Что мы на самом деле обнаружили за пределами Земли?

Греческий философ Метродор из Хиоса утверждал, что невозможно, чтобы возник только один мир в бесконечном пространстве возможностей:

«Странно, если бы лишь один стебель пшеницы вырос на огромном поле, и существовал бы только один мир в бесконечном пространстве».

Вслед за ним Эпикур писал, что «существует бесчисленное множество миров — некоторые подобны нашему, а другие отличаются от него».

Эта идея продолжала развиваться в поэтическом языке римского поэта Лукреция в I веке до н. э., который утверждал, что если случайное сочетание атомов породило наш мир, а атомов существует бесконечное множество, то нет причины, по которой не могли бы возникнуть и другие миры:

«В других областях непременно должны существовать иные земли, различные племена людей и разные виды животных».

Веками люди продолжали звучать схожие идеи «космического плюрализма» (веры в существование множества обитаемых миров). В XIX веке, например, с усовершенствованием возможностей наблюдения телескопов в общественном мнении и в научном сообществе укрепилось убеждение, что многие планеты населены живыми существами.

Астрономы, такие как Персиваль Ловелл, возглавили это направление, полагая, что прямые линии, обнаруженные на поверхности Марса, указывают на ирригационные каналы, построенные разумными существами для выживания в пустынной среде. Ловелл публиковал статьи и книги, которые будоражили воображение публики — а также изобретателей и известных деятелей, таких как Александр Грэхем Белл.

Лишь в XX веке, с запуском исследовательских космических аппаратов, таких как Mariner-4 в 1964 году — первого, кто сфотографировал поверхность Марса, — выяснилось, что те самые «каналы» были всего лишь оптической иллюзией. Так рухнул миф о каналах, и научное сообщество перешло от эпохи спекуляций к эпохе, в которой основное усилие направлено на поиск эмпирических доказательств существования жизни за пределами Земли.

Сегодня основное внимание исследований сосредоточено на выявлении «биологических следов» (biosignatures) — химических, физических или геологических признаков, которые могут указывать на биологическую активность в прошлом или настоящем. Общепринятое определение биологического следа звучит так:

«Объект, вещество и/или структура, происхождение которых требует участия биологического агента», — то есть явление, маловероятно возникшее без участия живого процесса.

На этом фоне возникает вопрос: как обнаруживают биологические следы и где именно их ищут?

Когда научная фантастика сталкивается с реальностью

Фильм «Живое» (2017) с Джейком Джилленхолом и Райаном Рейнолдсом в главных ролях рассказывает историю команды учёных на космической станции, которая получает образец марсианской почвы — находку, способную стать одним из самых значимых открытий в истории человечества.

Внутри замёрзшей и неподвижной почвы обнаруживается микроскопическая клетка — крошечный организм в состоянии спячки, вселяющий надежду на существование жизни за пределами Земли. Команда осторожно ухаживает за клеткой, наблюдает за её реакциями и видит, как она изменяется и развивается — пока не превращается в угрозу. Научный эксперимент быстро перерастает в тревожную борьбу за выживание.

Хотя это фильм из области научной фантастики, заложенная в нём идея опирается на вполне реальные принципы: одной из основных целей исследований по обнаружению жизни за пределами Земли (астробиологии) является выявление органических молекул, происходящих из биологических процессов — с попыткой понять, действительно ли речь идёт о продуктах жизнедеятельности.

Можно представить эти молекулы как крошечные кирпичики LEGO, состоящие в основном из атомов углерода, к которым присоединяются другие распространённые атомы, такие как водород, кислород и азот. В разных комбинациях образуются различные «структуры» — сахара, жиры, аминокислоты (строительные блоки белков), метан (бесцветный и без запаха газ) и другие.

Так, ещё в 1976 году NASA отправила на Марс зонд Викинг, оснащённый оборудованием для поиска органических соединений в почве. Однако результаты оказались разочаровывающими — следов органического вещества обнаружено не было. Лишь десятки лет спустя выяснилось, что в марсианской почве присутствуют соединения перхлората, которые «сжигают» органические вещества в процессе анализа — ещё до того, как приборы успевают их зафиксировать.

