Жизнь в космосе: Звездные тайны. Есть ли жизнь во вселенной? |

Содержание

Роскосмос: вероятность, что где-то есть подобная земной жизнь, достаточно велика

Исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко рассказывает в интервью ТАСС, есть ли жизнь на Марсе, можно ли преодолеть скорость света, есть ли край у Вселенной и что находится внутри черных дыр

Космос продолжает ставить перед человечеством все большее число вопросов, многие из них пока остаются без ответа. Во Вселенной присутствуют явления, которые люди не смогут, вероятно, объяснить никогда. Один из примеров — черная дыра, ее притяжение не может покинуть даже световой луч, поэтому посмотреть, что представляет собой этот объект по известным физическим законам принципиально невозможно.

ТАСС предложил госкорпорации «Роскосмос» прокомментировать с точки зрения самых последних знаний те сложные космические вопросы, которыми раз от раза задаются и ученые, и обычные люди. Есть ли жизнь на Марсе, можно ли преодолеть скорость света, есть ли край у Вселенной, как можно быстро долететь на ее другой конец, что находится внутри черных дыр, возможна ли неорганическая жизнь — об этом и другом рассказывает в интервью ТАСС исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко.

— Александр Витальевич, раз от раза человек задается, с одной стороны, наивным, с другой стороны, фундаментальным вопросом — что было до так называемого большого взрыва? Что именно взорвалось?

— Вопрос действительно очень фундаментальный и при этом крайне интересный. Текущая космологическая теория предполагает, что Вселенная перед началом своего расширения, «большого взрыва», находилась в некоем бесконечно напряженном неустойчивом состоянии и все пространство было буквально собрано в одной точке. На языке теоретической физики говорят, что она находилась в состоянии так называемой «сингулярности» с очень большим значением плотности материи и кривизны пространства-времени. Затем она начала очень быстро расширяться во все стороны — «взорвалась».

Читайте также

Покорители космоса: от Гагарина до наших дней

По наиболее распространенным представлениям эта сингулярность образовалась в результате коллапса сверхмассивного объекта. Можно сказать, что рождение нашей Вселенной — это результат смерти Вселенной, которая была ее предшественницей, что даже находит свое отражение в отдельных религиях, так называемый «круг жизни».

Подтверждением данной теории является наличие реликтового излучения и так называемое красное смещение, свидетельствующее о том, что галактики нашей Вселенной постоянно отдаляются друг от друга.

— Отсюда вытекает логичный вопрос: конечна ли наша Вселенная? Что может быть за ее границами?

— Сделать научно обоснованный вывод о конечности и размерах Вселенной сложно из-за ограниченности текущего уровня технологий и нюансов осознания масштабов этого вопроса. Пытаясь оценить размеры Вселенной через анализ красного смещения (понижения частоты излучения космических объектов вследствие их удаления от нас — прим. ТАСС), мы столкнемся с тем, что регистрируемый сейчас свет был излучен много миллиардов лет тому назад. То есть мы сегодня получаем информацию о состоянии и месте нахождения светящегося объекта только в тот древнейший момент времени, и сделать заключение о размерах Вселенной корректно не выйдет.

Однако оценить размеры Вселенной можно изучая реликтовое излучение — микроволновое излучение остывающей плазмы, из сгустка которой, как считается, и образовалась наша Вселенная. Эти расчеты «располагают» границу нашей Вселенной на расстоянии 46 млрд световых лет от Земли. Однако и здесь говорить о том, что мы «нащупали» край Вселенной не приходится: мешают погрешности в расчетах, удаленность регистрируемых объектов, а также тот факт, что скорость расширения «границ» Вселенной увеличивается по мере удаленности от нас, и в какой-то момент мы уже не способны получать сигнал от них. Можно считать, что объекты на границах Вселенной от нас настолько далеко, что при жизни нашей Солнечной системы сигнал от них до нас не успеет дойти.

Но если мы принимаем, что наша Вселенная расширяется, то подразумеваем существование некого горизонта событий, отделяющего нашу Вселенную от того, что ею не является. Таким образом теоретически Вселенная конечна, но с учетом ее размеров, расширения и человеческих возможностей, этим, фактически, можно пренебречь. Зарегистрированные на карте реликтового излучения аномально холодные пятна можно интерпретировать как области соприкосновения нашей Вселенной с другими, и тогда уже можно говорить о существовании Мультивселенной.

— Что такое темная материя и темная энергия? Как можно приблизиться к исследованию этих феноменов?

— Темная материя — это гипотетическая форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Ее существование до сих пор достоверно не доказано. Темную энергию ввели в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого ее расширения с ускорением. Согласно последним исследованиям, гипотетически темная материя составляет порядка 25% состава наблюдаемой Вселенной, темная энергия — около 70%, а обычная материя, из которой состоят звезды и другие видимые космические объекты — всего лишь не более 5%.

Существуют два способа поиска частиц темной материи: прямой и непрямой. Прямой способ пока не дал никаких результатов. А косвенные подтверждения наличия темной материи были получены, в том числе, посредством известного эксперимента на борту МКС с магнитным спектрометром.

— Еще один не менее фундаментальный для нас сегодня вопрос: жизнь на Земле возникла случайно или можно утверждать, что условия для ее появления были созданы?

— Да, условия для существования известной нам формы жизни на Земле совершенно уникальны: это и местонахождение Солнечной системы в области нашей галактики без активного звездообразования, и выгодное расположение орбиты Солнца относительно плоскости галактики с точки зрения астероидно-кометной опасности, стабильность излучения самого Солнца, местоположение нашей планеты в Солнечной системе и другие факторы. Поэтому может возникнуть ощущение, что кто-то специально их подготовил для всего живого на нашей планете. С другой стороны, Вселенная очень большая, с огромным количеством галактик, звездных систем и планет в этих системах, поэтому велика вероятность, что схожие условия могли бы сложиться на какой-либо из существующих в нашей Вселенной планете без всякой специальной подготовки, то есть случайно. Мы просто пока не располагаем данными о таких же системах, как наша.

