Секрет пригодных для жизни планет скрывается в смерти: что говорят ученые

Согласно исследованию, опубликованному в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, кроме воды, пищи и тепла для существования жизни на планетах необходима энтропия. Она играет важную роль определении того, сможет ли данная планета поддерживать и развивать сложную жизнь. В новой научной работе говорится о так называемом производстве планетарной энтропии или ППЭ, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Любому пригодному для жизни миру нужна биосфера, в которой живут существа. Вся жизнь растет и расширяется, используя доступные водные, тепловые и пищевые ресурсы. Как оказалось, энтропия действует внутри биосферы. И для этого требуется относительно высокий уровень ППЭ.

Это повышает вероятность наличия сложных живых систем на планете и таким образом такой мир может стать отличной целью для поисков внеземной жизни на нем. Согласно исследованию, не имеет значения, какова химическая основа этой жизни: углерод, кремний или какой-то другой элемент. Важно то, как жизнь становится все более сложной.

Что такое энтропия?

Энтропия – это термодинамическая величина, отражающая недоступность тепловой энергии системы для преобразования в механическую работу. Второй закон термодинамики требует, чтобы Вселенная двигалась в направлении увеличения энтропии. Энтропию можно считать мерой случайностей или беспорядка в системе.

Упорядоченная система обладает достаточным количеством энергии, чтобы делать то, что ей нужно. Если она производит или получает больше энергии, то это выражается в более высоком уровне энтропии.

Живые существа представляют собой упорядоченную систему, которая требует постоянного поступления энергии для поддержания состояния низкой энтропии. Живые существа производят отходы и побочные продукты и теряют энергию в процессе жизнедеятельности. Чем больше энергии поступает в систему и чем больше она ее теряет, тем менее упорядоченными и более случайными становятся процессы в системе. То есть уровень энтропии возрастает.

По словам ученых, масштаб производства энтропии пропорционален способности таких систем рассеивать свободную энергию и, таким образом, жить, развиваться и становиться сложнее. Как правило, для возникновения сложных самоорганизующихся структур необходимо превысить определенный порог производства энтропии. Таким образом, производство энтропии можно рассматривать как термодинамическую движущую силу, которая стимулирует возникновение и эволюцию жизни на планете.

Ученые считают, что наиболее пригодными для жизни будут те планеты, где жизнь может создавать наибольшую энтропию. Чем сложнее формы жизни, тем больше энтропии они производят и тем более высокое значение ППЭ они поддерживают. В этом случае разны миры будут иметь больший или меньший энергетический потенциал. Исходя из этого можно предсказать какие из них будут пригодны для жизни.

Применение ППЭ к поиску внеземной жизни

Для того, чтобы возникала жизнь на планете, этот мир должен находится в зоне обитаемости своей звезды. В этом случае есть все условия для существования воды в жидком виде на планете.Также имеет значение в какой части зоны обитаемости находится планета. Она должна располагаться не очень близко к звезде и не очень далеко.

Ученые считают, что и ППЭ и доступная свободная энергия для планет земного типа увеличиваются с ростом температуры звезды. Исходя из этого ученые предложили свои варианты потенциально обитаемых миров. По словам авторов исследования, только планеты земного типа, которые находятся в зоне обитаемости звезд спектрального класса G и F могут иметь значение ППЭ выше, чем на Земле. Это означает, что на них, скорее всего, будет существовать жизнь.Наряду с другими факторами, производство энтропии, по-видимому, является хорошим индикатором того, может ли данный мир быть обитаемым и насколько сложной является эта жизнь.

Как уже писал Фокус, обнаружены странные особенности "исчезновения" горячих Юпитеров и этому пока нет объяснения.