Классный час на тему: "Есть ли жизнь на других планетах?"

Классный час на тему:

«Есть ли жизнь на других планетах?»

1 слайд:

«Существует ли жизнь на других планетах?». Сегодня мы попробуем ответить на этот вопрос.

3 слайд:

Мы знаем, что космос состоит из неисчислимого количества звездных систем, собранных в отдельные Галактики. Наша солнечная система, а с ней и Земля входит в состав одной из таких Галактик. Только лишь в одной нашей Галактике находится около ста миллиардов звездных систем, подобных на шей солнечной системе, а дальше, в других Галактиках, собраны миллионы, миллиарды, триллионы различных небесных тел.

Можно ли считать, что жизнь существует только на нашей скромной планете? Разумнее, пожалуй, судить, что органическая жизнь существует на миллионах других планет. К сожалению, до сих пор это только предположение, и если ученые и располагают кое-какими данными, то весьма недостаточными.

Расстояние от Земли до других планет столь велико, что непосредственное наблюдение, даже при помощи мощнейших телескопов, не может дать ответ на вопрос, есть ли жизнь на других планетах.

Каково же расстояние от нас до ближайших планет, звезд и Галактик?

Чтобы наглядно представить себе это, вообразим, что Земной шар, диаметр которого равен 12 740 километров, в принятом нами масштабе получил размер едва заметной точки. Это значит, что масштаб нашего чертежа составит примерно 1.25 000 000 000 (то есть одному сантиметру на чертеже будет соответствовать расстояние в 250 тысяч километров). В этом масштабе расстояние от Земли до Луны составит 16 миллиметров, до Солнца — 6 метров, до ближайшей к нашей солнечной системе звезды — 1600 километров. Диаметр нашей Галактики в принятом нами масштабе составил бы 40 000 000 километров, а расстояние до Большой Галактики Андромеды (местная группа, слева) — 750 миллионов километров. Следует учесть, что Андромеда — это ближайшая к нам Галактика, а ведь существуют еще миллиарды других, значительно более отдаленных.

4 слайд:

Здесь мы можем видеть крупномасштабную структуру Вселенной, как она выглядит в инфракрасных лучах с длиной волны 2,2 мкм — 1 600 000 галактик. Яркость галактик показана цветом от синего (самые яркие) до красного (самые тусклые). Тёмная полоса по диагонали и краям картины — расположение Млечного Пути, пыль которого мешает наблюдениям.

5 слайд:

Еще за 400 лет до наступления нашей эры греческий философ Метродор писал по поводу мыслей о том, что мы единственные во Вселенной: "Это так же абсурдно, как и надежда на то, что на засеянном поле взойдет единый колосок".
В наше же время существуют различные точки зрения по этому поводу. Вот что говорит об этом швейцарский астроном Густав Тамманн: "Если где-нибудь во Вселенной есть другая разумная жизнь, то она настолько не похожа на нашу, что мы при встрече ее не опознаем"

Так думает, наверное, не он один. Но им возражают биологи. Есть общие принципы построения тела существа, приспособленного к тем условиям, которые принято считать пригодными для жизни. Например, глаза - они должны как можно быстрее подавать сигнал мозгу о возникновении опасности. Поэтому практически у всех зрячих существ глаза расположены рядом с мозгом. Или такое непременное правило: разумная жизнь не может не развиваться в воде. Вода слишком благоприятная среда для обитания.

Тело перемещается здесь легко, температура меняется в незначительных пределах, погода остается, можно сказать, постоянной. Словом, здесь нет бесконечно изменяющихся условий, которые приходится преодолевать приспособлением, эволюцией. Палеонтологи убедились, что за два миллиона лет обыкновенный речной окунь совсем не изменился. А на суше за этот же срок выделился из мира животных и возник человек...