Сегодня уже известно, что на поверхности Марса существуют органические соединения. Ровер Perseverance (марсоход), исследующий кратер Джезеро на северной половине Марса, обнаружил признаки присутствия органического вещества в образцах почвы. Однако это открытие пока не является доказательством существования жизни.

Чтобы получить научную достоверность, образцы необходимо проанализировать в лаборатории на Земле и выяснить, являются ли молекулы продуктом давно вымершей биологической жизни или же возникли в результате естественного химического процесса на марсианской почве. Образцы планируется вернуть на Землю только в 2033 году, если не будет задержек.

Ещё одно любопытное открытие сделал ровер Curiosity, исследующий кратер Гейл, расположенный к югу от кратера Джезеро. Ровер зафиксировал утечки метана из почвы — удивительное явление, поскольку на Земле большая часть метана производится живыми организмами, чаще всего бактериями, обитающими в пищеварительной системе животных. В NASA подчеркнули:

«До сих пор не было найдено убедительных доказательств существования жизни на Марсе, в прошлом или настоящем, поэтому мы не ожидали обнаружить там метан».

Сначала учёные предполагали, что метан образуется в результате химических реакций между водой и породами глубоко в почве, но впоследствии выяснилось, что газ ведёт себя загадочным образом: он выделяется ночью, исчезает днём, меняется в зависимости от времени года и иногда появляется в концентрациях, в 40 раз превышающих обычные уровни.

Существует несколько гипотез относительно источника этого явления — однако ни одна из них пока не доказана, и для разгадки загадки требуется гораздо больше данных.

«Это сюжет, полный неожиданных поворотов», — сказал Эшвин Васавада, главный учёный миссии Curiosity в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA.

Чтобы доказать существование жизни, одного лишь загадочного газа недостаточно. Необходим комплекс доказательств — химических и физических — которые подтверждали бы друг друга. Для сравнения: когда в 1990 году зонд Galileo пролетал мимо Земли, он зафиксировал в атмосфере необычное сочетание кислорода и метана — явный признак биологической активности — а также отражение света от растительности. Совокупность этих находок дала ясное указание на то, что Земля — живой мир. Соответственно, при поиске жизни на других планетах потребуется последовательность убедительных доказательств, а не одиночное открытие.

Одним из самых любопытных открытий последних лет стало обнаружение фосфина — ядовитого вещества, которое на Земле почти исключительно образуется в результате промышленных или биологических процессов (бактерии, обитающие в пищеварительной системе животных). В 2020 году было объявлено о находках следов фосфина в облаках планеты Венера — открытие вызвало большой интерес, поскольку оно могло указывать на существование простейших живых организмов в атмосфере Венеры.

Однако вскоре возникли сомнения: некоторые исследователи утверждали, что фосфин образуется исключительно в результате вулканической активности, а не биологическим путём, а другие учёные, пытавшиеся воспроизвести наблюдения, не смогли подтвердить наличие газа в атмосфере Венеры.

На данный момент эти находки всё ещё остаются спорными, но не исключаются. Если подтвердится, что фосфин действительно присутствует на Венере в значительных количествах, это станет необычным открытием, требующим объяснения — и одной из возможных версий будет присутствие микроскопической жизни в облаках планеты, где и были обнаружены следы фосфина.

Аналогичным образом учёные ищут и другие вещества — такие как аммиак или определённые органические молекулы — которые относительно легко образуются в биологических процессах, но крайне трудно возникают в безжизненной природной среде. Обнаружение таких веществ на другой планете, особенно в неожиданных количествах, заставит научное сообщество серьёзно рассмотреть возможность их происхождения от какой-либо формы жизни.

Живые камни

В 1950-х годах молодой геолог по имени Фил Плайфорд летел на лёгком самолёте над Заливом акул на западе Австралии, когда вдруг заметил сотни тёмных «куполов», торчащих из мелкой воды. Плейфорд приземлился, чтобы исследовать это. Идя по мягкой грязи, он поднял кусок материала и разломил его — сразу же почувствовался резкий запах водорослей, что было явным признаком того, что это не обычный камень, а нечто живое.

