Цивилизация
Суперземли — класс планет, по массе более тяжелых, чем Земля, но значительно более легких, чем газовые гиганты. По мнению некоторых ученых, именно такие планеты, в последние годы открываемые у других звезд,
могут служить наиболее вероятными кандидатами на то, чтобы на них зародилась и существовала жизнь.
Эти планеты примерно в 5-10 раз тяжелее Земли, при этом термин «суперземля» описывает исключительно массу планеты, а не ее близость к звезде или другие параметры.
Учитывая интерес современной астрономии к вопросу существования жизни за пределами Солнечной системы, ученые не редко пытаются обсуждать различные вопросы, актуальные в том случае, если инопланетяне действительно существуют. Так, недавно ученые под руководством психолога Майкла Варнума из Аризонского университета заявили, что большинство землян отнесется к открытию внеземной жизни скорее с радостью, чем с испугом. А известный физик и популяризатор науки Митио Каку заявил, что земляне наладят контакт с другой цивилизацией уже в этом столетии, не уточнив, правда, на чем основана его уверенность.
Теперь же исследователь Михаэль Хиппке из Зонненбергской обсерватории (Германия) в своей статье решил обратиться к проблемам самих обитателей других миров. По его мнению, высокоразвитые цивилизации, если такие и существуют на планетах-суперзмелях,
могут фактически быть заперты на своих планетах из-за их сильной гравитации.
Связано это с физическими законами, которые ограничивают космические полеты вблизи тел с большой массой. «На более массивных планетах стоимость космических полетов растет экспоненциально, — считает Хиппке. — У этих цивилизаций нет спутникового ТВ, космических миссий и телескопа Hubble».
Среди открытых у других звезд суперземель есть и такие, что находятся в так называемых зонах обитаемости, где тепло от звезды позволяет воде находиться в жидком состоянии. Они-то, по мнению ученых, и могут наилучшим образом подходить для жизни. Некоторые работы показали, что такие планеты могут не просто подходить для жизни,
но и быть более благоприятными в этом отношении, чем наша Земля, то есть быть «суперобитаемыми».
Так, большая масса означает более толстую атмосферу, которая эфективно защищает все живое на планете от губительных космических лучей.
На таких планетах теоретически могла бы возникнуть развитая цивилизация, которая на определенном этапе стала бы задумываться о космических полетах. Насколько такие полеты были бы реальны, и решил выяснить Хиппке на примере абстрактной планеты, которая на 70% больше Земли и в десять раз тяжелее (к таким относится, например, известная экзопланета Kepler-20b).
Расчеты, которые, впрочем, мог бы сделать и ученик 11 класса, показывают, что вторая космическая скорость для такой планеты, необходимая для покидания ее пределов, превышает земную в 2,4 раза. А для запуска космической миссии, аналогичной «Аполлону», жителям суперземель
потребовалась бы ракета массой порядка 440 тыс. тонн, что на порядок больше массы пирамиды Гиза в Египте.
Большая часть этой массы — топливо, которое потребовалось бы для преодоления сильного гравитационного притяжения. «Удивительно, что люди живут на планете, которая еще относительно легкая для космической деятельности, — пояснил Хиппке. — Другим цивилизациям, если они существует, могло повезти меньше».
Запуск в космос телескопа размером с будущий телескоп Джеймса Вебба ракетой типа Falcon Heavy Илона Маска на такой планете потребовал бы затрат 55 тыс. тонн ракетного топлива, рассчитал Хиппке.
«Маловероятно, что цивилизации суперземель исследуют звезды, — считает Хиппке, — вместо этого они, скорее всего, заперты на своих родительских планетах и, к примеру, больше используют лазеры и радиотелескопы для межзвездной связи вместо отправки космических кораблей».
К аналогичным выводам пришел и автор другой статьи, известный известный в астрономических кругах гарвардский ученый Абрахам Леб.
Леб известен своими катастрофическими прогнозами относительно будущего Земли.
В мае прошлого года Леб с двумя другими астрофизиками раскритиковали инфляционную модель вселенной — популярную сегодня теорию, описывающую физическое состояние и расширение Вселенной на ранней стадии Большого взрыва.
А уже летом в другой своей работе Леб с соавторами предсказал, что в результате всех возможных космических катаклизмов, которым может подвергнуться в будущем Земля, выживут только тихоходки.
В своей новой работе он также назвал маловероятным для инопланетян возможность покинуть планету вроде недавно открытой Proxima b с помощью земных ракетных технологий. Точнее – сложно не столько покинуть саму планету, сколько звезду, вокруг которой она вращается.
«Химические реакции требуют затрат топлива, которые экспоненциально растут с конечной скоростью. По счастливому совпадению отлетная скорость с орбиты Земли вокруг Солнца лежит на границе досягаемости химических ракет, — пояснил Леб. — Однако зоны обитаемости вокруг более слабых звезд находятся ближе, что делает более трудным покидание гравитационной ловушки с помощью химических ракет».
По его расчетам скорость покидания звезды Proxima Centauri на орбите планеты Proxima b в полтора раза выше соответствующей скорости на Земле. «Цивилизация на Proxima b было бы трудно покинуть свои пределы в межзвездное пространство при помощи химических ракет», — пояснил Леб.
Впрочем, все эти расчеты справедливы для предположения, что цивилизации на таких других планетах попытаются использовать для космических полетов ракетную технику, аналогичную земной,
что в общем, ниоткуда не следует.
Современная космонавтика основана на двигателях на углеводородном топливе, которые используются уже более полувека. При их использовании для покидания Земли ракета сжигает до 95% своей массы, которая заключается в топливе.
Однако для путешествий по космосу могут использоваться и другие принципы, использующие ядерные установки, солнечные паруса, реактивные двигатели на ионной тяге и другие способы перемещения.