Источник: Vukotic´, B., Steinhauser, D., Martinez-Aviles, G., C ´ irkovic´, M. M., Micic, M., and Schindler, S. 2016,

«„Величие в этом воззрении на жизнь“: симуляционные модели Галактической зоны обитаемости методом N тел», Royal Astron. Soc. 459, 3512–24. Любезно предоставлено Браниславом Вукотичем — Mon. Notices

Мыслимые причины, по которым разумные существа, достигнув статуса развитой технологической цивилизации, стали бы расширять свои границы за пределы ГЗО. Некоторые из этих причин носят чисто экономический характер: в конце концов, количество галактических ресурсов, расположенных за пределами ГЗО, значительно превышает их количество внутри неё. Хотя точная разница зависит от определения термина «ресурсы» (например, получат ли развитые цивилизации доступ к дешевой ядерной трансмутации химических элементов³⁸) и от плохо изученной внутренней границы ГЗО, очевидно, что это неравенство послужило бы сильным стимулом для экспансии. Могут существовать также соображения безопасности и этического характера: в конце концов, если в ГЗО возникают другие цивилизации, вероятность конфликта возрастает, если использование ресурсов осуществляется исключительно в их общих астрономических окрестностях.

В контексте исследований SETI можно пойти ещё дальше и постулировать существование Галактической технологической зоны (ГТЗ), которая может, но не обязательно должна, частично совпадать с ГЗО³⁹. Она представляла бы собой совокупность пространственных локаций, где существуют передовые технологические цивилизации и/или где они сосредоточивают основную часть своей материальной базы (в достаточно обобщённом смысле). Сам факт того, что любая технология ограничена законами физики — даже если в достаточно продвинутой форме она могла бы производить иное впе- чатление, как отмечал сэр Артур Кларк, — означает, что ГТЗ, очевидно, является целевой областью для практических проектов SETI. Довольно тривиально, но SETI не может по-настоящему исследовать распределение разумной жизни, если по какой-либо мыслимой причине она не развивает технологии (опять же, в достаточно обобщённом смысле, поскольку они могут чрезвычайно отличаться от того, что мы обычно понимаем под технологиями⁴⁰). Если есть доля правды в аргументах, часто приводившихся на ранних этапах развития SETI, о том, что морские виды могли развить интеллект, но не технологии из-за гидродинамических ограничений и нехватки окислителей, — такие морские медитирующие разумы невозможно было бы обнаружить с помощью проектов SETI. Насколько сильно ГТЗ расходится с ГЗО, зависит от общего астробиологического ландшафта Галактики — если бы мы это знали, мы бы уже нашли верное решение парадокса Ферми, и эта книга была бы излишней. Тем не менее, некоторые выводы можно сделать даже в нашем состоянии неведения. Учитывая размеры ГЗО, представляется очевидным, что для выхода за её пределы из средней точки внутри неё потребовались бы весьма развитые межзвёздные путешествия. Это предполагало бы наличие очень передовых технологий, сопоставимых по меньшей мере с цивилизациями II типа по шкале Кардашёва. Поиски признаков внеземной технологической активности в других галактиках (такие как инфракрасный обзор Ĝ или работа по поиску возможных аномалий на диаграмме масса — светимость) фактически представляют собой попытки обнаружить ГТЗ; хотя такие неортодоксальные проекты SETI всё ещё находятся в зачаточном состоянии, полученные к настоящему времени отрицательные результаты уже чрезвычайно сузили пространство параметров, описывающих очень развитые цивилизации — III типа по шкале Кардашёва и, возможно, некоторые цивилизации типа 2.x.

