Много се радвам, че съм тук. Радвам се, че вие сте тук, понеже иначе щеше да е малко странно. Радвам се, че всички сме тук. И като казвам "тук", нямам предвид тук. Или тук. А тук. Имам предвид Земята. И като казвам "ние", нямам предвид нас в тази зала, а живота, всеки живот на Земята
I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
(Смях)
(Laughter)
от сложния до едноклетъчния, от мухъла до гъбите, до летящите мечки.
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
(Смях)
(Laughter)
Интересното нещо е, че Земята е единственото място, на което знаем, че има живот, 8,7 милиона вида. Търсили сме другаде, може би не така усърдно, както трябва или можем, но сме търсили и не сме открили. Земята е единственото познато ни място с живот. Изключителна ли е Земята? Това е въпрос, чийто отговор искам да узная откакто бях малък и подозирам, че 80% от хората в тази зала са мислели същото и също искат да научат отговора. За да разберем дали има други планети, в нашата Слънчева система или отвъд нея, където е възможно да има живот, първата стъпка е да разберем какво изисква животът тук.
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
Оказва се, че за съществуването на всички тези 8,7 милиона вида са необходими само три неща. От една страна, всеки живот на Земята се нуждае от енергия. Сложни организми като нашите извличат енергия от слънцето, но животът дълбоко под земята може да приема енергия от източници като химически реакции. Има редица различни енергийни източници, достъпни на всички планети. От друга страна, всеки организъм се нуждае от храна и прехрана. И това изглежда огромно изискване, особено ако искате сочен домат.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
(Смях)
(Laughter)
Обаче всички организми на Земята извличат енергия от едва шест химически елемента и тези елементи могат да бъдат открити на всяка планета в нашата Слънчева система. Което прави нещото по средата най-трудно достижимото, нещото най-трудно за постигане. Не лосът, а водата.
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
(Смях)
(Laughter)
Макар че лосът също си го бива.
Although moose would be pretty cool.
(Смях)
(Laughter)
И не замръзнала вода, и не вода в газообразно състояние, а течаща вода. От това има нужда животът, за да оцелее, всеки живот. И много от телата в Слънчевата система нямат течаща вода, затова не търсим там. Други тела от Слънчевата система може да имат течаща вода в изобилие, дори повече от Земята, но тя е затворена под ледена шапка, което я прави трудно достъпна, трудно е дори да се установи дали там има някакъв живот.
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
Което ни оставя няколко небесни тела, върху които да се спрем. Така че нека улесним този въпрос за себе си. Нека помислим само за течащата вода на повърхността на една планета. Има само три тела в Слънчевата ни система, за които да мислим във връзка с течаща вода на повърхността им и по отношение на отдалеченост от Слънцето, те са: Венера, Земята и Марс. Необходимо е да съществува атмосфера, така че водата да е течаща. Трябва много да внимавате с атмосферата. Тя не може да е твърде много, твърде гъста или твърде топла, понеже това ще превърне планетата в твърде горещата Венера и там няма да има течаща вода. Но ако има твърде малко атмосфера и тя е твърде фина и твърде студена, планетата ще е като Марс, твърде студена. И ето че Венера е твърде гореща, Марс твърде студен, а Земята е златната среда. Ако разгледате снимките зад мен, веднага ще забележите къде животът може да оцелее в нашата Слънчева система. Като в приказката за Златокоска, където проблемът е така прост, че дори дете ще го разбере.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
И все пак искам да ви напомня две неща от приказката, върху които може би не се замисляме така често, но които смятам, че имат отношение в случая. Първо: ако купичката на Мама Мечка е твърде студена, когато Златокоска влиза в стаята, това значи ли, че винаги е била твърде студена? Или може би е била съвсем добра по друго време? Моментът на влизане на Златокоска в стаята определя отговора, който приказката ни дава. Същото важи и за планетите. Те не са статични. Те се изменят. Променят се. Развиват се. Същото е с атмосферите. Ще ви дам пример.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Това е една от любимите ми снимки на Марс. Не е снимката с най-добра резолюция, не е най-секси снимката, не е най-новата снимка, но е снимка, показваща речни корита, прорязващи повърхността на планетата; речни корита, издълбани от течаща вода; речни корита, за чието формиране трябват стотици, хиляди, десетки хиляди години. Това няма как да се случи на Марс днес. Днес атмосферата на Марс е твърде фина и студена, за да може водата да бъде в устойчиво течно състояние. Тази снимка ви показва, че атмосферата на Марс се е променила и се е променила драстично. Променила се е от състояние, което бихме определили като обитаемо, понеже трите изисквания за съществуване на живот са били на лице преди много време. Къде е отишла тази атмосфера, която е позволявала на водата да бъде течна на повърхността?
