Астробиология - Гавриил Тихов

Гавриил Адрианович Тихов

Астробиология

Тихов Г. А., член-корреспондент Академии наук СССР,

Москва, 1953.

«Возможна ли жизнь на других планетах?» — этот вопрос живо интересует самые широкие круги людей.

Материалисты считают, что жизнь является высшей стадией развития материи и должна возникать везде, где есть для этого условия. Следовательно, жизнь существует не только на Земле, но и на бесчисленном множестве других тел вселенной.

Однако среди буржуазных ученых немало таких, которые считают Землю единственной носительницей жизни. Так, представитель реакционного идеалистического лагеря в науке английский астроном Джинс в своей книге «Движение миров» пишет: «Жизнь, существующая на нашей земле, является единственной жизнью в солнечной системе… Мы должны смотреть на жизнь, как на болезнь, которой начинает страдать материя на старости своих лет. Вселенная активно враждебна жизни…»

Советские ученые, занимаясь исследованием возможности жизни во вселенной, опровергли такие идеалистические, реакционные взгляды. Они исходят из того, что свойства жизни во вселенной едины по существу, но различны по форме и проявлению и что приспособляемость жизни к условиям среды очень велика.

Основными элементами, из которых состоит живое вещество, являются повсюду углерод, азот, кислород и водород. Однако форма, в которую облекаются химические соединения этих элементов, может и должна быть чрезвычайно разнообразной в зависимости от физических и химических свойств окружающей среды. Одновременно с этим чрезвычайно разнообразны проявления жизненных процессов как отдельного организма, так и целого вида и рода и т. п.

В последние десятилетия изучение вопроса о жизни во вселенной намного продвинуто вперед.

Изучение жизни в глубинах океана, казавшихся ранее недоступными, а также советские исследования в Арктике чрезвычайно расширили наши представления о предельных свойствах среды, при которых возможна жизнь растений и животных. Исследования С. Н. Виноградского, В. И. Вернадского, Л. С. Берга и других русских и советских ученых показали удивительную приспособляемость живых организмов к самым исключительным условиям окружающей среды.

Руководствуясь положениями диалектического материализма, при сравнении этих данных с современными сведениями о физических и химических условиях на планетах можно делать определенные научные заключения о существовании жизни на других планетах.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГЛАВНЫХ ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

В центре солнечной системы находится Солнце. Вокруг него движутся Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Первые пять планет, не считая, конечно, Земли, были известны уже в далекой древности. Древние римляне назвали их по именам своих богов.

Так, первая планета обращается вокруг Солнца всего в 88 суток, и поэтому ее назвали в честь бога Меркурия. Меркурий, как гласит мифология, был посланцем у других богов и должен был очень быстро выполнять даваемые ему поручения.

Вторая планета получила имя богини красоты Венеры. И действительно, Венера ярче и красивее всех других планет и звезд. Она бывает видна на востоке перед восходом солнца и на западе после заката и называется поэтому еще утренней или вечерней звездой. Венера воспета во многих поэтических литературных и музыкальных произведениях.

За оранжевый цвет, несколько напоминающий цвет пожаров и крови, планета Марс получила имя римского бога войны.

Следующая планета названа римлянами в честь верховного бога Юпитером. Юпитер уступает по яркости лишь Венере и совершает свой путь вокруг Солнца за 12 лет. Интересно, что, не имея никакого понятия о действительной величине планет, древние астрономы дали имя верховного бога именно самой большой из них, как это мы знаем в настоящее время.

Последняя из известных в древности планет — Сатурн — за свой мертвенно-зеленоватый цвет названа по имени бога смерти.

Нам известны еще три планеты, открытые в XVIII, XIX и XX столетиях и тоже названные именами древнеримских богов: Урана — бога неба, Нептуна — бога моря и Плутона — бога подземного царства.

В таблицах приведены основные данные о планетах солнечной системы.

Они показывают, что если не принимать во внимание Плутона, о котором мы знаем еще очень мало, то планеты по диаметру, массе и плотности резкоразделяются на две группы. Меркурий, Венера и Марс мало отличаются от Земли, их называют земноподобными. Последние четыре планеты — планеты-гиганты, они очень велики, имеют большие массы и малую плотность.

