Поиск жизни за пределами Земли

Открытые Дёминские чтения

        Секция: астрономия и астрофизика        

Тема исследовательской работы: Поиск жизни за пределами Земли

Выполнила:

Завершинская София Валерьевна

МБО «Оборонинская СОШ», 10 класс,

Тамбовская область п. Мордово

Научный руководитель:

Иванникова Наталья Станиславовна

учитель физики и астрономии

• Тамбов

2018

Оглавление:

1. Введение                                                                                                               3
2. Основная часть

Условия необходимые для существования жизни на планете                        4

     Внеземная жизнь в Солнечной системе                                                             5

     Планеты других звезд пригодные для жизни                                                  10                  

4. Заключение                                                                                                         11
5. Список использованных информационных источников                                13

Введение

     Является ли Земля планетой уникальной в своем роде или где-то во Вселенной есть другие подобные ей? Существует ли внеземная жизнь? Одиноки ли мы во Вселенной? На этот вечный вопрос возникают новые, неожиданные ответы. Последние открытия наводят на мысль, что условия для существования жизни могут быть более распространенными, чем это ранее предполагалось.

Цель: выявить, насколько близки научные исследования и поиски к   обнаружению внеземной жизни.

    Задачи:

- выяснить условия необходимые для наличия жизни на планете;

- расширить круг знаний о том, где вне Земли  может существовать жизнь;

- рассмотреть существующие теории и гипотезы ученых о наличии жизни вне Земли.

Предмет исследования: результаты наблюдений и исследований планет, теории и гипотезы ученых о наличии внеземной  жизни.

Объект исследования: условия необходимые для существования жизни на планетах.

Гипотеза: Мы не одиноки  во Вселенной и жизнь за пределами Земли есть.

Методы исследования:

1. Обзор литературы

2. Изучение и обобщение

3. Сравнение

Практическая значимость: результаты работы будут  полезны при изучении астрономии в рамках элективных и факультативных курсов.  

Условия необходимые для существования жизни на планете

Если космос располагает безграничным запасом времени, это не просто означает, что может произойти всё, что угодно.  

Это означает, что всё когда-нибудь действительно  произойдет.

     Считается, что только вокруг звезд нашей Галактики вращаются десятки миллиардов планет. Может ли, среди них, находиться планета подобная Земле? По мере развития технологий вероятность их обнаружения стала выше,  чем когда либо. Поиски направлены на три основных компонента:  химические соединения, являющиеся основой живого, состоящие из простых веществ, которые находились в газово-полевых облаках породивших все планеты и спутники, эти соединения вероятно миллиарды лет назад разносились по Вселенной кометами и астероидами, они называются органическими и содержат  углерод, кислород, водород и азот; жидкость, такая как вода, где эти бы вещества смешивались и взаимодействовали друг другом; источник энергии, такой как Солнце, которой питал бы необходимые для жизни химические реакции.

    Логично предположить, что эти условия могут присутствовать лишь на планетах,  вращающихся на определенном расстоянии от звезды, ближе слишком жарко, а дальше – холодно.  

   Формы жизни также  могут существенно различаться, от разумного существа, до живого организма.

Внеземная жизнь в Солнечной системе

     На вопрос о существовании жизни на каждой из планет Солнечной системы можно с большой долей вероятности отвечать положительно. Потому, что, несмотря на то, что условия и характеристики планет разнятся и порой весьма сильно, однако в какой-то период времени на каждой из планет формируются благоприятные условия зарождения форм жизни, будь то в прошлом, настоящем или будущем. Эти условия могут зависеть от многочисленных факторов как внешних космических, так и внутренних, они могут быть созданы на всей поверхности планеты, её недрах, атмосфере или в какой-то части, слое и т.д. Вариантов здесь возникает великое множество как, впрочем, и сопутствующих этим вариантам форм жизни, которые отнюдь не ограничиваются земными аналогами и углеводородными формами. Поэтому чисто теоретически отвергать вероятность, пусть и ничтожную, появления и существования жизни на планетах Солнечной системы мы не вправе.