— Каким образом из неорганики получилась органическая жизнь на Земле?

— Жизнь возникла на Земле очень давно — первые останки жизненных форм, микроорганизмов обнаружены в породах возрастом 3,5–3,8 млрд лет. Пока мы не можем в точности сказать, как эти первые формы жизни появились, хотя есть стройная концепция дальнейшего развития жизни.

Читайте также

Как стать космонавтом: требования, подготовка, перспективы

В первичной атмосфере нашей планеты в ходе вулканических процессов при образовании земной коры накапливались газы — оксиды углерода, аммиак, метан, сероводород и многие другие. По мере остывания Земли на ней образовывались водоемы. В атмосфере под действием частых и сильных электрических грозовых разрядов, мощного ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца, и активной вулканической деятельности, которая сопровождалась выбросами радиоактивных соединений, образовывались простейшие органические вещества. Попадая в воду и накапливаясь там, они образовывали концентрированный «первичный бульон», в котором постепенно появлялись и более сложные соединения.

В то же время считается, что самыми первыми формами жизни (добиологическими, то есть химическими) были молекулы, способные воспроизводить себя сами, «копируя» себе подобных, используя себя же в качестве образца — матрицы. Такой древней «первичной» молекулой могла быть рибонуклеиновая кислота или близкий по строению и свойствам органический полимер.

Исходя из этого, можно утвердительно ответить на вопрос о существовании и неорганической жизни. Неорганические соединения при определенных обстоятельствах способны вести себя так же, как клетки из органических веществ. Сейчас известны результаты ряда опытов, в которых были показаны сложные процессы, в результате которых большие молекулы создавали структуры, напоминающие жизнь.

— Есть ли сегодня данные о том, что жизнь возможна не только на Земле?

— Активные исследования по поиску признаков внеземной жизни ведутся с середины XX века. Это поиски и текущей, и существовавшей в прошлом внеземной жизни, в целом и более нацеленный поиск разумной жизни.

При исследовании углеродсодержащих метеоритов в их составе обнаруживают вещества, которые в земных условиях являются продуктами жизнедеятельности. В частности, это «организованные элементы» — микроскопические, размером 5-50 мкм, «одноклеточные» образования, часто имеющие явно выраженные двойные стенки, поры, шипы и так далее. На сегодняшний день однозначно не доказано, что эти окаменелости принадлежат останкам каких-либо форм внеземной жизни. Но, с другой стороны, эти образования имеют такую высокую степень организации, которую принято связывать с жизнью.

Открытие планет у других звездных систем в «обитаемой зоне» также косвенно указывает на наличие мест во Вселенной, благоприятных для возникновения жизни. Возможности современной астрономии не позволяют оценить конкретные условия жизни на таких планетах, но если в будущем мы сможем точно определить, скажем, наличие кислорода в их атмосфере, это станет важным свидетельством в пользу наличия жизни за пределами Земли.

— А есть ли сегодня факты, которые могут хотя бы косвенно подтвердить существование других цивилизаций? Или какова вероятность, что где-то в космосе имеется высокоорганизованная жизнь по типу нашей?

— На сегодня информацией о внеземной высокоорганизованной жизни мы, к сожалению, не располагаем. Но, повторюсь, наличие жизни на Земле позволяет сделать предположение о том, что такие же условия могли сложиться и на других планетах.

Читайте также

Как выжить рядом с черной дырой? Отрывок из книги «Чудовища доктора Эйнштейна»

В настоящее время достоверно известно о существовании примерно 4 тыс. экзопланет (планеты у других звезд — прим. ТАСС). Однако только в видимой нами части Вселенной расположено более 2 триллионов галактик, в каждой из которых могут находиться триллионы планет. И вероятность, что на какой-то из них присутствует жизнь, подобная нашей, достаточно велика.

Хочу отметить, что условия существования инопланетных живых организмов совсем не обязательно должны быть полностью схожи с земными. Даже у нас на Земле существуют организмы, гораздо менее восприимчивые к температурным перепадам и воздействию радиации, чем большая часть остального живого на нашей планете. Это подтверждено экспериментами, в том числе, в условиях открытого космоса.

— Есть ли сегодня кандидаты на искусственные сигналы, идущие от других звезд, которые могли быть посланы иными разумными существами?

— Искусственных сигналов, поступающих из Вселенной, у нас сегодня не регистрируется. При этом мы не можем быть уверены, что Вселенная однозначно «молчит». Вполне возможно, что через Землю проходят какие-то сигналы, основанные на неклассических принципах, непонятных нам на сегодняшний день.

— Есть ли какие-то реалистичные способы космических перемещений на большой скорости, которые позволят добираться до других звезд хотя бы в течение одной человеческой жизни?

— К сожалению, текущий уровень развития техники однозначно не позволяет человеку совершать межзвездные путешествия. С другой стороны, еще 150 лет назад никто и представить не мог, что человек так скоро будет совершать регулярные полеты в космическое пространство, то есть, подчеркну, не существовало даже теоретического обоснования возможности полетов за пределы нашей планеты. Поэтому вполне вероятно, что еще при нашей жизни вопрос межзвездных перемещений будет решен.

— Можно ли превысить скорость света? На каких физических принципах может быть реализовано скоростное перемещение между галактиками?

— На данный момент ни теоретически, ни практически не доказано что какой-либо материальный объект может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Это один из основных постулатов, вытекающих из специальной теории относительности Эйнштейна, на основе которого мы строим наше представление об окружающем нас мире.

