Astronómovia navrhujú zlyhanie nájsť cudzincov znamená, že sme v bezpečí vo vesmíre

Pred štyrmi miliardami rokov obiehalo slnko osem planét. Tam bol potenciál pre život na druhej, tretej a štvrtej najďalej od hviezdy, ale žiadny ešte neexistoval. Nadmerný skleníkový efekt na Venuši tento potenciál zničil. Na Marse, nízka gravitácia dovolila slnečnému vetra zotrieť atmosféru a zamrzla potenciál. Na Zemi kvitol život v oceánoch, množil sa a vyvíjal sa do takej miery, že tí, ktorí ho vlastnili, mohli premýšľať o svojom pôvode.

Ale prečo Zem? Trochu známa, ale prekvapivo silná teória naznačuje, že sme sami alebo takmer sami vo vesmíre - nie preto, že život je vzácny, ale preto, že súbežná evolúcia s planetárnymi silami je taká namáhavá, že väčšina života neprežije. Zástancovia tejto teórie, nazývanej Gaian Bottleneck, čerpajú zo staršej hypotézy Gaianovho sveta, ktorá naznačuje, že prítomnosť života mení životné prostredie a pomáha udržiavať podmienky potrebné na to, aby existoval život.

Gaian Bottleneck, je dosť kontroverzný v komunite vedcov študujúcich pôvod života. Výskumní pracovníci sú rozdelení na to, či Venuša a Mars vždy hostila život - nie je definitívny dôkaz v žiadnom prípade - a stále neexistuje konsenzus o povahe skorých procesov na Zemi. Bez jasného konsenzu o pôvode života na Zemi a žiadnych údajoch o teóriách o živote inde ako Gaian Bottleneck, ktoré vytvoril Aditya Chopra, astrobiologický postdoc na univerzite vo Washingtone, a Charles Lineweaver nie je možné presne dokázať ani vyvrátiť. Namiesto toho sa stávajú súčasťou komplexnej siete myšlienok o našom vzťahu k zvyšku vesmíru, ktoré informujú, ako sa snažíme odpovedať na jednu z najviac existenciálnych otázok ľudstva: Sme sami?

„Predpovedáme, že zistíme, že väčšina planét nie je obývaná,“ hovorí Chopra obrátený "A nemali by sme byť sklamaní."

Skutočnosť, že život sa ukázal ako ťažko dosiahnuteľný za Zemou, je dlho zmätená vedcami, z ktorých väčšina nie je pohodlná, ak sa dostaneme k záveru, že sme sami. Najslávnejší spôsob, ako prerezať uzol rozporov, ktorý vytvára, sa nazýva téza nazývaná Veľký filter, ktorá predpokladá, že zabíjanie všetkých živých bytostí na úrovni planét sa vyskytuje na mnohých planétach pomerne často.

Pretože udalosti na úrovni zániku môžu mať veľa rôznych foriem, existuje obrovská škála hypotéz Veľkého filtra a deväť rôznych bodov, v ktorých by život mohol zlyhať. James Kasting, geofyzik z Penn State University, ho vyslovuje pevne. „Bojím sa, že filter je v našej budúcnosti, a nie v našej minulosti,“ hovorí.

Avšak s takými malými údajmi o živote je ťažké presne vedieť, aký bude tlak. "Veľký filter by mohol byť tento Gaian Bottleneck, ale mohol by byť pôvodom samotného života," vysvetľuje Kasting. „Mohlo by to byť pôvod eukaryotov, pôvod sexu, pôvod inteligentného života - mohlo by to byť, že technologické civilizácie, ako je tá naša, sa zničia. Myslím si, že zmena klímy by mohla byť pre nás veľkým filtrom. “

Avšak Chopra a Lineweaver sa pozerajú na nedostatok života vo vesmíre a dospievajú k opačnému záveru: Ak je život bežný a my sme ho nenašli vo vesmíre, je možné, že na druhej strane filtra existujú. Ak existuje jeden bod vo vývoji života, ktorý je tak ťažký, že spôsobí, že väčšina života zanikne, je možné, že tam boli pozemšťania a urobili to.

