Подача воздуха: термин «кислородное узкое место», придуманный астрофизиками Адамом Франком и Амедео Бальби, описывает критический порог, который отделяет миры, способные способствовать развитию технологических цивилизаций, от тех, которые этого не достигают. «Без готового источника огня вы никогда не сможете разработать более высокие технологии», — говорит Фрэнк. Фото: иллюстрация Рочестерского университета / Майкл Осадчив.
В стремлении понять потенциал жизни за пределами Земли исследователи расширяют свои поиски, включив в них не только биологические маркеры, но и технологические. Хотя астробиологи уже давно признали важность кислорода для жизни, какой мы ее знаем, кислород также может стать ключом к открытию передовых технологий в планетарном масштабе.
В новой перспективе, опубликованной в журнале Nature Astronomy, Адам Франк, профессор физики и астрономии Хелен Ф. и Фреда Х. Гауэнов Рочестерского университета и автор «Маленькой книги пришельцев» (Харпер, 2023), и Амедео Бальби: Доцент кафедры астрономии и астрофизики Университета Рима Тор Вергата, Италия, обрисовывает связь между атмосферным кислородом и потенциальным ростом передовых технологий на далеких планетах.
«Мы готовы найти признаки жизни в инопланетных мирах», — говорит Фрэнк. «Но как условия на планете говорят нам о возможностях разумной, производящей технологии жизни?»
«В нашей статье мы исследуем, будет ли какая-либо атмосфера совместима с присутствием передовых технологий», — говорит Бальби. «Мы обнаружили, что атмосферные требования могут быть весьма строгими».
Зажигание космических техносфер
Франк и Бальби утверждают, что, помимо необходимости в дыхании и обмене веществ у многоклеточных организмов, кислород имеет решающее значение для развития огня, а огонь является отличительной чертой технологической цивилизации. Они углубляются в концепцию «техносферы», обширных сфер передовых технологий, которые излучают контрольные признаки, называемые «техносигнатурами», внеземного разума.
На Земле развитие технологий потребовало легкого доступа к горению на открытом воздухе — процессу, лежащему в основе огня, при котором что-то сгорает путем объединения топлива и окислителя, обычно кислорода. Будь то приготовление пищи, ковка металлов для конструкций, изготовление материалов для дома или использование энергии посредством сжигания топлива, сжигание было движущей силой индустриальных обществ.
Просматривая историю Земли, исследователи обнаружили, что контролируемое использование огня и последующие металлургические достижения были возможны только тогда, когда уровень кислорода в атмосфере достигал или превышал 18 процентов. Это означает, что только планеты со значительной концентрацией кислорода будут способны развивать развитые техносферы и, следовательно, оставлять обнаруживаемые техносигнатуры.
Кислородное узкое место
Уровни кислорода, необходимые для биологического поддержания сложной жизни и интеллекта, не так высоки, как уровни, необходимые для технологии, поэтому, хотя вид может появиться в мире без кислорода, он не сможет стать технологическим видом, согласно мнению исследователям.
«Возможно, вы сможете получить биологию — возможно, вы даже сможете получить разумные существа — в мире, где нет кислорода», — говорит Фрэнк, — «но без готового источника огня вы никогда не достигнете более высокого уровня развития». технологии, потому что более высокие технологии требуют топлива и плавки».
Введите «кислородное узкое место» — термин, придуманный исследователями для описания критического порога, который отделяет миры, способные способствовать развитию технологических цивилизаций, от тех, которые этого не достигают. То есть уровень кислорода является узким местом, препятствующим появлению передовых технологий.
«Наличие высокого содержания кислорода в атмосфере похоже на узкое место, которое вам нужно преодолеть, чтобы создать технологический вид», — говорит Фрэнк. «Все остальное может работать, но если в атмосфере нет кислорода, у вас не будет технологического вида».
Нацеливание на внеземные горячие точки
Исследование, которое затрагивает ранее неизученный аспект космических поисков разумной жизни, подчеркивает необходимость отдавать приоритет планетам с высоким уровнем кислорода при поиске внеземных техносигнатур.
«Нацеливание на планеты с высоким уровнем кислорода должно быть приоритетным, потому что присутствие или отсутствие высокого уровня кислорода в атмосферах экзопланет может быть основным ключом к поиску потенциальных техносигнатур», — говорит Фрэнк.
«Последствия открытия разумной, технологичной жизни на другой планете будут огромными», — добавляет Бальби. «Поэтому нам нужно быть чрезвычайно осторожными в интерпретации возможных обнаружений. Наше исследование предполагает, что мы должны скептически относиться к потенциальным техносигнатурам планеты с недостаточным количеством атмосферного кислорода».
Информация от: Рочестерским университетом