Под микроскопом оказалось, что это строматолиты — каменные структуры, образовавшиеся на протяжении длительного времени колониями древних бактерий, в основном занимавшихся фотосинтезом — процессом получения энергии из солнечного света. Эти бактерии росли слоями, и каждый слой захватывал крошечные минеральные частицы из окружающей среды. Таким образом, на протяжении многих поколений микроскопической жизни формировался слой за слоем камень, который сегодня выглядит как разноцветные полосатые линии.

Открытие Плайфорда показало, что следы древней жизни могут сохраняться в геологической структуре — не только на Земле, но, возможно, и на далёких планетах. В нескольких сотнях километров к северо-востоку от Залива акул были обнаружены окаменелые строматолиты возрастом около 3,5 млрд лет — одни из самых ранних свидетельств существования жизни на нашей планете.

Если однажды на Марсе будут обнаружены подобные образования, это станет сильным доказательством того, что в прошлом там существовали микроорганизмы, так как трудно представить, что одни лишь геологические процессы могли создать такие структуры без участия биологической активности. Именно по этой причине ровер Perseverance NASA сосредоточен на изучении древних осадочных пород в надежде обнаружить возможные образцы строматолитов.

В 1996 году казалось, что произошёл научный прорыв, когда команда исследователей NASA заявила, что обнаружила возможные признаки древней жизни на Марсе — в метеорите под названием ALH84001, который упал на Землю. В метеорите были найдены несколько «подозрительных» находок: крошечные структуры, напоминавшие окаменевшие бактерии, и маленькие кристаллы минерала магнетита, который на Земле производится определёнными бактериями. Публикация вызвала большой ажиотаж и даже была названа в СМИ «первым возможным доказательством жизни за пределами Земли».

Однако последующие исследования показали, что для каждого из явлений, обнаруженных в метеорите, существуют также другие объяснения. Например, известно, что кристаллы магнетита могут образовываться в результате естественного нагрева пород — без какой-либо связи с жизнью. Поэтому сегодня большинство научного сообщества не рассматривает метеорит ALH84001 как доказательство существования жизни на Марсе.

Жизнь по ту сторону света

Одним из самых захватывающих аспектов поиска жизни является возможность обнаружить её издалека на планетах внутри и за пределами нашей Солнечной системы с помощью телескопов. Анализируя свет, испускаемый, отражённый или поглощённый планетой, можно сделать выводы о составе её атмосферы и иногда даже о поверхности. Этот процесс называется «спектральными биологическими следами» — то есть признаками существования жизни, скрытыми в спектральном «отпечатке» планеты, фиксируемом телескопами.

«Удалённые планеты могут быть полностью покрыты океанами без берегов, о которых разбиваются волны. Другие же могут быть заморожены на одной половине и постоянно освещены на другой, — объясняет профессор Лиза Калтенеггер (Kaltenegger), глава Института Карла Сагана при Университете Корнелла, в своей лекции на TED. — Но мы знаем, что примерно у пятой части звёзд, подобных нашему Солнцу, может быть планета, похожая на Землю — а с учётом того, что только в галактике Млечный Путь насчитывается около 200 миллиардов звёзд, у нас есть миллиарды возможностей».

На протяжении многих лет астрономы сосредотачивались на попытках обнаружить кислород или его производные (например, озон O₃) в атмосферах удалённых планет, исходя из предположения, что это почти гарантированный признак жизни. Однако последние исследования показали, что кислород можно получить и небиологическими путями — например, когда солнечное излучение разлагает молекулы воды в атмосфере. В связи с этим научное сообщество сегодня проявляет большую осторожность: одного лишь обнаружения кислорода уже недостаточно, чтобы утверждать о наличии жизни.