Существует некоторая критика концепции ГЗО, встречающаяся в недавней литературе или в менее формальном контексте конференций и дискуссий в блогах. Это происходит на фоне периодического «громкого молчания» вокруг неё: например, термин «Галактическая зона обитаемости» примечательно отсутствует в предметных указателях к Complete Course in Astrobiology, к недавней специализированной хрестоматии Fitness of the Cosmos for Life и к популярной и увлекательной книге Confessions of an Alien Hunter⁴¹. Критику можно разделить на две категории: общие замечания, основанные на мнимом консерватизме в отношении внеземной жизни, и техническая критика полезности самой концепции. Аргументы первой категории аналогичны критике того, что сосредоточение внимания исключительно на околозвёздных зонах обитаемости слишком ограничивает рамки исследований, поскольку оно не учитывает возможность подлёдной жизни на Европе и других спутниках газовых гигантов, нагреваемых за счёт приливной диссипации, а не солнечного света. Когда мы переходим к пространственным масштабам, превосходящим масштабы планетной системы, открываются другие, чрезвычайно разнообразные возможности. О потенциальных средах обитания, существующих благодаря радиоактивному распаду или даже гравитационному коллапсу, рассуждали как учёные, так и писатели-фантасты. Таким образом, согласно этой форме критики, концепция ГЗО основана на ошибочном овеществлении понятия обитаемости применительно к земным формам жизни⁴².

Во второй категории можно встретить весьма весомую критику, суть которой сводится к тому, что термин «ГЗО» предполагает градуалистский характер изменений — допущение, не слишком подтверждаемое свидетельствами. Напротив, сильные локальные флуктуации могут, в принципе, свести на нет те корреляции, на которых основана эта концепция. Рассмотрим, к примеру, градиент распространенности химических элементов в Галактике. Он, очевидно, является результатом процесса усреднения, при котором показатели металличности различных объектов и вдоль различных лучей зрения измеряются и сводятся в общую картину, демонстрирующую этот градиент. Эта картина неполна по двум причинам: (i) мы, очевидно, никогда не сможем надеяться охватить измерениями все локации в Галактике и вынуждены полагаться на конечные и обычно небольшие выборки, и (ii) характер химической эволюции вещества в Галактике таков, что химическое обогащение происходит неоднородно, а перемешивание обогащенной межзвездной среды никогда не бывает идеальным. Обе эти причины оставляют простор для флуктуаций, выходящих за рамки измеренного среднего градиента; это означает, что, к примеру, локальная область с высокой металличностью может сформироваться за пределами внешней границы ГЗО и дать начало пригодной для жизни — и фактически обитаемой — планете.

(Точно так же может случиться, что уже сформировавшаяся и обитаемая планетная система — или же система на стадии формирования — будет выброшена в результате тесного сближения с другой проходящей мимо звездой. Этот механизм гравитационной пращи хорошо изучен и в масштабах астрономического времени должен срабатывать с достаточной регулярностью⁴³. Таким образом, мы можем обоснованно ожидать обнаружения какой-то пригодной для жизни или даже обитаемой планетной системы за пределами ГЗО, возможно, даже вне галактического диска. Кроме того, выброшенной может оказаться и одиночная землеподобная планета; расчеты, проведенные Грегори Лафлином и Фредом К. Адамсом, показывают, что существует очень малая, но ненулевая вероятность того, что Землю постигнет подобная участь до того, как наша планета станет непригодной для сложной жизни из-за неуправляемого парникового эффекта (примерно через 1 млрд лет), или до того, как Солнце вступит в фазу эволюции на асимптотической ветви гигантов и уничтожит её (примерно через 6 млрд лет)⁴⁴.)

Но это лишь начало истории, поскольку, если принять во внимание процессы, происходящие после формирования пригодной для жизни планеты и абиогенеза на ней, мы можем столкнуться с классической ситуацией «эффекта бабочки», когда ничтожные локальные причины способны вызвать масштабные глобальные последствия. Это вызывает тревогу с точки зрения состоятельности концепции ГЗО, поскольку малая вероятность первоначального события может компенсироваться его огромным последующим влиянием. Если древняя доктрина панспермии верна в каком-либо из ее современных вариантов⁴⁵, обитаемая планета вскоре после абиогенеза могла бы стать «источником» жизни — и, если бы это произошло достаточно быстро, обширные области за пределами ГЗО к настоящему времени уже могли быть «заражены». Кроме того, эти «зараженные» участки могли бы стать вторичными «источниками» — опять же, возможно, далеко за пределами первоначальных границ ГЗО.