Секрет придатних для життя планет ховається у смерті: що кажуть учені

Згідно з дослідженням, опублікованим у виданні Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, окрім води, їжі та тепла для існування життя на планетах необхідна ентропія. Вона відіграє важливу роль у визначенні того, чи зможе дана планета підтримувати і розвивати складне життя. У новій науковій роботі йдеться про так зване виробництво планетарної ентропії або ППЕ, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Будь-якому придатному для життя світу потрібна біосфера, в якій живуть істоти. Усе життя росте і розширюється, використовуючи доступні водні, теплові та харчові ресурси. Як виявилося, ентропія діє всередині біосфери. І для цього потрібен відносно високий рівень ППЕ.

Це підвищує ймовірність наявності складних живих систем на планеті, а отже, такий світ може стати чудовою ціллю для пошуків позаземного життя на ньому. Згідно з дослідженням, не має значення, яка хімічна основа цього життя: вуглець, кремній або якийсь інший елемент. Важливим є те, як життя стає дедалі складнішим.

Що таке ентропія?

Ентропія — це термодинамічна величина, що відображає недоступність теплової енергії системи для перетворення в механічну роботу. Другий закон термодинаміки вимагає, щоб Всесвіт рухався в напрямку збільшення ентропії. Ентропію можна вважати мірою випадковості або безладу в системі.

Упорядкована система має достатню кількість енергії, щоб робити те, що їй потрібно. Якщо вона виробляє або отримує більше енергії, то це виражається у вищому рівні ентропії.

Живі істоти являють собою впорядковану систему, яка потребує постійного надходження енергії для підтримання стану низької ентропії. Живі істоти продукують відходи та побічні продукти і втрачають енергію в процесі життєдіяльності. Що більше енергії надходить у систему і що більше вона її втрачає, то менш упорядкованими і більш випадковими стають процеси в системі. Тобто рівень ентропії зростає.

За словами вчених, масштаб виробництва ентропії пропорційний здатності таких систем розсіювати вільну енергію і, таким чином, жити, розвиватися і ставати складнішими. Як правило, для виникнення складних структур, що самоорганізуються, необхідно перевищити певний поріг виробництва ентропії. Таким чином, виробництво ентропії можна розглядати як термодинамічну рушійну силу, що стимулює виникнення та еволюцію життя на планеті.

Учені вважають, що найбільш придатними для життя будуть ті планети, де життя може створювати найбільшу ентропію. Що складніші форми життя, то більше ентропії вони продукують і то вище значення ППЕ вони підтримують. У цьому випадку різні світи матимуть більший або менший енергетичний потенціал. Виходячи з цього можна передбачити, які з них будуть придатні для життя.

Застосування ППЕ до пошуку позаземного життя

Для того, щоб виникало життя на планеті, цей світ має перебувати в зоні населеності своєї зірки. У цьому разі є всі умови для існування води в рідкому вигляді на планеті. Також має значення, в якій частині зони населеності розташована планета. Вона має розташовуватися не дуже близько до зірки і не дуже далеко.

Вчені вважають, що і ППЕ, і доступна вільна енергія для планет земного типу збільшуються зі зростанням температури зірки. Виходячи з цього вчені запропонували свої варіанти потенційно населених світів. За словами авторів дослідження, тільки планети земного типу, які перебувають у зоні населеності зірок спектрального класу G і F, можуть мати значення ППЕ вище, ніж на Землі. Це означає, що на них, найімовірніше, буде існувати життя. Поряд з іншими факторами, виробництво ентропії, мабуть, є гарним індикатором того, чи може цей світ бути населеним і наскільки складним є це життя.

Як уже писав Фокус, виявлено дивні особливості "зникнення" гарячих Юпітерів і цьому поки немає пояснення.