Вместо этого учёные ищут сочетания газов («набор признаков»), которые трудно объяснить без биологических процессов. Примером этого стало сообщение в апреле прошлого года, когда заголовки драматично заявили о «самых убедительных на данный момент находках, указывающих на существование чуждой жизни».

Доказательства поступили с планеты K2-18b, находящейся на расстоянии 124 световых лет от Земли, которая уже долгое время привлекает научный интерес из-за относительно высокой вероятности её пригодности для жизни. Ещё в 2019 году в её атмосфере были обнаружены признаки водяного пара, а в 2023 году добавились данные о присутствии углекислого газа и метана.

Однако самые любопытные открытия были сделаны в 2025 году, когда британским исследователям удалось выявить в атмосфере K2-18b высокие концентрации диметилсульфида (DMS) и похожего вещества под названием DMDS — соединений, которые на Земле производятся исключительно морскими организмами: от водорослей и вирусов до гигантских медуз длиной в несколько метров.

Особенность этих соединений заключается в том, что в нашей атмосфере они нестабильны и разлагаются всего за несколько часов. В то же время на K2-18b их обнаружили в стабильном состоянии, что породило возможность существования на этой планете активных океанов, в которых живут организмы, постоянно производящие эти вещества.

И всё же в этом случае научное сообщество остаётся осторожным. Совсем недавно группа исследователей из Чикагского университета опубликовала критическую статью, в которой утверждалось, что имеющиеся данные пока не достигают высокой статистической достоверности — поэтому нельзя с уверенностью утверждать, что DMS или DMDS действительно присутствуют в атмосфере K2-18b[19]. Путь к окончательному ответу потребует долгих лет дополнительных наблюдений, и даже тогда, вероятно, вывод будет носить характер сильного предположения — но не безоговорочного доказательства существования жизни.

Агностическая жизнь

Кажется недостаточно важным, насколько одно открытие вселяет надежду на существование жизни за пределами Земли — научное сообщество почти всегда проявляет систематическую осторожность. Вскоре после первоначальной публикации выходит ещё одна статья или научный отклик, в которых подчёркивается необходимость дополнительных измерений, углублённого анализа или повторных наблюдений, прежде чем можно будет сделать однозначный вывод.

Такой осторожный подход, хотя и необходим для предотвращения ошибок и поддержания научной достоверности, иногда может значительно затягивать процесс поиска на многие годы — а также увеличивать риск так называемого ложного отрицательного результата (False Negative) — ситуации, когда настоящий признак жизни слишком слаб, чтобы превысить установленный порог, и мы его пропускаем.

Ещё одной значительной проблемой является концепция «агностической жизни» — то есть жизни, не основанной на знакомой нам химии. До сих пор большая часть усилий по поиску сосредоточена на выявлении землеподобной жизни: углеродной, зависящей от жидкой воды, с органическим метаболизмом, производящим газы. Однако возможно, что в других уголках Вселенной существуют формы жизни, полностью отличные по своей сути, которые не соответствуют известному нам биологическому профилю.

Эта идея получила яркое, хотя и художественное, воплощение в романе научной фантастики «Проект „Аве Мария“» (Project Hail Mary), 2021, Энди Вейера. В романе рассказывается о космическом корабле, отправленном исследовать таинственное «облако» возле Венеры, и обнаруживающем, что это не космическая пыль и не пары, а огромное скопление незнакомых микроорганизмов.

На определённом этапе выясняется, что для размножения эти существа нуждаются в углероде, поэтому они обитают на планете Венера, богатой углекислым газом, а затем движутся почти со скоростью света к Солнцу, чтобы поглощать его энергию. Этот процесс имеет свою цену — со временем Солнце слабеет, и его мощность уменьшается. Аналогично, соседние звёзды, заражённые этими существами, испытывают похожие эффекты, что ставит под угрозу существование жизни во многих звёздных системах. Поэтому этих существ называют астрофагами — «пожирателями звёзд».