Роднит всех обитателей планет основополагающее единство химического состава: жидкая вода и углеродные цепи, служащие скелетами живых молекул. Теоретически роль углерода мог взять на себя и кремний. Но, как заметил по поводу роли кремния в живой природе астроном Сет Шостак: "Он свои шансы упустил".

О плотности населения Вселенной говорит тот факт, что мы не получаем никаких сигналов из космоса, что на протяжении истории Земли нашу планету, по всей видимости, не посетила ни одна экспедиция инопланетян. А ведь миллиарды лет были у внеземных цивилизаций, на то чтобы обнаружить нашу хорошо приспособленную для жизни Землю...

Ученые упорно занимаются изучением планет и надеются, что нашли путь, который позволит им обнаружить следы внеземной жизни. Астрофизики из ЕСА - европейского космического агентства - разработали соответствующий проект, получивший название "Дарвин". Он предполагает генеральную разведку значительной части нашей Галактики.

Надо построить беспилотную космическую станцию и отправить ее за пределы орбиты Марса. Станция должна иметь пять зеркальных телескопов, каждый диаметром полтора метра. Собранные в цилиндр при старте телескопа конструкции в конце маршрута должны развернуться в кольцо диаметром 100 метров. Телескопы будут работать согласованно, как части сверх гигантского прибора с площадью зеркала, равной футбольному полю. Это станет возможным, если погрешность в точности согласования положения зеркал не превысит одну миллионную часть миллиметра. Старт станции намечен на 2009 год.

Совершенство конструкции и тщательность ее исполнения нужны, чтобы улавливать отраженный далекими планетами свет. Звезда - хозяйка системы планет излучает света в несколько миллионов раз больше, нежели ее спутники. Поймать в таких условиях отраженный свет звезды от шара размером с Землю - это примерно то же, что, находясь в Берлине, разглядеть бабочку-светлячка, порхающую около автомобильной фары где-то в Каире.

Но когда свет, отраженный планетой, будет пойман станцией, все дальнейшее выглядит много проще. Делается спектральный анализ атмосферы планеты. По количеству в атмосфере кислорода можно судить, есть ли на планете жизнь, хотя бы растительность. Кислород химически очень активен, и на безжизненной планете его чрезвычайно мало в ее атмосфере. А если обнаруживается высокое содержание кислорода - значит, есть организмы, которые его вырабатывают. Предполагается, что таким путем можно узнать и о присутствии воды.

6 слайд :

Остроумным экспериментом астрономы уже доказали, что такой анализ планетных атмосфер вполне надежен. Через год после того, как стартовал зонд "Галилей" и уже углубился в космические дали, его датчики были повернуты в сторону Земли. Переданные зондом по радио снимки нашей планеты читались однозначно: на этой планете есть жизнь, так показывает ее атмосфера.

Буквально несколько лет назад сотрудники НАСА сообщили, что ими обнаружены следы микроскопической жизни в метеорите, выбитом из коры Марса и упавшем в Антарктиде. Эта информация моментально облетела весь мир.

И только в последние годы появились первые реальные доказательства существования жизни на планетах нашей Солнечной системы (разумеется, кроме Земли)

Космический зонд "Галилей" находится на расстоянии в 800 миллионов километров от нас. Уже три года он изучает Юпитер и его "семейство". Переданные "Галилеем" изображения спутника Юпитера - Европы (она по размерам сопоставима с нашей Луной) оказались сенсационными.

Снимки принесли изображение поверхности замерзшего океана. Повторные снимки подтвердили, что спутник Юпитера Европа покрыт огромным замерзшим океаном. При большом увеличении можно разглядеть нагромождение льдин, очень похожее на то, что мы видим в Арктике.

Используя поток цифровых данных, полученных от "Галилея", американские геологи предложили модель. Она рисует океан, покрытый 15-километровым слоем льда. А глубина океана около 100 километров.

Если окажется, что все это действительно так, то воды на Европе вдвое больше, чем на Земле.

