Astronomi predlagajo, da ne najdejo tujcev, kar pomeni, da smo varni v vesolju

Pred štirimi milijoni let je osem planetov obkrožalo sonce. Na drugem, tretjem in četrtem oddaljenem od zvezde je obstajal potencial za življenje, vendar še ni bilo. Na Veneri je prekomerni učinek tople grede izničil ta potencial. Na Marsu je nizka gravitacija omogočila, da je sončni veter izbrisal ozračje in zamrznil potencial. Na Zemlji je življenje cvetelo v oceanih, širilo se je in se razvijalo do točke, ko bi tisti, ki so ga posedovali, lahko razmišljali o svojem izvoru.

Toda zakaj Zemlja? Malo znana, vendar presenetljivo močna teorija nakazuje, da smo sami ali skoraj sami v vesolju - ne zato, ker je življenje redko, ampak zato, ker je koevolucija z planetarnimi silami tako naporna, da večina življenja ne preživi. Zagovorniki te teorije, imenovani Gaiansko ozko grlo, črpajo iz starejše Gaianove svetovne hipoteze, ki kaže, da prisotnost življenja spreminja okolje in pomaga ohranjati pogoje, potrebne za nadaljevanje življenja.

Gaiansko ozko grlo je precej sporno v skupnosti znanstvenikov, ki preučujejo izvor življenja. Raziskovalci so razdeljeni glede tega, ali sta Venera in Mars kdaj gostila življenje - v nobenem primeru ni dokončnega dokaza - in še vedno ni soglasja o naravi zgodnjih procesov na Zemlji. Brez jasnega soglasja o izvoru življenja na Zemlji in nobenih podatkov o življenju drugje, teorije, kot je Gaiansko ozko grlo, ki ga je ustvaril Aditya Chopra, astrobiološki postdok na Univerzi v Washingtonu, in Charles Lineweaver ni mogoče natančno dokazati ali ovreči. Namesto tega postanejo del zapletenega spleta idej o našem odnosu do preostalega vesolja, ki nas informira, kako poskušamo odgovoriti na eno od najbolj eksistencialnih vprašanj človeštva: ali smo sami?

"Predvidevamo, da bomo ugotovili, da večina planetov ni naseljena," pravi Chopra Inverse, "In ne bi smeli biti razočarani."

Dejstvo, da se je življenje izkazalo za tako težko najti onkraj Zemlje, je že dolgo zmedlo znanstvenike, ki se večinoma ne zdijo udobni, da bi sklenili, da smo sami. Najbolj znan način rezanja skozi vozlišče protislovij, ki nastane, se imenuje teza, imenovana Veliki filter, ki umešča uničenje vseh živih bitij na mnogih planetih relativno pogosto.

Ker lahko dogodki na ravni izumrtja zavzamejo veliko različnih oblik, obstaja veliko različnih hipotez velikega filtra in devet različnih točk, v katerih lahko življenje propade. James Kasting, geofizik na Penn State University, ga postavlja v ostre pogoje. "Skrbi me, da je filter v naši prihodnosti in ne v naši preteklosti," pravi.

Vendar je s tako malo podatkov o življenju težko natančno vedeti, kakšna bo točka pritiska. "Veliki filter bi lahko bil to Gaiansko ozko grlo, vendar bi lahko bil izvor življenja samega," pojasnjuje Kasting. »To je lahko izvor evkariontov, izvor spola, izvor inteligentnega življenja - mogoče bi bilo, da se tehnološke civilizacije, kot je naša, uničijo same. Mislim, da bi podnebne spremembe lahko bile odličen filter za nas."

Vendar Chopra in Lineweaver gledata na pomanjkanje življenja v vesolju in prihajajo do nasprotnega zaključka: Če je življenje skupno in ga v vesolju nismo našli, je možno, da obstajamo na drugi strani filtra. Če obstaja ena točka v evoluciji življenja, ki je tako težka, da povzroči izumrtje večine življenja, je mogoče, da so tam bili zemeljski prebivalci in to storili.

Da bi ustvarili hipotezo Gaian Bottleneck, so se obrnili na teorijo o interakciji med življenjem in planetom, imenovano Gaia hipoteza. V Gaianskem svetu je obstoj življenja tisto, zaradi česar je planet naseljen. To je kontroverzna ideja in ko je bila prvič predlagana v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, je dobila skoraj teološki vidik - da življenje deluje skupaj z neživimi procesi, da ustvari samoregulativni sistem. Teorija je bila do neke mere sprejeta danes - zamisel, da se o življenjskih vplivih na splošno strinjajo, vendar znanstvena skupnost v veliki meri zavrača antropomorfne in teološke vidike.

Kontraverzni del Gaianovega ozka grla Chopre in Lineweaverja je njegova temeljna predpostavka, da je zgodnje mikrobno življenje tisto, kar je zadržalo Zemljo, da bi se spremenilo v Venero ali Mars. To je skoraj nemogoče dokazati, zlasti zato, ker je težko razložiti, kakšen učinek ima življenje na moderno okolje.

