Может ли жизнь существовать в условиях, которые кажутся нам абсолютно невозможными — например, в раскаленных недрах звезд? В новом выпуске программы «Journal Club» на канале PBS Space Time ведущий разбирает сенсационную научную гипотезу о существовании «ядерной жизни», основанной не на атомах, а на дефектах самой ткани пространства-времени.
🌌 Жизнь без углерода: за пределами биологии 0:00
Научная фантастика десятилетиями предлагала концепции альтернативных форм жизни: от разумного океана в «Солярисе» Станислава Лема до цивилизации на нейтронной звезде в «Яйце дракона» Роберта Форварда . Однако новая гипотеза, опубликованная физиками Луисом Анчордоки и Евгением Чудновским в журнале Letters in High Energy Physics, идет еще дальше . Они предполагают, что в сердцах звезд могут эволюционировать структуры, состоящие из космических струн и магнитных монополей .
Ведущий канала PBS Space Time отмечает, что ученые часто страдают «углеродным шовинизмом», считая химию углерода единственно возможной основой для сложности. Однако, по мнению авторов исследования, фундаментальные «изломы» Вселенной могут обеспечивать химическое разнообразие, необходимое для поддержания жизни, даже в отсутствие атомов .
🧶 Топологические дефекты: «ковры» и «кристаллы» пространства 1:33
Чтобы понять суть гипотезы, необходимо разобраться в понятии топологических дефектов. Ведущий приводит наглядную аналогию с меховым ковром:
- Если вы расчешете ворс в разные стороны на разных концах ковра, между ними неизбежно возникнет линия перехода — дефект, который нельзя убрать, не перечесав весь ковер целиком .
- Если закрутить ворс спиралью, в центре возникнет точка, где переход не будет плавным — «глаз» спирали .
Подобные дефекты возникают в кристаллах при переходе из жидкого состояния в твердое, а также, как полагают физики, могли возникнуть в квантовых полях вскоре после Большого взрыва . В процессе резкого падения температуры (спонтанного нарушения симметрии) силы природы разделялись, оставляя «шрамы» в ткани пространства .
Типы топологических дефектов:
- Магнитные монополи (0D): точечные дефекты, представляющие собой изолированные северные или южные полюса магнита .
- Космические струны (1D): невероятно тонкие нити энергии .
- Доменные стенки (2D): границы между областями Вселенной с разными свойствами вакуума .
🧬 Три условия для возникновения «ядерной жизни» 4:32
Анчордоки и Чудновский рассматривают возможность существования структур в виде «ожерелий» — цепочек монополей, нанизанных на космические струны . Для того чтобы считать такие структуры живыми, по мнению авторов, должны соблюдаться три условия:
1. Способность кодировать информацию
В ДНК используется четыре основания. В простых магнитных ожерельях возможны только чередующиеся полюса (север-юг), что не позволяет хранить данные . Однако в экзотических сценариях ранней Вселенной монополи могли распадаться на «семиполя» (semi-poles). По словам ведущего, существование четырех типов таких семиполей создает «алфавит», аналогичный генетическому коду .
2. Репликация быстрее распада
Информационные носители должны уметь копировать себя до того, как разрушатся. Ведущий поясняет, что космические струны могут захватываться звездами в процессе их формирования . Внутри звезд господствует турбулентность, потоки плазмы и магнитные поля, которые могут растягивать и разрывать «ожерелья». Авторы предполагают, что при взаимодействии с атомными ядрами звезд такие структуры могут катализировать создание своих копий, подобно РНК .
3. Источник свободной энергии
Жизнь нуждается в потоке энергии для поддержания порядка (низкой энтропии). Внутри звезды такой поток направлен от термоядерного ядра к поверхности . «Ядерная жизнь» могла бы использовать эту энергию, выступая в роли своеобразного «водяного колеса» в потоке тепла .
🔭 Как обнаружить «живые» звезды? 9:07
Если внутри звезды существует жизнь, она должна влиять на ее характеристики. По мнению ведущего, это могло бы проявляться следующим образом:
- Звезда может казаться холоднее, чем предсказывают модели, так как жизнь ускоряет рассеивание энергии .
- Ядерные реакции в ядре могут протекать быстрее обычного .
Ведущий подчеркивает, что в современных обзорах неба есть звезды, чье поведение не совсем соответствует моделям, но утвержать о наличии в них жизни пока преждевременно . Сначала необходимо подтвердить само существование космических струн и монополей. Сами авторы работы признают, что их сценарий маловероятен, но их цель — показать, что основы жизни могут быть гораздо разнообразнее углеродной химии .
⚖️ Красота математики vs Реальность 11:43
Во второй части видео ведущий отвечает на комментарии зрителей, затрагивая философский вопрос о «красоте» физических законов. Дискуссия разгорелась вокруг идей физика Сабины Хоссенфельдер и ее книги «Lost in Math», где она критикует современную науку за чрезмерную зависимость от математической элегантности .
Позиция ведущего канала PBS Space Time:
- Нельзя «выплескивать ребенка вместе с водой»: величайшие достижения XX века (Эйнштейна и Дирака) были вдохновлены интуитивным поиском изящных математических решений .
- Ошибкой является превращение красоты в самоцель, так как это субъективное понятие, лишь косвенно указывающее на фундаментальные свойства Вселенной .
- В качестве примера приводится модель Птолемея с эпициклами. С помощью бесконечного наслоения кругов можно описать любое движение (согласно теореме Фурье), но это не делает модель истинной .
- Бритва Оккама призывает «отсекать» лишние эпициклы в пользу более простых и глубоких объяснений .