Пока максимальная скорость, которую удалось развить человеку, составляет тысячные доли процента от скорости света. И однозначно можно сказать, что для достижения скоростей, близких к скорости света, понадобятся совершенно другие подходы в передвижении, в самом его понимании. В новых условиях, возможно, перемещение будет осуществляться в каком-то другом виде, другом измерении и, вероятно, все ограничения, которые сейчас возникают при космических перемещениях человека, перестанут действовать. При этом возникнут совершенно новые ограничения, которые и придется решать будущим поколениям исследователей. Будем рассчитывать, что к моменту, когда человечество будет объективно нуждаться в таких путешествиях, способ будет найден.

Если не вести речь о перемещениях со скоростью, близкой к скорости света, то вопрос кардинального увеличения скорости передвижения в космическом пространстве может быть решен за счет разработки двигателей на новых физических принципах. Однако в настоящее время все попытки в этой области, включая, например, нашумевший EmDrive, не показали результатов, выходящих за пределы погрешности эксперимента.

— Что такое черные дыры? Есть ли хотя бы гипотетический способ получить информацию из черной дыры?

— Наиболее понятное и распространенное описание черной дыры — это колоссальная масса, сжатая до огромной плотности в объем небольшого радиуса. Он называется радиусом Шварцшильда, или гравитационным радиусом, и для каждого тела с определенной массой он свой. Например, радиус Шварцшильда для тела с массой Земли равен всего 9 мм, до такой горошины нужно сжать нашу планету, чтобы получить из нее черную дыру.

Для Солнца этот радиус равен примерно 3 км. Наше Солнце в конце своей жизни превратиться в белый карлик — небольшое, размером с Землю, космическое тело из чистого углерода. После его остывания сверху останется сажа и графит, а внутри — чистейший алмаз в триллионы триллионов карат. А вот звезды массой, больше чем вдвое превышающей массу Солнца, умирая, с одновременной вспышкой сверхновых превращаются либо в нейтронные звезды, либо в черные дыры.

Определяющим свойством черной дыры является область вокруг нее, называемая горизонтом событий. Это граница притяжения, преодолев которую ничто, даже свет, не сможет вернуться обратно. Соответственно, невозможно передать сигнал из-за горизонта событий и сообщить информацию тому, кто остался снаружи. Поэтому сегодня все происходящее внутри черной дыры поддается только теоретическому описанию и сама физика черных дыр имеет большое количество нерешенных проблем. И мы пока даже теоретически не знаем способа получить информацию из-за горизонта событий и, соответственно, точно узнать, что происходит внутри черной дыры.

— Что такое кротовые норы? Можно ли их использовать для перемещений во Вселенной?

— В современной физике используется понятие «пространства-времени» — это физическая модель, в которой три пространственных измерения дополняются равноправным четвертым измерением — временем. В рамках общей теории относительности пространство-время имеет единую природу, а его взаимодействие с со всеми остальными физическими объектами (полями, телами) и есть гравитация.

Читайте также

Как найти инопланетную жизнь и что вообще искать? Отрывок из книги «Карта Вселенной»

Считается, что «кротовые норы» — это тонкие пространственно-временные трубки, соединяющие отдаленные области Вселенной. В отличие от черных дыр, у кротовых нор отсутствует горизонт событий и у них возможен как «вход», так и «выход». Наличие кротовых нор не противоречит общей теории относительности.

На данный момент не доказано как существование кротовых нор, так и невозможность их существования. Согласно имеющимся теориям, кротовые норы могут решить не только вопрос межгалактических перемещений, но и предоставить возможность путешествия во времени: попав в такую область пространства-времени, сильно искривленную источником огромного гравитационного поля, теоретически можно совершить «прыжок» как в пространстве, так и во времени.

— Может быть, ключ к ответам на все эти вопросы — часто обсуждаемая в последнее время теория струн? Можно ли сегодня за счет астрофизических исследований ее подтвердить или опровергнуть?

— Не вдаваясь в достаточно абстрактные и сложные для понимания подробности, попробую ответить понятным языком. В отличие от привычной нам со школьной скамьи модели описания мира множеством элементарных частиц и волн, теория струн предполагает его описание набором бесконечно тонких протяженных объектов, способных совершать колебания по аналогии со струнами, и при этом она сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности.

Габриеле Венециано, основатель теории струн, показал, каким образом инфляционная модель Вселенной может быть получена из теории суперструн. В 1996 году была опубликована важная теоретическая работа, в которой удалось использовать теорию струн для нахождения микроскопических компонентов определенного класса черных дыр, а также для точного вычисления вкладов этих компонентов в энтропию.

В теории струн существует такое понятие, как «космические струны», которые в результате расширения Вселенной могут «раздуться» до огромных размеров и даже простираться дальше горизонта событий, то есть превышать размеры Вселенной.

Сегодня теория струн нуждается в экспериментальной проверке, однако ни один из ее вариантов пока не дает точных предсказаний, которые можно было бы проверить в критическом эксперименте. Таким образом, эта теория находится пока в «зачаточной стадии»: она обладает множеством привлекательных математических особенностей и может стать чрезвычайно важной в понимании устройства Вселенной, но требуется ее дальнейшая разработка для того, чтобы ее принять или отвергнуть.

Пока теорию струн нельзя будет проверить в обозримом будущем в силу технологических ограничений. Если за счет каких-либо исследований, не только астрофизических, можно будет подтвердить или опровергнуть такую модель, претендующую на роль ключевой теории для описания всех процессов, происходящих во Вселенной, то таким исследованиям, безусловно, будет отведена значительная роль. Возможно, с развитием новых технологий у нас появятся дополнительные возможности, которые позволят в том числе внести необходимый вклад и в этой сфере.

— Глава SpaceX Илон Маск не оставляет идеи колонизировать Марс. Насколько реалистичны такие планы?

— Колонизация космоса – это так или иначе вопрос выживания человечества, да и вообще всего живого на нашей планете в сверхдолгосрочной перспективе. Хотя, здесь надо оговориться, такими «колонизаторами» смогут стать существа уже, скорее всего, не с нынешними генотипами.