 Марс

      По мнению ученых, в ближайшие 3-4 десятилетия человечество сможет высадиться на Марс. У этой планеты есть атмосфера, которая защищает от космических лучей и температура не такая экстремальная для жизни. К сожалению, атмосферное давление,  слишком разряженное по сравнению с Земным и кислород, хоть и есть, но его очень мало, поэтому находится на планете можно будет только в защитных скафандрах или в герметично-закрытых помещениях. Зато на планете должна быть вода! На Марсе был обнаружен сублимирующийся (испаряющийся) лед – шаг на пути к обнаружению жидкой воды. Правда, если вода и есть, то ее будет очень-очень мало. Кроме того, в атмосфере красной планеты был найден метан – известный  продукт жизнедеятельности живых организмов.

     Марс обладает 37,5% гравитации Земли. Это означает, что человек, весящий 45 кг на Земле, на Марсе будет весить лишь 17 кг и сможет прыгнуть в три раза выше.

     Атмосфера Марса, состоящая из углекислого газа, сильно разрежена. Давление у поверхности 6,1 мбар, что в 160 раз меньше земного. Из-за большого перепада высот на Марсе давление может сильно различаться: на вершине горы Олимп (27 км выше среднего уровня) ровняться 0,5 мбар, а в бассейне Эллада (4 км ниже среднего уровня поверхности) 8,4 мбар.

     На Марсе в глубокой древности было достаточно много водных ресурсов, но они потом исчезли. Доказательствами «водного прошлого» Марса являются меандры - высохшие русла старинных рек, а также некоторые минералы, которые могли образоваться только в результате действия воды.

    Средняя температура на Марсе равна –27° Цельсия и может варьироваться от – 96° зимой до 22° летом.  Во время марсианской зимы почти 20% воздуха замерзает.

    Таким образом, на Марсе есть вероятность существования живых организмов, хоть и простейших, в определенных теплых местах с менее агрессивными условиями, вроде полярных шапок.

Луна

  Из-за отсутствия атмосферы люди будут носить на Луне скафандры, или будут скрываться в хорошо изолированных помещениях. Правда, кое-какая атмосфера на Луне есть, но она настолько разрежена, что соответствует земной атмосфере на высоте 75 километров.

     Кроме отсутствия атмосферы, человека подстерегают на Луне и другие опасности, главным образом со стороны солнечной радиации, в особенности

во время появления на Солнце протуберанцев. Существует и непосредственная опасность со стороны метеоритов, беспрепятственно падающих на поверхность Луны. Метеориты эти бывают разной величины и

обладают различной скоростью. Правда, крупные метеоры падают на Луну

чрезвычайно редко (один раз в несколько десятков тысяч лет), но малые (величиной с кулак или орех), могут разбиваться о лунную поверхность чуть

ли не ежедневно. Если такой метеорит попадает в человека со скоростью, в двадцать раз превышающей скорость ружейной пули, то можно себе представить, что из этого получится.

     Климат на Луне необыкновенно суров, что еще больше усугубляет трудности, с которыми встретятся космонавты на поверхности нашего спутника. В течение лунного дня, который длится 14 наших дней, 18 часов и 22 минуты, солнечные лучи нагревают поверхность планеты до температуры плюс 120 градусов, а в течение столь же длинной ночи Луна охлаждается до минус 160 градусов.

     Как из этого можно заключить, спутник наш не отличается гостеприимностью, и космонавты встретятся на Луне с большими трудностями и опасностями.

     Суровые климатические условия, господствующие на Луне, дают право сделать заключение о невозможности существования на поверхности нашего спутника живых существ. Не исключено, однако, что космонавты найдут на Луне примитивные органические вещества и даже существа, обитающие в глубинных слоях лунной почвы или в скрытых под поверхностью Луны пещерах.

Венера

     Плотность вещества, из которого состоит Венера, и размеры этой планеты столь близки к плотности и размерам Земли, что это дает право назвать Венеру родной сестрой нашей планеты. Характерная особенность Венеры — густой облачный покров, сквозь который не видна ее поверхность. По этой причине все наблюдения Венеры с Земли относятся только к верхнему слою ее облаков. Наличие облаков доказывает существование на Венере плотной атмосферы, это, в свою очередь, может служить основанием к суждению о наличии жизни на этой планете.