Метеоритные кратеры на ледяной поверхности спутника Юпитера, встречаются реже, чем на нашей Луне. Это говорит о том, что ледяной панцирь образовался сравнительно недавно - несколько миллионов лет назад.

Тут, конечно, сразу же возникает множество вопросов. Могла ли на поверхности Европы существовать жидкая вода? На таком удалении от Солнца?! Сегодня там - минус 130оС! Разгадать этот парадокс - задача нелегкая. Однако ученые уже предлагают один из вариантов решения.

Юпитер в 300 раз массивнее, чем Земля. У него гигантское притяжение. Такой силач, как Юпитер, конечно же может возбуждать приливные волны не только в океане Европы, но и в её недрах. За счет внутреннего трения коры спутника о волны магмы, как предполагают авторы гипотезы, и рождалось тепло в этом далеком от Солнца небесном теле.

Под многокилометровым ледяным панцирем может быть вода с плюсовой температурой, как в наших полярных океанах. В водах Европы (если они существуют), конечно же, абсолютная темнота. Но по нашему земному опыту мы знаем, что солнечный свет не обязателен для многих живых существ. В непроницаемой темноте на дне земных океанов благоденствуют метрового размера черви трубчатого строения, ползают огромные улитки, шагают крабы. Им достаточно энергии, приносимой горячими сернистыми источниками, бьющими на дне океана.

Эти факты дают основание думать, что и в океане Европы существуют микробы либо даже более развитые живые существа.

Жизнь на Земле демонстрирует и другие, не менее удивительные свои возможности. Германский биолог Карл Штеттер наблюдал организмы, живущие в кипящей воде гейзеров, в горячих нефтяных источниках, в дымящихся вулканических кратерах. Почти все эти "жаростойкие" обитатели Земли обходятся без воздуха и света. Астробиологи оценивают сегодняшний взлет знаний о способности жизни всюду находить себе ниши как истинный переворот в наших представлениях о живом.

7 слайд:

Существует ли вероятность когда-нибудь встретить представителей инопланетных форм жизни? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим две теории:

1) Гипотеза уникальной Земли:

Данная гипотеза утверждает, что многоклеточная жизнь может быть чрезвычайно редкой из-за возможной исключительности и редкости планет земного типа. В ней утверждается, что целый ряд невероятных совпадений сделали возможным возникновение сложных форм жизни на Земле. Вот несколько примеров таких совпадений:

A) Звезда также должна обращаться по круговой орбите около центра галактики: вытянутая орбита приведет к тому, что звезда слишком приблизится к энергетически насыщенному ядру галактики и попадёт под жёсткое радиационное облучение. Образно говоря, звезда должна жить в предместье галактики, но не в центре и не за окраиной.

B) Также планета должна образоваться около богатой металлами звезды. Бедные металлами звёзды не способны создать что-либо, кроме газовых гигантов: на создание планет земного типа в газовой туманности просто-напросто не хватит материала.

C) Также следует убедиться, что звезда может иметь пригодные для жизни планеты. Для возникновения жизни планета должна находится в обитаемой зоне (область, где температура поверхности планеты будет близка к земной).

D) Ещё один необходимый элемент — Луна. Приливы, вызванные Луной, стабилизировали земную ось: без влияния Луны колебания оси были бы намного больше и привели бы к громадным изменениям климата, которые могли регулярно уничтожать развивающуюся жизнь и откатывать её назад к простым формам.

8 слайд:

2) Сторонники предложенных Карлом Саганом более оптимистических оценок параметров уравнения Дрейка утверждают, что разумная жизнь является распространённым явлением во Вселенной. Некоторые из них считают, что приняв обоснованные, по их мнению, параметры уравнения Дрейка, мы приходим к выводу, что наличие большого количества внеземных цивилизаций не только возможно, но «практически гарантировано».