Читайте также

Марс-бросок: какие задачи стоят перед миссией «ЭкзоМарс»

Планы и текущие достижения компании SpaceX бесспорно заслуживают глубокого уважения. Но при этом надо помнить, что Илон Маск — бизнесмен, чей бизнес, не только в сфере ракетно-космической техники, зависит во многом от повышенного внимания общественности. Поэтому ему крайне важно обозначать яркие, амбициозные цели уже на ближайшую перспективу. Первая ракета компании SpaceX совершила успешный пуск почти в пять раз позже изначально запланированных сроков. Также и некоторые планы, которые озвучиваются SpaceX, в условиях технологического развития ближайшего времени просто неосуществимы, если провести их краткий технический анализ. Например, для того чтобы термоядерный взрыв на полюсе Марса, одна из идей компании SpaceX, дал ощутимый результат, необходимо более десяти тысяч пусков самых грузоподъемных из разрабатываемых в настоящий момент ракет-носителей.

Исходя из имеющихся и перспективных средств выведения, даже допустив изрядную долю оптимизма при их оценке и вынося за скобки вопросы создания термоядерного оружия в таких объемах, можно сделать вывод о том, что каких-то ощутимых воздействий на климат на Марсе (как, к слову, и на Венере) в ближайшей перспективе человечество оказать не в силах.

Госкорпорация «Роскосмос» сегодня не может себе позволить декларировать сроки исходя из чисто маркетинговых и PR-задач. При этом мы, конечно, сегодня ведем системные работы, в частности, и по подготовке миссий на Луну и Марс.

— Какие планеты Солнечной системы являются лучшими кандидатами для колонизации?

— Со многих точек зрения из всех планет Солнечной системы наиболее похожи на Землю Марс и Венера, обе эти планеты, наряду с Землей, находятся в так называемой «зоне обитаемости». Есть предположения, что Марс на ранних этапах своей истории имел среду, похожую на современную Землю — густую атмосферу и много воды, которые потерял за период в несколько сотен миллионов лет. Из-за сходства и близости к Земле Марс может оказаться наиболее целесообразным и эффективным объектом для терраформирования среди всех космических тел в Солнечной системе.

Читайте также

Рецепт изготовления звезды (и ее срок годности). Отрывок из книги о гравитационных волнах

На Венере обстановка крайне далека от благоприятной с точки зрения человека. Из-за сильного парникового эффекта средняя температура на поверхности Венеры еще выше, чем на Меркурии, который ближе к Солнцу, — она составляет примерно +470°С (при -63°С на Марсе). А венерианское атмосферное давление на поверхности в 90 раз превышает земное — его можно сравнить с давлением в океане на глубине 1 км. Кроме того, атмосфера на поверхности Венеры на 97% состоит из углекислого газа. На Венере нет воды, даже в виде пара, зато есть облака из серной кислоты, которые делают невозможным наблюдение поверхности в видимом свете, а заодно и блокируют поступление солнечной энергии. То есть Венера — это «сестра» Земли, пережившая парниковую катастрофу, о которой так много сегодня говорят. Ее изучение автоматическими аппаратами дает нам ключи к познанию механизмов эволюции нашей планеты и помогает тем самым избежать судьбы «соседки».

Преимущество Венеры — это плотная атмосфера, близкая по составу к земной, которая служит надежным щитом от ключевых проблем освоения Марса: космической радиации и метеоритов. Также до Венеры легче добраться: она ближе и «пусковые окна» случаются чаще. Но потенциально «привлекательные» для колонизации условия на Венере находятся только на высоте 50-65 км: здесь атмосфера планеты наиболее похожа на земную по температуре, давлению и газовому составу.

Исследования Солнца показывают, что оно в данный момент нагревается, и температура на Венере и Марсе медленно растет, в том числе поэтому сегодня Марс выглядит, пожалуй, наиболее предпочтительным с точки зрения перспективы терраформирования и колонизации.

— Можно ли в сегодняшних условиях в тропиках Марса высадить земную флору?

— На поверхности Марса содержится грунт, насыщенный перхлоратами, которые являются ядовитыми для земной флоры. Таким образом, свободно расти земные растения на поверхности Марса не смогут, понадобилась бы определенная подготовка почвы. Помимо этого, важными факторами являются температурный режим, состав атмосферы, радиационный фон и другие параметры, которые также пришлось бы поддерживать искусственно в изолированных помещениях.

— Есть ли на сегодняшний день жизнь на Марсе, что об этом могут сказать имеющиеся данные? Была ли жизнь на Марсе или Венере в прошлом?

— Все проведенные на Марсе и Венере исследования наличия признаков жизни пока не дали положительного результата. Возможно, свет на этот вопрос прольет следующий этап совместной российско-европейской миссии «ЭкзоМарс», запуск которой запланирован на 2022 год. Программа предполагает посадку на Марс ровера, оснащенного бурильным устройством, позволяющим проникать в подповерхностный слой Марса, а также миниатюрной лабораторией для поиска следов жизни.

Читайте также

Роскосмос поручил сформировать программу исследования Венеры

Венера на данный момент является наряду с Марсом самой исследованной планетой Солнечной системы. В ходе нескольких орбитальных миссий и спусков станций на поверхность планеты (советский аппарат «Венера 13» до сих пор остается самым успешным за всю историю — он продержался 157 минут) удалось получить подробные сведения о венерианском климате, почве и составе атмосферы. Вообще, Советский Союз достиг таких успехов в исследовании Венеры, причем с огромным «отрывом» от конкурентов — США, что те Венеру даже называли «советской планетой».