     Атмосфера Венеры значительно отличается от нашей. В ней преобладает углекислый газ; кислород и водяной пар в атмосфере Венеры не обнаружены. По мнению астронома Р. Уилдта поверхность планеты раньше была покрыта водой, которая вошла в химическое соединение с углекислотой, образуя формальдегид и свободный кислород, который, в свою очередь, образовал с минералами планеты окиси и полностью исчез из атмосферы. Альдегид с остатками воды и возможно с другими химическими соединениями образовал пластические массы, подобные известным на Земле. По мнению Уилдта эти массы играют на Венере ту же роль, что и вода на Земле: совершают круговращение в атмосфере планеты и образуют моря океаны на ее поверхности. Возможно, что эти массы служат основой распространения каких-то,  отличных от земных,  форм жизни.

    Возможность жизни в условиях, аналогичных умеренно высоким температурам (733 К) и углекислотной атмосфере Венеры, не раз рассматривалась в научной литературе. Авторы приходили к заключению, что её наличие на Венере, например в микробиологических формах, не исключено. Но какими источниками энергии в принципе могла бы пользоваться жизнь в венерианской атмосфере, где основную роль в метеорологии играют соединения серы, а не вода? Обнаруженные объекты довольно велики, это не микроорганизмы. Наиболее естественно предположить, что они, подобно земным, существуют за счёт растительности. Хотя прямые лучи Солнца из-за мощного облачного слоя, как правило, не достигают поверхности планеты, света для фотосинтеза там хватает.

Меркурий

     Меркурий — самая близкая к Солнцу планета и с трудом поддается астрономическим наблюдениям. От Меркурия до Солнца всего лишь 58 миллионов километров. Меркурий постоянно обращен одной стороной к Солнцу, и там господствует температура до 410 градусов. На второй, темной стороне, куда не попадают солнечные лучи, господствует немыслимый мороз — температура там, по-видимому, близка к абсолютному нулю (минус 273 градуса по Цельсию). Таким образом, Меркурий одновременно самая холодная и самая горячая планета из всех планет солнечной системы. Возможна ли при таких исключительных условиях жизнь на этой планете? Жизнь таких же людей, как мы, конечно, невозможна. Правда, некоторые астрономы допускают существование на Меркурии густой атмосферы. Может быть и так, — мы не знаем этого достоверно, во всяком случай, если эта планета не вращается вокруг оси, то жители её имеют условия, о коих нам трудно составить понятие. Наша кровь — у них испарилась бы, наши мускулы — обуглились бы. Вот где нужны стальные нервы и медные мускулы — на Меркурий. Глаза обитателей Меркурия должны быть совершенно особого устройства, так как необычайно яркое сияние солнечных лучей было бы невыносимо для наших глаз. На Меркурии мы очень скоро совершенно ослепли бы.

     При этих условиях нам трудно представить себя, какие живые существа могут там жить, и еще менее возможно сделать какое-либо представление об их организации.

Юпитер и Сатурн

    Крупнейшая планета солнечной системы — Юпитер. Диаметр Юпитера — 140 тысяч километров, то есть в 11 раз больше земного. Масса планеты в 318 раз больше массы Земли. Несмотря на колоссальные размеры, планета вращается вокруг своей оси сравнительно быстро, совершая полный оборот всего за 10 земных часов, причем скорость вращения на экваторе достигает 12 км/сек. На Юпитере есть атмосфера, в составе которой преобладают соединения  водорода, аммиака, метана и свободный водород. Скорость вращения планеты вызывает мощные вихри в ее атмосфере. Температура на поверхности планеты составляет минус 140 градусов.

     Что касается жизни на Юпитере, то вероятность ее столь мала, что, пожалуй, серьезных на это надежд питать не приходится, хотя и возможны формы жизни, совершенно отличные от земных.

      Подобным образом обстоит дело и с Сатурном, который находится от Солнца еще дальше Юпитера (в 1,8 раз дальше).

   В атмосфере Сатурна также есть аммиак и метан. Диаметр этой планеты составляет 115 тысяч километров, средняя плотность — 0,71 г/см3, то есть меньше плотности воды. Температура наружного слоя атмосферы — 153 градуса.

Уран, Нептун, Плутон

     Атмосфера этих планет состоит главным образом из аммиака и метана, и температура на них еще ниже, чем на Сатурне и Юпитере, в среднем минус 200 градусов по Цельсию. Таким образом, и в этом случае говорить о возможности жизни на этих планетах не приходится.