С помощью этой истории Вейер демонстрирует ограничения человеческого мышления: современная наука ищет жизнь, исходя из предположений, основанных на том, что нам уже известно. В то же время астрофаги представляют собой совершенно чуждую биологию — не нуждающуюся в воде, не основанную на знакомой химии и не оставляющую после себя известных нам биологических или геологических следов. Иными словами, возможно, они просто «невидимы» для наших нынешних методов обнаружения.

По этой причине в настоящее время развивается новое научное направление: поиск «функциональных явлений» — то есть признаков активности, указывающих на существование жизни, даже без обнаружения самих веществ. Например, необъяснимые потоки тепла или циклические выбросы газов, не связанные с известной геологической активностью, могут свидетельствовать о метаболических процессах — даже если они протекают с участием незнакомых нам молекул.

«Наша цель — выйти за пределы нынешнего понимания и найти способы обнаруживать жизнь такой, какой мы её не знаем, — говорит доктор Сара Стюарт Джонсон, руководитель Лаборатории по идентификации агностической биологии в Университете Джорджтауна, работающая в сотрудничестве с NASA. — Мы принимаем неопределённость и ищем биологические подсказки не меньше, чем явные признаки жизни».

Мерцающие звёзды

Параллельно с поиском биологических следов в последние десятилетия развивается сопутствующая область исследований: поиск «технологических следов» (техносигнатур).

Представьте, что вы стоите на холме ночью и смотрите на далёкий город. Вы не видите людей, но замечаете уличные фонари, слышите гудение электричества, видите дым, поднимающийся из труб. Всё это — косвенные признаки того, что «здесь кто-то есть — и у него есть технологии».

Технологический след (техносигнатура) — это любой сигнал или явление, которое подразумевает наличие развитой технологии: инженерии, умных машин или процессов, которые нельзя объяснить только природой. В отличие от биологических следов, указывающих на присутствие «естественной» жизни, технологические могут свидетельствовать о существовании разумной продвинутой цивилизации.

Если раньше эта область считалась маргинальной и напоминала научную фантастику о «зелёных космических людях», то сегодня, по словам NASA, это направление исследований «даёт первые признаки расцвета, готового к серьёзному и зрелому изучению».

Типичными примерами технологических следов являются узкополосный радиосигнал на частоте, обычно не испускаемой звёздами; периодические и мощные вспышки лазера; или даже «гигантская структура» — например, кольцо или оболочка вокруг звезды, скрывающая часть её света.

Ещё в 1898 году Герберт Джордж Уэллс в романе «Война миров» описал, как земные учёные заметили странные вспышки света с Марса, которые впоследствии оказались запусками атак. В то время никто не понял их значения, и к моменту правильной интерпретации уже было поздно. Вывод: даже если сигнал разумной внеземной цивилизации вспыхнет прямо перед нашими глазами, мы можем не распознать его или отвергнуть как «естественное явление».

С 1960-х годов ведётся поиск радиосигналов из космоса в рамках проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), использующего радиотелескопы для сканирования неба. Одной из ключевых задач проекта является фильтрация помех человеческого происхождения — частот, исходящих из окрестностей Земли и имитирующих внешние сигналы.

Особый интерес вызвал сигнал BLC1, зафиксированный в 2019 году от звезды Проксима Центавра. Речь шла о короткой радиоволне на частоте 982 МГц, которая успешно прошла все этапы первичной фильтрации: сигнал не появлялся при включении и выключении приборов телескопа и фиксировался только тогда, когда телескоп был направлен на Проксиму, а не на пустые участки неба — что вызвало большой ажиотаж и надежду на потенциальный «технологический след». Лишь после почти года углублённого анализа выяснилось, что сигнал был вызван сложными помехами земного происхождения — сочетанием частот от электронных устройств, работающих вблизи Земли.

Подобные случаи не являются редкостью. История SETI полна сигналов, которые впоследствии оказались микроволновыми помехами, спутниковыми трансляциями или просто «электронными концертами» человеческого происхождения. Иногда и природа «обманывает». Один из драматических моментов в истории поиска произошёл 15 августа 1977 года, когда был зафиксирован радиосигнал в 30 раз сильнее обычного, продолжавшийся около 72 секунд — именно столько времени телескоп наблюдал данный участок неба. Сигнал имел частоту 1 420 МГц, связанную с водородом, наиболее распространённым элементом во Вселенной, и выделялся необычным характером. Джерри Эйман, один из исследователей на смене, обвёл этот аномальный результат в распечатке и написал рядом: «! Wow» — отсюда и название сигнала, «Сигнал Wow».