Лично для меня по уже отмеченным сегодня обстоятельствам «научный» фаворит — разрабатываемая нами сегодня миссия на Венеру. Не так давно ученые Российской академии наук, анализируя снимки Венеры, полученные еще советскими экспедициями, заявили, что обнаружили на них объекты, которые меняли свое местоположение и даже потенциально могут быть живыми. Не берусь обсуждать именно эту статью, но, как известно «практика — критерий истины», и насколько догадки ученых верны, нам еще только предстоит узнать.

Беседовал Дмитрий Решетников

Южный федеральный университет | Пресс-центр: Точка зрения: экзопланеты, колонизация и внеземная жизнь

В преддверии Международного дня астронома, который отмечается 1 октября, и Всемирной недели космоса рассказываем об исследовании экзопланет.

Поиск новых планет и возможной жизни на них стал одной из приоритетных задач современной астрономии. В последние годы количество достижений в этом направлении увеличилось в разы. В этом деле особенно помогают новейшее оборудование и технологии, разработанные учеными всего мира. Например, новый телескоп Джеймс Уэбб уже вовсю участвует в обнаружении новых объектов в космосе. Такие открытия все больше наталкивают на вопрос: есть ли жизнь за пределами Солнечной системы? И сможет ли человек колонизировать другую планету?

На эти и другие вопросы об экзопланетах, изучении космических тел, внеземной жизни, космической колонизации и достижениях российских и зарубежных коллег ответили ученые-эксперты ЮФУ в новом выпуске проекта «Точка зрения».

Обнаружение планет

Ирина Ачарова, заведующая кафедрой физики космоса, к.ф-м.н, рассказала об экзопланетах и методах их обнаружения.

Экзопланета – это планета, находящаяся вне Солнечной системы, то есть принадлежащая не нашему Солнцу, а другой звезде. Самая первая экзопланета 51 Пегаса b была обнаружена еще в 1995 году. Ближайшая, Проксима Центавра, обнаруженная в 2016 году, находится в 4,5 световых лет.

Долгое время задача обнаружения планет возле других звезд оставалась неразрешённой, так как планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца. Вплоть до июля 2022 года для обнаружения экзопланет использовалось не визуальное наблюдение с помощью телескопов, а несколько методов непрямого обнаружения.

Первый прямой снимок планеты за пределами Солнечной системы сделал телескоп Джеймс Уэбб, сфотографировав летом 2022 г. газовый гигант у звезды. Телескоп впервые выполнил самую сложную методику обнаружения экзопланеты. Для этого он оснащён инструментом под названием коронограф, который прицельно закрывает свет звезды, не заслоняя при этом планету. Оборудование также помогает определять химический состав планет.

«В России исследования экзопланет проводят на 1-метровом и 6-метровом телескопах Специальной астрофизической обсерватории РАН, на 1. 25-м телескопе Крымской астрофизической обсерватории и на территории Пулковской обсерватории (ГАО РАН). Возможности этих телескопов позволяют не только проводить наблюдения за экзопланетами, но и оценивать их характеристики», — рассказала Ирина Ачарова.

Новые элементы?

Александр Тягливый, доцент кафедры аналитической химии, к.х.н, рассказал, могут ли в космосе быть новые химические элементы и как можно приспособить неподходящие для жизни планеты.

По словам ученого, теоретически на других планетах могут быть химические элементы, не встречающиеся на Земле — устойчивые сверхтяжёлые элементы, а также частицы, устроенные аналогично атомам, но из более тяжёлых аналогов электронов.

Если на нашей планете жизнь построена на основе соединений углерода, то на других планетах жизнь могла бы зародиться на основе кремния и многих других неуглеродных веществ.

В рамках представления о живой материи на Земле планету пригодной для жизни делают вода, кислород в приемлемой концентрации, отсутствие опасных и токсичных соединений в окружающей среде. Для растений нужны минералы, содержащие азот, фосфор, калий и прочее, для животных необходимы источники углеводов, белков и жиров.

«Приспособить другие планеты под себя можно только с помощью химии. Например, использовать химические системы регенерации воздуха, чтобы повысить содержание кислорода, различные фильтры, убирающие опасные для жизни вещества, системы водоочистки, минеральные удобрения, чтобы почва стала пригодная для выращивания пищи», — отметил эксперт.

Освоение планет

Как видим, приспособить другие планеты для жизни теоретически возможно, необходимы лишь технологии. Главный конструктор НКБ «МИУС» ЮФУ Игорь Сурженко прокомментировал ближайшие возможности освоения таких космических объектов, как планеты и спутники:

«В ближайшие 10 лет реальным видится освоение Луны, через 20 лет – Марса, а позже – и Солнечной системы, если учёные посчитают это целесообразным», — прокомментировал специалист.

Чтобы путешествовать дальше, нужны новые типы двигателей. Сейчас испытывается атомный «буксир». Хотя Илон Маск и набрал желающих полететь на красную планету, но, считает ученый, будет большой удачей, если ему удастся запустить свою программу до 2030 года.

Ответ на этот же вопрос дал директор НКБ «МИУС» ЮФУ Олег Спиридонов:

«На мой взгляд, реальной задачей на ближайшие пять является освоение Луны. Хотя в настоящее время и обсуждаются возможности отправки астронавтов на Марс, но большой проблемой является космическая радиация.

Нужно иметь в виду, что просто так слетать на естественный спутник Земли – бессмысленно, дорого и рискованно. На Луне нужно делать базу с энергетикой, системами жизнеобеспечения, автоматами для исследований и т.п. Активную работу в этом направлении ведут китайские специалисты», — пояснил Олег Спиридонов.

Таким образом, изучение новых космических объектов, в частности планет, является одной из важнейших задач современных наук о космосе. Человечеству уже известно, какие технологии будут нужны для освоения планет, изменения их условий для поддержания жизни. Именно поэтому ученые дают оптимистичные прогнозы по поводу освоения какой-либо планеты в ближайшие десятилетия. Возможно, и нашему поколению посчастливится наблюдать новый этап развития человеческой цивилизации – жизнь на другой планете.