Планеты других звезд пригодные для жизни

Планета Gliese 581 d

     Эта удивительная планета находится в планетарной системе Gliese 581 созвездия Весы, что в 20 световых лет от нашей Земли. Это очень большая планета, в 2 раза больше Земли. Звезда Gliese, которая является солнцем для планеты несколько тусклая, потому что является красным карликом, но за счет близкого расположения планеты к своему солнцу на ней температура чуть выше 0 °C, на планете царит полумрак, а в небе мерцает огромный красный шар.

Планета HD 85512 b

     Эта планета, на которой уже может быть жизнь. Ведь температура на поверхности составляет около 25 °C при том, что звезда слабее нашего Солнца в 8 раз, но планета находится к ней гораздо ближе. Находится планета в созвездии Парус в 36 световых лет от нас.

Планета Kepler 22b

     Очень далекая от нас планета на расстоянии в 620 световых лет. Температура на планете вполне соответствует средней температуре на курортах в Греции, вот только по структуре она скорее больше напоминает Нептун, состоит в основном из огромного океана, поэтому если и есть жизнь, то в водных условиях. Так что подстраиваться придется к жизни на плаву.

Планета Gliese 667cc

    Вторая планета в системе красного карлика звезды Gliese. Согласно предварительным расчетам температура на планете может быть либо -27 °C, а если атмосфера окажется по структуре, как земная, то температура будет уже +27 °C, и та и другая температура поверхности уже приемлема для жизни на другой от Земли планете.

Планета Gliese 581g

     У этой планеты в той же планетарной системе Gliese 581 высокая вероятность наличия и атмосферы и воды, а ландшафт может представлять собой скалы, горы и равнины. Интересная особенность этой планеты – она всегда обращена к своей звезде одной стороной, то есть на ней нет смены дня и ночи. На дневной стороне температура довольно жаркая, как в пустыне Сахара на Земле (+71 °C), а на ночной холодно, но терпимо, как русской зимой в Сибири (-34 °C)

Планета Gliese 163c

     Это очень теплая, даже скорее жаркая планета, где температура +70 °C, что ставит под сомнение растительность на поверхности, но и при таких температурах на планете может быть жизнь организмов. И человек может адаптироваться при помощи специальных солнцезащитных систем и понижающих температуру в закрытых помещениях к жизни на данной планете.

Планета HD 40307 g

     Планета у звезды HD 40307 в созвездии Живописца, которая в планетарной системе шестая по счету и терпимая к жизненным условиям на поверхности. Год на планете меньше, чем на Земле – 200 суток и на ней возможно наличие воды.

Заключение

     Поиск новых доказательств, существования внеземных цивилизаций по-прежнему представляет огромный интерес для современной науки. В научной среде не стихают споры о реальности внеземных цивилизаций, но лишь дальнейшие наблюдения и эксперименты позволят выяснить, существуют ли где-нибудь обитаемые миры или мы одиноки, по крайней мере, в пределах нашей Галактики.

    На мой взгляд, вероятность обнаружить живые организмы в нашей галактике – довольно высока, эта вероятность существует даже в нашей Солнечной системе, т.к. там ученые находят органические молекулы, сырье необходимое для существования жизни и те же самые природные силы, что создали жизнь на Земле действуют и  во всей нашей Галактике. На данный момент мы владеем технологиями  и знаниями для того чтобы узнать ответ на вопрос: «Одиноки ли, мы во Вселенной?»

    То, что в Солнечной системе нет разумной жизни, кроме как на Земле, это точно, многие факты подтверждают это. Что же касается жизни ранней, примитивной, я думаю, есть  места, где наличие такой жизни можно было бы проверить.

Литература

1. Левитан Е.П. «Астрономия», 11 класс, 1994 г.
2. Голдсмит Д. «Поиски жизни во Вселенной»
3. http://www.gazya.ru/nuda/vozmojna-li-jizne-cheloveka-na-drugih-planetah/main.html
4. http://spacegid.com/est-li-zhizn-na-drugih-planetah.html#ixzz51YDdTnfu
5. http://spacegid.com/est-li-zhizn-na-drugih-planetah.html
6. https://ru.exrus.eu/Yest-li-zhizn-na-Solntse-id53ea6b68ae2015ec31b419a5
7. http://mir-znaniy.com/unikalnaya-planeta-zemlya/
8. http://spacegid.com/est-li-zhizn-na-drugih-planetah.html#ixzz51XUbfx4T