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
Едно от предположенията е, че е изтекла в космоса. Атмосферните частици сдобили достатъчно енергия, за да се отделят от гравитацията на планетата, изтекли в космоса, така че никога да не се завърнат. Това се случва с всички небесни тела с атмосфера. Кометите имат опашки, които са изумително ярко напомняне за изтичане на атмосфера. Но Венера също има атмосфера, която изтича с времето, същото е с Марс и Земята. Това е въпрос на степен и мащаб. Бихме искали да определим каква част е изтекла с времето, така че да можем да обясним този преход.
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Как атмосферите се сдобиват с енергия, така че да изтекат? Как частиците приемат енергия, за да избягат? Два са начините, ако леко опростим нещата. Първо, слънчева светлина. Излъчвана от слънцето светлина може да се приема от атмосферни частици и да ги затопля. Да, аз танцувам, но те
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
(Смях)
(Laughter)
Боже мой, не дори и на сватбата ми.
Oh my God, not even at my wedding.
(Смях)
(Laughter)
Те получават достатъчно енергия, за да избягат и да излязат извън гравитацията на планетата едва чрез затопляне. Вторият начин за приемане на енергия е чрез слънчевия вятър. Той представлява частици, маса, материал, изхвърлени от слънчевата повърхност и те прелитат с писък през Слънчевата система, със скорост 400 км в секунда, понякога и по-бързо, по време на слънчеви бури, и те прелитат през междупланетното пространство по посока на планети и техните атмосфери и могат да доставят енергия на атмосферни частици, които също да избягат.
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Това е нещо, което ме интересува, понеже има връзка с обитаемостта. Споменах, че има две неща в историята за Златокоска, на които искам да ви обърна внимание и да ви напомня и вторият пункт е малко по-щекотлив. Ако купичката на Татко Мечок е твърде гореща, а тази на Мама Мечка - твърде студена, не би ли следвало, логически, купичката на Бебето Мече да е още по-студена? Това нещо, което сте приемали за факт цял живот, може да се окаже по-сложно, ако се замислите малко повече. И разбира се, разстоянието от една планета до Слънцето определя температурата й. Това трябва да има връзка с обитаемостта. Но може би има други неща, върху които трябва да се замислим. Може би самите купички помагат за определяне на изхода от историята, което е в реда на нещата.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
Мога да ви говоря много за различните характеристики на тези три планети, които може би влияят върху обитаемостта, но поради егоистични причини, свързани с изследването ми и поради факта, че аз стоя тук с дистанционното, а не вие,
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
(Смях)
(Laughter)
бих искал да поговоря само минута-две за магнитните полета. Земята има такова поле; Венера и Марс нямат. Магнитните полета се образуват във вътрешността на планетата чрез кипящ течен материал, предаван по електронен път, който създава това прадавно обширно магнитно поле около Земята. Ако имате компас, знаете накъде е Север. На Венера и Марс това го няма. Ако имате компас на Венера или Марс, честито, изгубили сте се.
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
(Смях)
(Laughter)
Това влияе ли върху обитаемостта? Ами как би могло? Много учени смятат, че магнитното поле на една планета служи като щит за атмосферата, отклонявайки слънчевите вятърни частици около планетата, малко като при ефекта на силовото поле и има връзка с електрическия заряд на тези частици. На мен ми харесва да мисля за него като за предпазния капак на салатния бар.
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
(Смях)
(Laughter)
И да, колегите ми, които ще гледат това по-късно, ще осъзнаят, че това е първият случай в историята на общността ни, когато слънчевият вятър е бил сведен до слуз.
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
(Смях)
(Laughter)
Добре, от това следва, че Земята може би е била предпазвана милиарди години, понеже разполагаме с магнитно поле. Атмосферата не е можела да изтече. Марс, от друга страна, е бил незащитен поради липсата на магнитно поле и в течение на милиарди години може би е изтекла толкова енергия, достатъчна за превръщането на една обитаема планета в планетата, позната ни днес.