ЕКА — Жизнь в космосе

Наука и исследования

97765 просмотра
212 лайков

Во время пребывания на Международной космической станции (МКС) астронавтам приходится продолжать жить и работать в среде, которая сильно отличается от той, что здесь, на Земле. Им по-прежнему нужно поддерживать чистоту, ходить в туалет, есть и пить, поддерживать себя в форме и быть здоровыми. Условия невесомости на МКС требуют адаптации этих занятий.

Личная гигиена

МКС находится на орбите в 400 километрах от Земли и туда нужно все доставить с Земли. Это означает, что астронавты должны экономить такие ресурсы, как вода и еда, а отходы должны быть сведены к минимуму.

В этой серии видеоклипов астронавт ЕКА Фрэнк Де Винн и некоторые члены его экипажа рассказывают, как они живут на борту Международной космической станции. К этим видеоклипам (снятым во время миссии OasISS) приложены несколько коротких уроков, которые преподаватели могут использовать в классе.

Личная гигиена

Гигиена важна даже на МКС

Независимо от того, находитесь ли вы дома, в школе или на отдыхе, вам необходимо ежедневно следить за личной гигиеной. Что это значит? Ну, умыться, почистить зубы, сходить в туалет и даже надеть достаточно свежую, чистую одежду.

Даже на Международной космической станции (МКС) космонавтам необходимо соблюдать личную гигиену. В таком маленьком пространстве, которое иногда приходится делить с 13 людьми, все может стать очень неприятным, если кто-то не позаботится о делах! Начнем с основ гигиены:

Зубья

Глядя на зубы

Почему у нас есть зубы и что они делают? Как заботиться о наших зубах? Почему это важно? Запишите все причины, по которым вы считаете зубы полезными.

Возьмите зеркало и внимательно посмотрите на свои зубы. Сколько различных видов зубов вы можете видеть и чувствовать? Острые зубы в передней части рта называются резцами. Заостренные зубы рядом с ними называются клыками, а более широкие зубы с выпуклостями называются молярами.

Посчитай, сколько у тебя зубов. Нарисуйте свои зубы так, как вы их видите в зеркале.

Эксперимент: влияние газированных напитков на зубы

Если у вас выпал зуб, например молочный, поместите его в стакан с колой или другим газированным напитком, который вы обычно пьете. Продолжайте смотреть на него каждый день в течение недели. Что с этим происходит? Сделайте снимок зуба до и после того, как он побывал в напитке. Знаете, почему он меняется?

Как вы думаете, почему важно ограничивать потребление газированных напитков? Что в «шипучке» напитка портит зуб? Почему мы используем зубную пасту? Как часто нужно чистить зубы зубной пастой?

Ответы:
Во рту большинства детей раннего возраста около 20-25 зубов.
Чистка зубов важна для предотвращения кариеса и неприятного запаха изо рта. Если вы перестанете чистить зубы, ваш рот будет пахнуть, а зубы начнут болеть и образовывать кариес.

Газированные напитки кислые и могут повредить зубную эмаль. Чистка зубов фторсодержащей зубной пастой после еды может помочь предотвратить кариес и укрепить зубы. Это также заставляет ваш рот пахнуть свежестью! Когда вы просыпаетесь утром, первое, что вы делаете, это чистите зубы. Зачем вам это нужно?

Когда вы едите, часть сахара остается во рту. Бактерии питаются этим сахаром и производят кислоту. Эта кислота растворяет эмаль вашего зуба и может вызвать кариес (кариес) — это больно (зубная боль)! Вам нужно регулярно посещать стоматолога, чтобы убедиться, что этого не происходит. Каждому нужно держать свои зубы здоровыми и чистыми — даже космонавтам в космосе — дантист очень далеко, если у них болит зуб!

В космосе

Космонавты чистят зубы так же, как и вы, но есть разница! В первом ролике посмотрите, как все «плывет». Это потому, что на МКС нет веса, тянущего вещи вниз, как на Земле.

Космическая станция вращается вокруг Земли так быстро (28000 километров в час) с правильной скоростью и направлением; он не падает на Землю, а продолжает падать вокруг Земли. Поскольку он падает, все внутри него невесомо. Так что все плавает! Даже вода и зубная паста.

Зубную пасту, которую используют космонавты, можно проглотить после чистки зубов (съедобная зубная паста), а затем протереть рот влажной салфеткой. Космонавты должны чистить зубы с максимально закрытым ртом, чтобы зубная паста не выплыла!

Поход в туалет на МКС

МКС туалет

Так если все «плавает» в пространстве, то как же ходить в туалет? На МКС есть специальный туалет (находится на российском модуле «Звезда»). Будет еще один, который будет находиться на американском модуле – по мере увеличения количества экипажа на МКС.

Астронавты должны пристегнуться, чтобы не уплыть. Вместо смывного унитаза установлена всасывающая трубка, которая потоком воздуха уносит отходы в отверстие. Твердое вещество сжимается и хранится для последующей утилизации. Моча связывается и позже перерабатывается. Конечно, странный способ ходить в туалет!

Еда и питье на МКС

Наряду с физическими упражнениями питание играет важную роль в поддержании здоровья космонавтов. Еда используется не только для обеспечения достаточного количества калорий для работы, время приема пищи является важным социальным событием для людей, находящихся вдали от своих семей и друзей.

Еда специально приготовлена, потому что невесомость требует регулировки, чтобы еда не уплывала с тарелки. Некоторые виды пищи также необходимо есть, чтобы противостоять последствиям адаптации к космической среде.

