Энтропия может стать ключом к вопросу обитаемости планет — итальянский химик
В поисках потенциально обитаемых планет астрофизики обычно отталкиваются от трех параметров: температуры, химического состава и наличия воды. Но химик Луиджи Петракконе из Неаполитанского университета в Италии предложил ввести в исследования еще один показательный фактор — уровень энтропии. Возможно, именно этот параметр в будущих поисках станет по-настоящему ключевым.
Понятие энтропии происходит из термодинамики и, если не вдаваться в сложные построения, означает меру необратимого рассеяния энергии (или, как часто говорят в научно-популярных материалах, «меру хаоса»). Второе термодинамическое начало постулирует неизбежный рост энтропии в любой замкнутой системе, а значит, и во Вселенной, если ее можно считать таковой.
«Как правило, для возникновения сложных самоорганизующихся структур необходимо превысить определенный порог производства энтропии. Таким образом, производство энтропии можно рассматривать как термодинамический импульс, который управляет возникновением жизни и эволюцией», — акцентирует Петракконе.
Его идея заключается в том, чтобы ввести специальный параметр — «планетарное производство энтропии» (или ППЕ) — с целью помочь астрономам отличить планеты, благоприятные для жизни или даже разумной жизни. Чем сложнее и динамичнее окажутся формы жизни, тем больше энтропии они будут производить и тем более высокий уровень ППЕ они будут поддерживать. Но как его рассчитать?
В качестве примера Петракконе и его единомышленники привели фактор обитаемой зоны (или зоны Златовласки) вокруг звезды. Обычно ученые концентрируются на обитаемых планетах где-то в ее середине, но с точки зрения ППЕ выгоднее самый передний край (где вода должна почти кипеть) — ведь энергии, а значит, и возможностей для поддержания жизни, там больше.
В рамках данного подхода исследователям необходимо определить верхний предел значения ППЕ для планеты и соответствующую свободную энергию, которую она получает (в зависимости от температуры звезды и параметров орбиты). Земля, кстати, по этому параметру находится где-то вверху шкалы: потенциально выше только планеты земного типа в зонах обитаемости звезд классов G и F.
Если предположить, что значение ППЕ Земли является минимумом, необходимым для жизни, это позволит ученым рассчитать «энтропийную обитаемую зону», что резко сузило бы рамки поиска и помогло бы астрофизикам сконцентрировать усилия только на самых перспективных иных мирах. Учитывая скачкообразный рост открытий экзопланет, можно надеяться, что в не столь отдаленном будущем такие поиски увенчаются успехом.
