Ведь было время — и на Марсе текли реки!

ПЯТОЕ СОСТОЯНИЕ МАТЕРИИ

Когда-нибудь ученые сумеют ответить на этот вопрос. Мы же пока выберемся за пределы Солнечной системы в поисках «полюса холода» нашей Вселенной. Мы уже знаем, что на шкале температур имеется абсолютный нуль. Теперь нам предстоит узнать, что это — величина в какой-то мере теоретическая, потому что в наше время нигде в космосе не может быть температуры, равной или почти равной 0° К (исключение составляют лишь некоторые научные лаборатории… на нашей планете). Дело вот в чем.

Около 15 млрд, лет назад, вскоре после Большого Взрыва, горячее фотоновое облако охладилось до 3° К и — в виде фонового излучения — заполнило все космическое пространство. Итак, холоднее в Космосе быть не может. Предельно возможная температура — 3° К.

Другое дело — научные лаборатории. Здесь удается приблизиться вплотную к абсолютному нулю. Так, несколько лет назад было сделано важное открытие: удалось обнаружить новое состояние материи, предсказанное еще Альбертом Эйнштейном и индийским физиком Шатьендранатом Бозе. При температуре, равной всего нескольким миллиардным долям градуса Кельвина, тысячи атомов начинают вести себя как одна-единственная частица.

Вообразите себе вереницу муравьев, ползущих по тропке, которые внезапно начинают двигаться синхронно. Получается, что теперь в том же направлении, по той же самой тропинке как бы продвигается одно-единст-венное, огромное существо, состоящее из множества крохотных частичек, каждая из которых вторит всем движениям соседних частей. Точно так же материя напоминает теперь один громадный атом. Подобное состояние называют конденсатом Бозе — Эйнштейна. Можно ли как-то использовать это необычайное свойство материи? Пока неизвестно, поскольку само это состояние еще плохо изучено.

ГИБЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ

Напоследок обратимся к концу времен, когда по всему космосу разольется ледяной мрак. Как полагают многие ученые, произойдет это очень и очень нескоро — через 10⁷⁷ лет.

Космическое фоновое излучение будет постепенно остывать. Вселенная продолжит расширяться (впрочем, часть ученых в этом по-прежнему сомневается), материя же постепенно будет становиться все тоньше. Когда все запасы водорода будут израсходованы, перестанут рождаться звезды. Старые светила со временем взорвутся, и даже белые карлики — самые долговечные из звезд — остынут и, сжавшись, превратятся в небольшие железные шары, ведь железо — самый стабильный из всех элементов. Всю светящуюся материю поглотят черные дыры, которые, впрочем, по расчетам Стивена Хоукинга, тут же испарятся.

Время от времени материя, соприкасаясь с антиматерией — то бишь электроны, сталкиваясь с позитронами, — вновь и вновь будет спонтанно испускать высоко-энергетичные рентгеновские или гамма-лучи. При этом сама электронно-позитронная пара тотчас аннигилирует (уничтожится).

Однако, если Вселенная будет непрерывно расширяться и пустеть, эти частицы станут все реже сталкиваться друг с другом. В таких условиях возникнут позитрониевые атомы. Вместо облаков атомарного водорода, заполняющих нынешнюю Вселенную, пустынные космические просторы будут бороздить облака позитронов. По мнению известного физика Фримана Дайсона, в этих облаках могут зародиться новые формы жизни — организмы, состоящие из антиматерии.

«Позитрониевые существа» будут жить невероятно долго. Время, прошедшее от начала Вселенной до наших дней, показалось бы им одним коротким мгновением, если бы они не проводили почти всю свою жизнь в анабиозе, уберегавшем их от излишних размышлений. Атомы, составившие их тела, достигали бы размеров всей нашей теперешней Вселенной. Эти существа могли бы воспринимать свет, чья длина волны достигала бы нескольких световых лет. Однако и их эпоха когда-нибудь завершилась бы. Исполины, порожденные антиматерией, рассеялись бы так же неотвратимо, как и сама материя. Наконец, воцарились бы непроглядная тьма и вечный, неизбывный холод. Жуткая смерть мироздания!