Астронавты могут выбирать, какие блюда им нравятся, при условии, что пищевая ценность и калории находятся в пределах утвержденных требований: 2800 калорий в день. Подносы с едой готовятся на земле для каждого космонавта и доставляются на МКС до его прибытия. Они хранятся в одном из модулей и помечаются. Красные лотки для продуктов содержат продукты из России, а синие лотки — для продуктов из стран Америки и Европы. Пища должна быть специально обработана, чтобы она могла храниться долго и была малой массы.

Космическая еда

Питание на МКС

Есть несколько видов пищи, которую едят в космосе:

Регидратируемая пища: Вода удаляется, чтобы облегчить хранение пищи. Также известна как сублимационная сушка. На борту вода заменяется в продуктах перед едой. Продукты включают напитки (чай, кофе, апельсиновый сок) и крупы, такие как овес.
Термостабилизированные пищевые продукты: термически обработанные пищевые продукты, которые затем можно хранить при комнатной температуре. Большинство фруктов и рыбы (тунец) готовятся в банках с удобными язычками. Десерты упакованы в пластиковые стаканчики.
Облученные продукты: Большинство продуктов из говядины готовят и упаковывают в гибкие пакеты из фольги и стерилизуют ионизирующим излучением, чтобы их можно было хранить при комнатной температуре.
Свежие продукты: , такие как яблоки и бананы – часто новые бригады привозят свежие продукты.
Пищевые продукты в натуральной форме: , такие как орехи и печенье.

Астронавты используют подносы как тарелки, и все приходится либо выжимать из тюбика, либо из мешка. Представляете, что было бы, если бы напитку и крошкам дали вырваться и поплыли, куда им вздумается? Посмотрите на все электрооборудование вокруг… да, беда!
Перевозить всю эту массу на станцию очень дорого, поэтому все должно быть очень легким и удобным для хранения.

Эксперимент: сравните потемнение или порчу спелых фруктов с химическим ингибитором и воздухом

Эксперимент: подвергать скоропортящиеся продукты воздействию воздуха

Материалы:
Дистиллированная вода, яблоки, бананы, палочки сельдерея и морковь, таблетки витамина С. Маленькая пластиковая миска, нож, ложки и бумажные тарелки.

Введение:
Что происходит, когда такие продукты, как яблоки и бананы, подвергаются воздействию воздуха? Это подрумянивание портит еду. В космосе нам нужно экономить место и вес некоторых свежих продуктов, чтобы избежать отходов в кожуре и ядрах. Еда также должна быть упакована порциями на одного человека. Это можно сделать, нарезав фрукты и овощи и не давая им испортиться воздухом. Вы увидите, как это можно сделать с помощью химического ингибитора.

Метод:
1. В 2 небольшие глубокие миски налейте воду. Растворите одну таблетку витамина С в одной, а другую оставьте в виде обычной воды. Пометьте обе миски соответствующим образом.
2. Разрежьте фрукт на шесть равных частей. Поместите по 2 дольки в каждую из двух приготовленных жидкостей. Убедитесь, что они полностью погружены и оставьте на 10 минут.
3. Достаньте каждый клин ложкой и положите на отдельные бумажные тарелки.
4. Поместите последние 2 клинья на бумажную тарелку с пометкой «необработанный».
5. Повторите с разными фруктами и овощами.
6. Дайте всем трем тарелкам постоять в течение часа и наблюдайте, нет ли подрумянивания.

Обсуждение:

Какой фрукт и какой овощ не стал таким же коричневым, как другие?
Можете ли вы придумать другой химический ингибитор, который можно использовать для консервации фруктов и овощей и который также можно есть?
Попробуйте выяснить, влияет ли количество витамина С на скорость, с которой овощи и фрукты становятся коричневыми. Как бы вы это сделали?

Ответы:

Те, кто лечится витамином С, будут меньше портиться. Это связано с тем, что витамин С действует как антиоксидант и подавляет воздействие кислорода на продукты (эффект потемнения).
Сахар, соли, кислоты (уксус)..
Рекомендации: Разрежьте таблетки витамина С на половинки и четверти и растворите в том же количестве воды, что и целая таблетка. Посмотрите, не повлияет ли снижение дозировки.

Упражнения и фитнес

Человеческое тело эволюционировало на Земле в гравитационном поле. Отсутствие веса приводит к таким проблемам со здоровьем, как потеря костной и мышечной массы. Невесомость также затрудняет выполнение даже небольших задач.

Космонавты должны надежно закрепиться, иначе их унесет в сторону — даже использование компьютера становится затруднительным. Космические прогулки могут быть изнурительными и вызывать необычайную нагрузку на мышцы. Это означает, что астронавты должны уделять время физическим упражнениям и поддерживать себя в форме и здоровье, чтобы выполнять свою работу на МКС и вернуться на Землю в хорошей форме.

На борту есть беговая дорожка и велотренажер (без шин!). Астронавты должны заниматься физическими упражнениями не менее 2 часов в день, чтобы поддерживать себя в хорошей форме.

Существуют также различные блоки и веревки, похожие на тренажерный зал на Земле, где они могут выполнять упражнения с отягощениями, которые помогают поддерживать состояние их костей и мышц, что также очень важно, поскольку, когда они возвращаются обратно в гравитацию на Земле, их физическое состояние поддерживается как можно лучше.

Спасибо за лайк

Вам уже понравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!

В поисках жизни в космосе: почему мы такие особенные?

Вэй Ли
цифры Кэтрин Динг

Вселенная массивна, в ней примерно 70 квинтиллионов планет, то есть 70 с дополнительными 18 нулями. Только в Млечном Пути, где мы живем, миллиарды планет. С этими огромными числами Земля кажется очень незначительной в общей схеме вещей. В связи с этим возникает вопрос: действительно ли мы одни на этом огромном пространстве Вселенной? Наверняка там должна быть еще одна планета с жизнью, верно?