Время вращения вокруг оси у планет-гигантов значительно короче, чем у земноподобных планет. К тому же Юпитер и Сатурн вращаются не как твердое тело, а по поясам: чем дальше от экватора, тем вращение медленнее. Это показывает, что мы наблюдаем не твердую поверхность Юпитера и Сатурна, а их атмосферы.

Массы планет-гигантов во много раз больше массы Земли. Например, масса Урана — почти в 15 раз, Нептуна — в 17, Сатурна — в 95, а Юпитера — в 318. Юпитер обладает мощной силой притяжения и может удерживать вокруг себя даже очень легкие газы.

Плотность же планет-гигантов лишь немного больше, чем плотность воды, а у Сатурна даже меньше.

Поскольку нам известно очень мало твердых или жидких веществ, обладающих столь малой плотностью, мы можем предполагать, что внешние слои планет-гигантов газообразны или же состоят из очень легких веществ. А значит, атмосферы их достигают громадной толщины в десятки тысяч километров.

Изучать физические и химические свойства атмосфер мы можем, пользуясь методом спектрального анализа. Заключается он в следующем.

Если мы пропустим свет Солнца через стеклянную призму, то он разложится на составные части в виде цветной полосы, называемой спектром. Спектр по своему строению похож на радугу с более отчетливо разделенными цветами.

Солнечные лучи, идущие от наблюдаемой планеты, прежде чем попасть в глаз наблюдателя, дважды проходят через ее атмосферу: падая на планету и затем отражаясь от поверхности. При этом атмосфера частично поглощает некоторые из солнечных лучей, потому что каждый из газов, которые ее составляют, поглощает только вполне определенные лучи, что выражается темными линиями в соответствующих местах спектра. По этим линиям можно судить о природе газа.

Следовательно, по спектру можно узнать, через какие газы прошел свет Солнца и планет. А это дает возможность выяснить, из каких газов состоит атмосфера Солнца и планет.

На следующей странице приведена схема спектроскопа — прибора, который дает возможность определять, какие лучи поглотила атмосфера.

В трубку, называемую коллиматором, вставлен объектив, в главном фокусе которого находится узкая щель (на схеме щель перпендикулярна к плоскости чертежа). Перед щелью помещается источник испытуемого света или изображение небесного светила, даваемое астрономической трубой. Из объектива выходит параллельный пучок света и падает на призму. Она разлагает свет на составные цвета, которые по выходе из призмы еще больше расходятся и попадают в объектив камеры. Этот объектив собирает каждый одноцветный пучок света в своем фокусе на плоскости «АБ». Например, красные лучи собираются в точке «К», фиолетовые — в точке «Ф». Полученный спектр можно рассматривать через лупу. Вставив в камеру кассету с фотопластинкой, получим спектрограф, применяемый для фотографирования спектра.

Фотография позволяет фиксировать свет более слабый, чем тот, который улавливается глазом, и невидимые глазом инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.

Мы наблюдаем планеты сквозь земную атмосферу, а не за пределами ее. И поэтому свет Солнца, проходя через атмосферу Земли, теряет в ней те участки спектра, которые поглощены газами земной атмосферы.

Например, если бы мы могли наблюдать планеты, находясь за пределами земной атмосферы, то в спектре планеты, имеющей в своей атмосфере кислород, мы увидели бы линии поглощения этого газа. При наблюдении же сквозь земную атмосферу, в которой очень много своего кислорода, дающего темные линии в спектре, планетные линии кислорода тонут в линиях земного кислорода и их очень трудно выделить. Другой пример. Существование воды на Марсе не подлежит сомнению, а между тем паров воды в атмосфере Марса спектральный анализ практически не обнаруживает, потому что марсианские линии паров воды тонут в линиях паров воды, находящихся в земной атмосфере.

Как видно из первой таблицы, Меркурий находится в два с половиной раза ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому температура на нем значительно выше, чем на нашей планете. К тому же Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной. На этой солнечной стороне Меркурия температура достигает 340 градусов выше нуля, то-есть почти точки плавления свинца, а на противоположной стороне царит вечный мрак и холод.