Астробиологи в поисках жизни могут упускать из виду «неподписи» Вселенной

Фото из открытых источников

Астробиология долгое время делилась на два лагеря: поиск «биосигнатур» и поиск «разума». Они ищут совершенно разные вещи, но между ними существует огромная пропасть. Нам потребовалось 3,5 миллиарда лет, чтобы пройти путь от первого микроба до цивилизации, которая посылала радиоволны в космос. Обнаружение жизни на промежуточных этапах — относительно малоизученный аспект астробиологии, который является центральной темой новой статьи, доступной в препринте на arXiv, автором которой является астробиолог Джулия ДеМаринс.

Прежде чем перейти к рассмотрению этой недостающей промежуточной области, следует рассмотреть две типичные категории астробиологии. Поиск биосигнатур сосредоточен на химических следах, таких как кислород и метан, которые указывают на биологическую активность. В то время как «техносигнатуры» представляют собой наблюдаемые результаты передовых технологий — например, радиоволны или масштабные инженерные проекты планетарного масштаба.

Цивилизации не возникают просто так из микробов и не начинают излучать радиоволны. Это эволюционный процесс, занимающий миллиарды лет. Если бы инопланетная цивилизация направила телескоп на Землю 10 000 лет назад (или, альтернативно, наблюдала бы за Землей с расстояния в 10 000 световых лет), она бы не увидела никаких радиоволн. Но она также не смотрела бы на мир, покрытый только простыми микробами. Так как же нам количественно оценить эту «промежуточную зону» и включить ее в наше более широкое исследование астробиологии?

ДеМаринс предлагает использовать новый термин — ноосемиотика, представляющий собой эмпирическую исследовательскую основу для поиска ноосигнатур. Так что же такое ноосигнатура? Это структурированный след, который разум оставляет на носителе информации. Это звучит очень философски, но существуют некоторые жесткие ограничения. Они могут быть физическими, например, каменные орудия или архитектурные сооружения, и могут быть основаны на сигналах, например, сложная коммуникация животных. Но важная деталь заключается в том, что они должны оставаться обнаруживаемыми как продукт интеллекта, даже если мы не можем расшифровать их значение.

Примеры уже встречаются на Земле. Возможно, нам никогда не удастся расшифровать письменность долины Инда, но мы знаем, что она была создана разумным человеком. Это физический след познавательной деятельности, который легко отличить от простых биологических процессов.

Но как это измерить на практике? ДеМаринс предлагает использовать новую концепцию, называемую теорией сборки, которая измеряет «индекс сборки» объекта. Это количество операций соединения, необходимых для его построения из основных элементарных компонентов. Если индекс сборки объекта превышает определенный порог, это означает, что он не может возникнуть просто случайно; для его создания требуется разум.

На Земле сохранились орудия труда, датируемые 3,3 миллионами лет назад, которые прошли бы эту проверку, например, ломеквийский комплекс артефактов. Но ноосигнатуры не обязательно должны быть только орудиями труда. ДеМаринс отмечает, что сельское хозяйство оказало значительное влияние на круговорот азота на Земле около 8000 лет назад, оставив обнаруживаемые следы разума за тысячи лет до того, как мы изобрели радиоантенну.

Прелесть этой идеи в том, что она описывает миры, которые развили определенный уровень интеллекта, но чей интеллект затем не смог решить проблему координации, необходимую для поддержания (по крайней мере, умеренно) кооперативной планетарной цивилизации. Они могли существовать в течение геологических временных масштабов, но так и не отправили ни одного радиосигнала. В этом случае ноосигнатура может быть единственным доказательством существования интеллекта на данном мире.

Как отмечает ДеМаринс, эта идея всё ещё очень нова и требует решения множества проблем. Ноосигнатуры со временем разрушаются, если их не поддерживать — для сохранения информации достаточно долго, чтобы наши телескопы могли её обнаружить, необходима физическая основа. Но также естественную самоорганизацию трудно отличить от ноосигнатур. Теория сборки всё ещё находится в зачаточном состоянии, когда речь идёт о макроскопических археологических структурах, таких как сложные кристаллы, которые могут быть выращены естественным путём.

Что еще более важно, сравнительно немногие ученые исследовали эту проблему. На конференции по астробиологии в этом году было 23 тематических сессии, посвященных биосигнатурам, 1 — техносигнатурам, и ни одной — исследованиям разума, с всего лишь одним тезисом. Возможно, теперь астробиологи начнут рассматривать астробиологические сигнатуры скорее как континуум, а не как график с двумя отчетливыми пиками. Если это произойдет, есть шанс, что они начнут открывать планеты, где жизнь попадает в эту промежуточную категорию. Эта возможность должна вызвать энтузиазм у всех специалистов в этой области.