Уравнение Дрейка:

N=R*fp*ne*fl*fi*fc*L

N— количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт

R— количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике

fp— доля звёзд, обладающих планетами

ne— среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации

fl— вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями

fi— вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь

fc— отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь

L— время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт)

9 слайд:

В теории, жизнь может возникнуть не только на основе водно-углеродной жизни. Возможность существования форм жизни, которым свойственны биохимические процессы, полностью отличающиеся от возникших на Земле, изучает альтернативная биохимия. Обсуждаемые отличия включают замену углерода в молекулах органических веществ на другие атомы, либо воды в качестве растворителя на другие жидкости. Подобные явления нередко описываются в фантастической литературе. Давайте рассмотрим некоторые примеры таких замен:

1) Замена углерода

        A) Кремний и кислород

Среди наиболее вероятных претендентов на роль структурообразующего атома в альтернативной биохимии называют кремний. Он находится в той же группе периодической системы, что и углерод, их свойства во многом схожи. Однако атомы кремния имеют бо́льшую массу и радиус, они сложнее образуют двойную или тройную ковалентную связь, что может помешать образованию биополимеров. Соединения кремния не могут быть настолько разнообразны, как соединения углерода.

Силаны — соединения кремния и водорода, являющиеся аналогом алканов (соединений углерода и водорода), менее устойчивы, чем углеводороды. В то же время, силиконы — полимеры, включающие цепочки чередующихся атомов кремния и кислорода, более жаропрочны. На этом основании предполагается, что кремниевая жизнь может существовать на планетах со средней температурой, значительно превышающей земную. В этом случае, роль универсального растворителя должна играть не вода, а соединения со значительно более высокой температурой кипения.

Так, например, предполагается, что соединения кремния будут стабильнее углеродных молекул в среде серной кислоты, то есть в условиях, которые могут существовать на других планетах. В целом же, сложные молекулы с кремниево-кислородной цепью менее устойчивы по сравнению с углеродными аналогами.

        B) Азот и фосфор

Азот и фосфор считают другими претендентами на роль основы для биологических молекул. Как и углерод, фосфор может составлять цепочки из атомов, которые, в принципе, могли бы образовывать сложные макромолекулы, если бы он не был таким активным. Однако, в комплексе с азотом, возможно образование более сложных ковалентных связей, что делает возможным возникновение большого разнообразия молекул, включая кольцевые структуры.

2) Замена воды

        A) Аммиак

Аммиак часто рассматривается в качестве наиболее вероятного (после воды) растворителя для возникновения жизни на какой-либо из планет. При давлении в 100 кПа (1 атм.) он находится в жидком состоянии при температурах от −78 до −33 °C. Жидкий аммиак по ряду свойств напоминает воду, но следует заметить, что при замерзании твёрдый аммиак не всплывает вверх, а тонет (в отличие от водного льда).

Поэтому океан, состоящий из жидкого NH3, будет легко промерзать до дна. Кроме того, выбор аммиака как растворителя исключает выгоды от использования кислорода как биологического реагента. Однако, это не исключает возможности возникновения альтернативной жизни на планетах, где аммиак имеется в смеси с водой.

        B) Фтороводород

По ряду свойств фтороводород напоминает воду. Так, он тоже способен к образованию межмолекулярных водородных связей. Однако стоит учитывать, что на 1 атом фтора в наблюдаемой вселенной приходится 10000 атомов кислорода, поэтому трудно представить на какой-либо планете условия, которые благоприятствовали бы образованию океана, состоящего из HF, а не из H2O.

10 слайд:

Альтернативная биохимия в фантастических произведениях:

Анатолий Днепров «Глиняный бог»

Аркадий и Борис Стругацкие «Страна багровых туч»

Станислав Лем «Солярис», «Правда», «Эдем»

Вывод:

На сегодняшний день человечество накопило недостаточно сведений, чтобы с уверенностью судить о возможности или невозможности возникновения разумной жизни. Одно можно сказать точно: даже если другие разумные формы жизни существуют, то мы не узнаем о них, если люди не научаться перемещаться быстрее скорости света.