Na vytvorenie hypotézy Gaian Bottleneck sa obrátili na teóriu o interakcii medzi životom a planétou nazývanou hypotéza Gaia. V Gaianskom svete je existencia života to, čo robí planétu obývateľnou. Je to kontroverzná myšlienka a keď bola v 70. rokoch prvýkrát navrhnutá, získala takmer teologický aspekt - že život spolupracuje s neživými procesmi na vytvorení samoregulačného systému. Teória bola do určitej miery akceptovaná - myšlienka, že životné prostredie je vo všeobecnosti odsúhlasené, ale vedecká obec do značnej miery odmieta antropomorfné a teologické aspekty.

Kontroverzná časť Gaian Bottleneck z Chopry a Lineweavera je jej základným predpokladom, že skorý mikrobiálny život je to, čo udržalo Zem pred tým, ako sa vymanila z Venuše alebo Marsu. Je to takmer nemožné dokázať, najmä preto, že je ťažké vysvetliť, aký vplyv má život na moderné prostredie.

Počas posledných niekoľkých miliónov rokov bolo životné prostredie Zeme takmer najlepším miestom, ak ste aeróbny komplexný organizmus, ako sme my, hovorí James Kirchner, geochemik Švajčiarskeho federálneho výskumného ústavu. „Musíme pochopiť, že tam je prvok prežitia klamstva.“ Kirchner poukazuje na to, že väčšina organizmov, ktoré žili na Zemi, zanikla a žila v podnebách a biomoch, ktoré sú úplne odlišné od toho, čo existuje. na dnešnej Zemi - „Takže sa otočiť a povedať, že klíma je ideálna, je ako: Samozrejme - pre nás,“ hovorí.

Ale Chopra poukazuje na to, že Zem bola obývateľná pre iné organizmy počas celej jej histórie, čo nie je prípad našich sesterských planét, Venuše a Marsu. Existujú teórie, že Venuša aj Mars mali nejakú formu mikrobiálneho života, hovorí Chopra. Vieme, že Mars mal na jednom mieste obrovské oceány a je pravdepodobné, že Venuša mala aj oceány na začiatku svojho planetárneho života. S prostredím, ako je prostredie na začiatku Zeme, by bolo zmysluplné, aby oba mali mikrobiálny život, hovorí Chopra. A zlyhanie života a neobývateľné podmienky na oboch planétach naznačujú Chopre, že udržanie života na miliardy rokov je nezvyčajné. Ale nie je jasné, čo by robilo život na Zemi špeciálnym. „Záleží na tom, aký životný proces na Zemi zažil,“ hovorí Chopra. "Je pravdepodobné, že niektoré z nich sú zriedkavé."

Keď hľadáme inteligentný život, zdôrazňuje Chopra, používame predpoklad, že život zanikne po dlhom období. „Avšak neskoré vyhynutie života je niečo, o čom nemáme žiadne dôkazy,“ hovorí. „Musíme sa ako racionálni vedci obrátiť k myšlienke skorého zániku života, o ktorom máme nejaké dôkazy.“

Nie je však veľa dôkazov na podporu ani jednej hypotézy. Zatiaľ sme sa nedostali do bodu, kde by sme mohli nájsť fosílne dôkazy o mikrobiálnom živote na Venuši alebo na Marse, takže Chopra hypotéza je založená na výskume pôvodu života na Zemi a jeho hypotetickej strate na Venuši a Marse. Jedným z veľkých rozdielov medzi Choprou a skeptikmi je rýchlosť straty vodíka v priestore, čo môže viesť k vyschnutiu planét. Chopra nesúhlasí a myslí si, že v starodávnych skamenelinách je dostatok dôkazov, ktoré by naznačovali, že Zem bola pokrytá mikrobiálnymi rohožami, ktoré upravovali rýchlosť úbytku vodíka a udržiavali Zem obývateľnú.

Chopra predpovedá, že život by sa na Venuši a Marse vyzeral veľmi odlišne. Namiesto kolónií a silných mikrobiálnych spoločenstiev si myslí, že Venuša a Mars mali vrecká mikróbov. Na Venuši alebo na Marse „nájdeme jedincov, ktorí neboli schopní kontrolovať skleníkové plyny a albedo planéty,“ hovorí. V tejto teórii mikróby neboli dostatočne kooperatívne na to, aby ovplyvnili atmosféru alebo odrazivosť povrchov Venuše alebo Marsu.