Это вопрос, на который такие организации, как Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), пытались ответить на протяжении десятилетий. Используя такие телескопы, как «Хаббл» и «Уэбб», НАСА может исследовать планеты на предмет их потенциальной обитаемости. Однако какими бы мощными ни были эти телескопы, их нельзя использовать для обнаружения внеземной жизни. И хотя было много намеков на потенциально обитаемые планеты, насколько нам известно, Земля — единственная скала в этой большой вселенной, на которой есть жизнь.

Как найти обитаемые планеты?

Как НАСА занимается поиском планет, потенциально пригодных для жизни? Ключ так же прост, как и важен: вода.

Действительно, чтобы понять, как планета может быть обитаемой, ученые обращаются к Земле, нашему единственному примеру планеты, на которой успешно поддерживается жизнь. Анализируя такие характеристики Земли, как атмосфера, химический состав и даже история ее эволюции, мы можем сравнить Землю с другими планетами и сделать вывод, может ли планета поддерживать жизнь.

Все живые организмы нуждаются в воде для выживания, включая людей, при этом около 70% человеческого тела состоит из воды. Интересно, что, как будто параллельно человеческому телу, около 70% Земли также покрыто водой. Поэтому неудивительно, что НАСА ищет наличие воды в своих поисках пригодных для жизни планет. Их исследование соседних с нами планет, Марса и Венеры, показало, что на обеих планетах когда-то была вода, так что же произошло? Куда ушла вся вода?

Поняв, что случилось с нашими соседями, мы сможем лучше понять, какие условия необходимы для жизни на планете, а также лучше понять, насколько уникальна ситуация, в которой находится Земля (рис. 1).

Рис. 1. Наш Млечный Путь — не единственная галактика во Вселенной; во Вселенной есть еще триллионы галактик различных форм и размеров (слева). Если мы увеличим масштаб нашей Солнечной системы в Млечном Пути (справа), мы увидим восемь планет, включая соседей Земли, Венеру и Марс.

Венера: Слишком медленная и слишком близкая к Солнцу

В нашей Солнечной системе Венера больше всего похожа на Землю по массе и размеру, а также является физически ближайшей к Земле планетой. Теоретически Венера должна быть такой же пригодной для жизни, как Земля, верно?

Недавнее исследование, проведенное группой астрофизиков из Женевского университета и Национального центра компетенций в области исследований PlanetS в Швейцарии, провело моделирование климата Земли и Венеры, показав, что, к сожалению, Венеру постигла судьба, которой не было у Земли: быть немного слишком близко к солнцу.

В самом начале формирования планеты поверхность планеты расплавлена, и любая вода присутствует в виде пара. Это напоминает сценарий скороварки, где водяной пар поглощает солнечное тепло, из-за чего планете чрезвычайно трудно остыть настолько, чтобы водяной пар конденсировался в океаны (рис. 2). К счастью, Земля находится достаточно далеко от Солнца, поэтому ночью ее поверхность охлаждается, что приводит к конденсации водяного пара и образованию океанов. Однако это не относится к Венере. Ученые в ходе исследования подсчитали количество тепла, выделяемого паром на Венере, и, хотя оно может быть лишь немного больше, чем на Земле, этого было достаточно, чтобы пар никогда не конденсировался в океаны, а просто испарялся за пределы планеты.

Поэтому помимо наличия воды ученые сейчас оценивают еще один важный фактор: планета должна находиться в обитаемой зоне (рис. 1). Другими словами, планета должна вращаться вокруг своего солнца на правильном расстоянии: не слишком близко к солнцу, как Венера, и не слишком далеко, где любые жидкости могут превратиться в лед.

Другая возможная причина неспособности Венеры образовывать океаны может заключаться в том, что она слишком медленно вращается. Стоя на экваторе Земли, вы будете лететь в космосе со скоростью 1040 миль в час, а на Венере вы будете двигаться со скоростью всего 4 мили в час. Другое исследование моделирования климата, проведенное НАСА, показало, что медленное вращение Венеры позволило водяному пару сформировать облака раньше, чем Земля. Эти облака увеличили количество водяного пара в атмосфере Венеры, еще больше задерживая солнечное тепло. Ученые считают, что увеличение скорости вращения Венеры примерно в 20 раз могло охладить Венеру достаточно, чтобы спасти ее от ее нынешнего состояния без океана.

Рисунок 2 . В начале формирования Земли и Венеры планеты были расплавлены. Земля (слева) была достаточно прохладной, чтобы пар конденсировался в океаны, а Венера (справа) была слишком горячей из-за того, что пар поглощал солнечное тепло. Эта цифра вдохновлена вышеупомянутой статьей.

Марс: Слишком мал, чтобы удержаться на воде

Марс — другой наш сосед. В первые дни исследования Марса НАСА обнаружило достаточно доказательств наличия воды на Марсе. Используя марсоходы и анализируя собранные отложения на поверхности Марса, ученые пришли к выводу, что когда-то Марс был влажным и был покрыт множеством рек, озер и океанов, как и Земля. Это означает, что примерно 3,5 миллиарда лет назад на Марсе был такой же климат, как на Земле. Но сегодня Марс представляет собой сухую пустыню и непригоден для жизни. Как эта планета, соседняя с Землей, превратилась из потенциально обитаемой планеты в планету со слишком суровыми для жизни условиями?

Недавнее исследование предлагает ответ на этот вопрос: возможно, Марс слишком мал, чтобы удерживать достаточное количество воды. Марс намного меньше нашей родной планеты — чуть больше половины размера Земли. Ученые обнаружили, что более крупные планеты, такие как Земля, обладают более сильным гравитационным притяжением и, следовательно, могут легче удерживать испаренные молекулы, такие как вода, в то время как более мелкие тела, такие как Марс, не могут.

Земля: уникальная ситуация

Несмотря на все, что мы знаем до сих пор, есть еще много всего, что нужно узнать, поэтому у НАСА все еще есть марсоходы на поверхности Марса и спутники для наблюдения за Венерой.