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
Други учени смятат, че магнитните полета може би са по-скоро като платната на кораб, спомагащи планетата да си взаимодейства с повече енергия от слънчевия вятър, отколкото би било възможно за нея, ако би била сама по себе си. Платната може би събират енергия от слънчевия вятър. Магнитното поле може би събира енергия от слънчевия вятър, което позволява изтичането на още повече атмосфера. Тази идея подлежи на тестване, но резултатът и начинът, по който работи, изглеждат очевидни. Така е, понеже знаем, че енергия от слънчевия вятър се отлага в нашата атмосфера, тук на Земята. Тази енергия е насочвана заедно с линиите на магнитни полета надолу към полюсите, което води до невероятно красиви сияния. Ако някога сте ги виждали, то знаете, че са великолепни. Знаем, че енергията се приема. Опитваме се да изчислим колко частици излизат и дали магнитното поле влияе върху този процес по някакъв начин.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Ето че поставих пред вас проблем, на който все още нямам решение. Ние нямаме решение. Обаче работим върху него. Как работим върху него? Изпратили сме космически кораби до трите планети. Някои от тях са там в момента, включително космическия кораб МАВЕН, който обикаля около Марс, с чийто проект съм свързан и който се провежда тук, от Университета в Колорадо. Създаден е за измерване на изтичане на атмосфера. Имаме сходни изчисления относно Венера и Земята. Щом съберем всички изчисления, можем да ги обединим и можем да разберем по какъв начин трите планети си взаимодействат със средата, в която са, със заобикалящото ги. И тогава можем да определим дали магнитните полета са важни за обитаемостта или не.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Щом имаме отговора, какво да ви е грижа? Искам да кажа, мен ме е грижа... Грижа ме е и финансово, но дълбоко.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
(Смях)
(Laughter)
Отговор на този въпрос преди всичко ще ни научи повече за тези три планети, Венера, Земята и Марс, не само за това как си взаимодействат със своята среда днес, но как е било преди милиарди години, дали са били обитаеми преди време или не. Ще ни даде познание за атмосфери, които ни заобикалят и са наблизо. Но още повече, това, което ще научим от тези планети, може да бъде приложено за атмосферите където и да е, включително на планети, които сега наблюдаваме около други звезди. Например телескопът Кеплер, конструиран и управляван оттук, от Боулдър, който в продължение на няколко години наблюдава небесен отрязък с размера на пощенска марка и е открил хиляди планети в небесен отрязък, голям колкото пощенска марка, за който не смятаме, че се различава от който и да е друг небесен къс.
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
За 20 години сме стигнали от това да не знаем нищо за планетите отвъд нашата Слънчева система до това да знаем толкова много, че да не знаем откъде да започнем да изследваме. Всяка помощ е добре дошла. Всъщност, на базата на наблюдения, направени от Кеплер и други сходни наблюдения, днес считаме, че от 200 милиарда звезди отделно в Млечния път средно на всяка звезда се пада поне по една планета. В допълнение към това, съществуват изчисления според които има някъде между 40 и 100 милиарда планети, които бихме определили като обитаеми, в нашата галактика отделно.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
Имаме наблюдения върху тези планети, само че все още не знаем кои са обитаеми. Нещо като това да си в клопката на един червен пункт
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
(Смях)
(Laughter)
на сцена и да знаеш, че някъде там отвъд съществуват други светове и отчаяно искаш да научиш повече за тях, искаш да ги разпиташ и да откриеш дали може би един или два от тях не са поне донякъде като теб. Не можеш да направиш това. Не можеш да отидеш там, все още. Затова трябва да си служиш с уредите, които си създал около себе си за Венера, Земята и Марс и трябва да ги използваш в тези други ситуации и да се надяваш, че изводите ти са логични и че ще съумееш да определиш най-добрите кандидати за обитаеми планети, както и тези, които не са.
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
На последно място, поне засега, това е нашият червен пункт, точно тук. Това е единствената планета, за която знаем, че е обитаема, макар че може би съвсем скоро ще знаем много повече от това. Но засега това е единствената планета с живот и това е нашият червен пункт. Наистина се радвам, че сме тук.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Благодаря ви.
Thanks.
(Аплодисменти)
(Applause)