Спектры звезд так чувствительны-к малейшим нюансам, что десять основных классов пришлось разделить - каждый на десять подклассов, пронумерованных от 0 до 9, причем звезда класса F8 окажется ближе к классу GO, чем FI. Наше Солнце - весьма заурядная желтая звезда - в этой классификации значится как G2.
Изучение температуры звезд дает основание считать, что жизни на них не существует. По всей вероятности, не существует ее и в межзвездном пространстве. Правда, английский астроном Фред Хойл изобразил ее в фантастическом романе "Черное облако". Но трудно понять, как может зародиться жизнь в среде столь малой плотности - в царстве вакуума более полного, чем когда-либо удавалось получить в земных условиях. Известные астрономам "облака" состоят из невероятно разреженной материи. Говоря попросту, куб со
ной десять километров в космосе содержит столько же атомов, сколько один кубический сантиметр воздуха! В такой среде не может происходить никаких химических реакций: атомы там просто не встречаются друг с другом. Даже расхожий образ "ледяные пространства" в этой молекулярной пустыне не имеет смысла...
Впрочем, теперь известно, что в космическом пространстве существует немало молекул. Уже давно наблюдается и изучается радикал ОН. Позднее там открыли воду (Н^О), аммиак (NHg), а в 1969 году даже формальдегид (НСНО). С помощью 36-футового радиотелескопа на Китт Пик (Аризона) за десять дней наблюдений две группы американских ученых обнаружили шесть новых молекул. Сейчас в космосе найдено больше двадцати молекул, среди которых такие относительно сложные, как формамид HCONH.
Эти открытия не опровергают всего ранее сказанного - ведь плотность этих молекул по земным меркам все равно исключительно низка. Зато образование даже в вакууме таких молекул может служить убедительным доказательством того, что в более плотной среде - планетной атмосфере - возможен синтез органических молекул.
Очевидно, для возникновения жизни на звездах и в межзвездном пространстве должны присутствовать два основных условия, касающиеся плотности и температуры среды.
Первое условие: среда должна быть достаточно плотной (концентрированной); это ограничивает пределы поиска планетами и звездами. Второе: температура не должна быть ни слишком высокой, ни слишком низкой. При слишком высокой вещества не могут быть устойчивы это мы видели на примере звезд. А если слишком низкая? Тогда не идут никакие химические реакции. Ведь скорость
ции между двумя любыми веществами зависит от температуры, причем весьма сильно: скорость удваивается с повышением температуры на десять градусов. Низкие температуры не убивают живое вещество (наоборот, они используются, чтобы его сохранить), но приостанавливают жизнь. При абсолютном нуле (-273° С) все реакции останавливаются, хотя ни одна молекула не разрушается. Короче говоря, развитию жизни благоприятствуют только умеренные температуры.
Кроме того, для жизни необходим источник энергии. Как машина не может ехать без горючего, так и организм не может двигаться, расти и размножаться, не потребляя энергии. Но в космосе энергии очень мало. Она есть только вблизи звезд, которые друг от друга весьма отдалены: считается, что в нашей Галактике расстояние между самыми близкими звездами достигает нескольких световых лет.
Одним словом, проанализировав необходимые условия - плотность среды, температуру и энергию, - можно сделать вывод: поиски жизни надо сосредоточить на таких небесных телах, где плотность высока, температура умеренна и где получается энергия от одной из звезд. Нам известен лишь один тип таких тел: родственницы Земли - планеты различных систем.
ЖИЗНЬ И ХИМИЯ УГЛЕРОДА
Известные нам на Земле формы жизни весьма разнообразны: от бактерий одноклеточных организмов размером в один микрон - через растения к высшим животным, сложнейшее из которых - человек. Но в действительности все они состоят из одних и тех же клеток и химических веществ. Природа словно пользовалась небольшим числом заранее заготовленных кирпичиков, чтобы создать
множество конструкций: простых и сложных, прекрасных и безобразных.
Ее высшие создания - растения и животные - состоят из множества клеток, преимущественно специализирующихся на тех или иных определенных функциях. Одни клетки, к примеру, служат для пищеварения, другие - для размножения. Хотя они тесно связаны между собой, но настолько автономны, что можно выращивать культуры ткани, растить кусочки кожи и костей, отделенных от родного тела. Это поистине можно назвать "независимостью во взаимозависимости". Но природа породила и многочисленные низшие одноклеточные существа: микробы, амебы, бактерии, водоросли, грибки.
Все живые существа на Земле состоят из органических химических веществ, то есть веществ, содержащих углерод. Здесь необходимо сделать отступление,
...В конце XVIII в. Лавуазье и Бертолле выявили, что так называемые органические вещества непременно содержат углерод, как правило, кислород и азот, иногда серу, в то время как неорганические вещества гораздо более разнообразны по составу.
Химики не раз пытались создать органические вещества на основе неорганических, но тщетно. Этому словно сопротивлялось что-то непонятное, названное тогда "жизненной силой".
В 1828 году немецкий химик Фридрих Велер впервые осуществил органический синтез, получив мочевину. Это было сенсацией в мире химиков. Но лишь в конце века Марсель Бертло в работе "Органическая химия, основанная на синтезе" окончательно опроверг догму о "жизненой силе", осуществив полный синтез метана, метилового спирта, этилена, ацетилена, этилового спирта и бензола. Он утверждал, что ничто вг
может препятствовать синтезу любого органического вещества. Теперь известно, что синтез самых сложных органических веществ до сих пор не осуществлен только из-за технических сложностей, а не потому, что этому препятствует какое-то "витальное первоначало".
Органическая химия - это химия углерода, удивительного элемента, способного соединяться с четырьмя атомами других элементов и, в частности, образовывать длинные цепи атомов. Тлков, например, ряд, начинающийся с метана (бплотного газа), состоящего из одного атома углерода и четырех водорода (СН^), далее этан (два атома углерода и шесть водорода), пропан (3 атома углерода), бутан (4), октан (8) и т.д.
Некоторые из таких цепей чрезвычайно длин ны: они состоят из десятков тысяч атомов, обр^ - зуя естественные (например, хлопковые) или л,кусственные волокна.
Конечно, в состав живых организмов входят и другие, не углеродистые, вещества, например вода или фосфаты. Но лишь немногие из ш:х вполне необходимы для жизни, а без соединении углерода жизни не бывает. На Земле и, насколько мы знаем сейчас, вобще жизнь - это химия ' углерода. На этом основании мы с большой точно-; стью можем установить пределы температуры, при которых возможно существование жизни. :
При высоких температурах углеродистые co-j единения малоустойчивы. Все они разлагаются при^ 1000° С, лишь некоторые в течение короткого^ времени выдерживают температуру 800° С и несколько сот остаются стабильными при 500° С. Но, по-видимому, все молекулы, из которых состоит все живое на Земле, разлагаются уже при 100°. Всем известно, что вареное мясо не стано- j вится опять сырым и что болезнетворные мик-; робы уничтожаются стерилизацией в автоклаве. 1
Некоторые организмы выдерживают температуру до 70-80°, комары живут в исландских гейзерах при температуре +55°.
Напротив, при низких температурах проблемы стабильности не существует. Холод не убивает жизнь. Открытия, сделанные в этой области имеют такие важные для будущего следствия, что о них надо рассказать хотя бы для того, чтобы устранить распространенные заблуждения, касающиеся проблем сохранения жизни.