Этот сигнал больше никогда не повторялся, и до сих пор у него нет однозначного объяснения. В 2017 году была выдвинута гипотеза, что сигнал мог возникнуть от водородного хвоста кометы, прошедшей через этот участок неба. Исследователи даже предложили имена двух комет, неизвестных в 1977 году, в качестве возможного источника зафиксированной частоты.

Тем не менее SETI не ограничивается радиосигналами. В настоящее время ведутся исследования и в области лазеров, что иногда называют «оптическим SETI». Ещё в 1960-х годах возникла идея поиска лазерных вспышек из внешних источников — идея, которая получила практическое воплощение в системах вроде OSETI, сканирующих небо в поисках искусственных лазерных импульсов. Здесь также пока не зафиксировано значимых успехов.

Ещё одно особенно захватывающее направление — поиск «мега-структур» в космосе. В 1960 году профессор Фримен Дайсон предложил идею «сферы Дайсона»: продвинутая цивилизация, по его мнению, могла бы построить гигантскую сферическую конструкцию вокруг своей звезды, чтобы улавливать как можно больше её излучаемой энергии. Это огромная искусственная структура, которая, по предположению, должна испускать инфракрасное излучение из-за тепла на внешней поверхности — и, следовательно, её можно обнаружить.

«Можно ожидать, что через несколько тысяч лет после того, как разумный вид достигнет стадии индустриального развития, он построит для себя такую искусственную среду», — писал Дайсон.

С тех пор исследователи предлагали различные варианты этой идеи, например, гигантские кольца, построенные из зеркал, скрывающих от нас часть поверхности звезды. Одним из известных примеров последнего десятилетия является звезда KIC 8462852, известная как «Звезда Табби», которая демонстрировала необъяснимые затемнения своего света. Одна из ранних гипотез предполагала гигантскую внеземную конструкцию, окружающую звезду, но в настоящее время преобладает мнение, что это естественные облака пыли.

В мае 2024 года «Проект Гефест» (Hephaistos) — названный в честь бога кузнечного ремесла из греческой мифологии — опубликовал предварительные результаты сканирования примерно 5 миллионов звёзд. У семи из них были обнаружены признаки, которые могли бы соответствовать гигантским структурам. Однако как минимум три случая уже идентифицированы как природные явления (облака пыли), а сигнал от четырёх оставшихся звёзд пока слишком слаб, чтобы подтвердить существование сфер Дайсона — но и не исключён.

Как во многих произведениях научной фантастики — например, в «Слушающие» Джеймса Гана — возникает вопрос: если во Вселенной так много жизней, почему мы до сих пор не видели никаких признаков её существования? Этот вопрос, известный как «парадокс Ферми», продолжает занимать как учёных, так и философов. Возможно, мы не слышали о других цивилизациях, потому что они редки или находятся слишком далеко — или как полагают некоторые, пространство их технологических сигналов сложнее, чем мы предполагали.

В конечном счёте все наши методы поиска исходят из человеческой технологической точки зрения (радио, свет, конструкции и т. д.). Если внеземной разум действительно существует, он может быть совершенно иным и использовать технологии, которые нам неизвестны, такие как защищённая и незаметная квантовая связь, гравитационные поля или другие сложные средства.

Возможно также, что продвинутый разум предпочитает скрываться (концепция «тихих цивилизаций» в науке) по соображениям безопасности и сознательно не посылает сильные сигналы в космос и не оставляет заметных электромагнитных или инженерных следов.

Таким образом, подводя итог, Вселенная, возможно, молчит, но отнюдь не пуста. Возможно, она полна жизни — просто мы пока слепы к её проявлениям.