Bez kooperatívnych mikróbov ovplyvňujúcich skorú atmosféru by väčšina života zanikla veľmi skoro v dejinách planéty, hovorí Chopra. Aby bol inteligentný život ešte viac vzácny vo vesmíre a Chopra poukazuje na to, že všetok život na Zemi, len ľudia sa zdajú byť inteligentným životom. „Len preto, že sa to stalo raz na Zemi, neznamená to, že by sme to mali očakávať niekde inde.“ Chopra hovorí, že ak nájdeme planétu, ktorá má po miliardách rokov tekutú vodu, môže to znamenať, že takáto planéta je inteligentná. život - ale myslí si, že nájsť takúto planétu je veľmi nepravdepodobné.

„Vesmír nie je povinný zabrániť sklamaniu, že sme sami,“ hovorí Chopra. "Aj keď nie sme sami v celom vesmíre, len kvôli vzácnosti planét obývaných miliardy rokov: Je rozumné predpokladať, že sme sami v našom miestnom vesmíre."

Ostatní vedci sa vrátili k tejto teórii, odmietajúc predpoklady o strate vody a zvetrávaní v ranom svete, o existencii života inde. Lee Kump, biochemický geológ z Penn State University, hovorí, že existujú modely, ktoré ukazujú, že Zem bude stále mokrá bez mikrobiálneho života. A Kasting z Penna tiež poukazuje na to, že „nevieme, aký je rozšírený život na začiatku Zeme.“ Je skeptický, že mikróby mohli mať vplyv na svet, pretože skorá Zem nemala veľmi vystavenú pôdu. Je tu tiež problém, že skaly pred 3,5 miliardami rokov sú veľmi zriedkavé. To sťažuje tvrdenie, či bol život rozšírený, alebo len prítomný vo vreckách okolo hydrotermálnych prieduchov a plytkej vody na začiatku Zeme.

Avšak, bez silných pozorovacích dôkazov v oboch smeroch, Kump berie strednú pozíciu na vplyv života. „Je veľmi pravdepodobné, že klimatické dejiny planéty boli silne ovplyvnené, ak nie sú určené týmito interakciami so životom,“ hovorí. „Ale to nie je úplne to isté, ako povedať, že jediným dôvodom, prečo je obývateľný, je život.“ Ťahanie tejto hypotézy mimo pôvod života na Zemi do vesmíru je ťažké. „Keď otvoríte možnosť, že tam sú solárne systémy, ktoré by mohli byť menej náročné na fyzikálne procesy,“ hovorí Kump, „je pre mňa ťažké povedať, že život je absolútne nevyhnutný. získať odpoveď. “

Nájdenie odpovede Kastingova životná práca. „Myslím, že život vzniká často, ak nie celý čas,“ hovorí. Ak sa výskumníci môžu dobre pozrieť na 10-20 planét podobných Zemi, v obývateľných zónach, myslí si, že nájdu život. Hľadá plyny ako oxid dusný alebo metán v atmosfére s kyslíkom, pretože tieto plyny je ťažké vyrobiť bez života.

Ak chcete nájsť tieto plyny, výskumníci budú potrebovať veľmi silný ďalekohľad. Redukované plyny budú pravdepodobne prítomné v atmosfére vo veľmi nízkych koncentráciách - niekoľko sto dielov na milión. „Chcel by som šancu otestovať túto hypotézu,“ hovorí Kasting a poukázal na to, že na to nemá v živote dosť času.

Či je Chopra správna, alebo nie, dôležitá je diskusia o vzťahu medzi pôvodom života a mimozemským životom. "Potrebujeme takéto argumenty, pretože potrebujeme impulz na budovanie veľkých ďalekohľadov a budúce planetárne misie."

Bez experimentálnych dôkazov pre Gaian Bottleneck, teória Chopry a Lineweavera je pre vedeckú komunitu nepresvedčivá. Chopra dúfa, že práca výskumníkov ako Kasting poskytne odpovede v nasledujúcich 30 rokoch. Čo sa týka toho, či sme vo vesmíre sami, Chopra hovorí, že odpoveď, bez ohľadu na to, či je to áno alebo nie, je „hlboká bez ohľadu na to, aká môže byť odpoveď“.