V zadnjih nekaj milijonih let je Zemljino okolje precej najboljše, če ste aerobni kompleksni organizem, kot smo mi, pravi James Kirchner, geokemičar iz švicarskega Zveznega raziskovalnega inštituta. "Moramo seveda priznati, da obstaja element preživetja." Kirchner poudarja, da je večina organizmov, ki so živeli na Zemlji, izumrla in živela v podnebjih in biomasah, ki so popolnoma drugačne od obstoječih. na Zemlji danes - »Zato, da se obrnemo in rečemo, da je podnebje idealno, je: Seveda - za nas,« pravi.

Toda Chopra opozarja, da je Zemlja v svoji zgodovini bival za druge organizme, kar pa ne velja za naše sestrske planete, Venero in Mars. Obstajajo teorije, da sta Venera in Mars imela neko obliko mikrobnega življenja, pravi Chopra. Vemo, da je imel Mars ogromne oceane na eni točki, in verjetno je, da je bila Venera že v začetku svojega planetarnega življenja. Z okoljem, kot je bilo na začetku Zemlje, bi bilo smiselno, da bi imeli oba življenje mikrobov, pravi Chopra. Neuspeh življenja in nenaseljeni pogoji na obeh planetih nakazujejo Chopri, da je vzdrževanje tega življenja milijarde let nenavadno. Toda ni povsem jasno, kaj bi naredilo življenje na Zemlji posebno. »Odvisno od tega, kakšen je bil proces izbire življenja na Zemlji,« pravi Chopra. "Verjetno je, da so nekateri od njih redki."

Ko iščemo inteligentno življenje, poudarja Chopra, uporabljamo predpostavko, da življenje po dolgem obdobju izumre. »Vendar pa pozno izumrtje življenja ni nekaj, za kar nimamo nobenih dokazov,« pravi. "Kot razumski znanstveniki se moramo obrniti k ideji zgodnjega izumrtja življenja, za kar imamo nekaj dokazov."

Vendar ni veliko dokazov, ki bi podprli obe hipotezi. Nismo prišli do točke, ko še lahko najdemo fosilne dokaze o mikrobiološkem življenju na Veneri ali Marsu, zato Choprina hipoteza temelji na raziskavi o izvoru življenja na Zemlji in njeni hipotetični izgubi na Veneri in Marsu. Ena od velikih razlik med Chopro in skeptiki je stopnja izgube vodika v prostoru, ki lahko vodi do izsušitve planetov. Chopra se ne strinja in meni, da je v starih fosilih dovolj dokazov, ki kažejo, da je Zemlja pokrita z mikrobnimi blazinicami, ki so spremenile stopnjo izgube vodika in ohranile zemljo za bivanje.

Chopra napoveduje, da bi bilo življenje v Veneri in Marsu zelo drugačno. Namesto kolonij in močnih mikrobnih skupnosti misli, da imajo Venera in Mars žepe mikrobov. Na Veneri ali Marsu »bomo našli posameznike, ki niso mogli nadzorovati toplogrednih plinov in albeda planeta,« pravi. V tej teoriji mikrobi niso zadostovali, da bi vplivali na ozračje ali odbojnost površin Venere ali Marsa.

Brez zadružnih mikroorganizmov, ki vplivajo na zgodnje vzdušje, bi večina življenja izumrla zelo zgodaj v planetarni zgodovini, pravi Chopra. Da bi inteligentno življenje v vesolju postalo še redkejše, Chopra pa opozarja, da je od vsega življenja na Zemlji samo človek inteligentno življenje. "Samo zato, ker se je to zgodilo enkrat na Zemlji, to ne pomeni, da ga moramo pričakovati drugje." Vendar Chopra pravi, da če najdemo planet, ki ima po milijardah let tekočo vodo, je to lahko znak, da ima tak planet inteligenten. življenje - vendar misli, da je odkrivanje takšnega planeta zelo malo verjetno.

»Vesolje ni zavezano, da bi preprečilo razočaranje, da smo sami,« pravi Chopra. "Tudi če nismo sami v celotnem vesolju, samo zaradi redkosti planetov, ki so naseljeni milijarde let: Smiselno je domnevati, da smo sami v našem lokalnem vesolju."

Drugi znanstveniki so odvrnili to teorijo, zavračali predpostavke o izgubi vode in vremenskih razmerah v zgodnjem svetu, o obstoju življenja drugje. Lee Kump, biokemični geolog s Penn State University, pravi, da obstajajo modeli, ki kažejo, da bi Zemlja še vedno bila mokra brez mikrobnega življenja. Kasting iz Penna prav tako opozarja, da ne vemo, kako razširjeno je bilo življenje na začetku Zemlje. On je skeptičen, da bi lahko imeli mikrobi učinek, ki je spremenil svet, ker zgodnja Zemlja ni imela zelo izpostavljenih zemljišč. Obstaja tudi problem, da so kamnine pred 3,5 milijarde let zelo redke. Zaradi tega je težko trditi, ali je bilo življenje razširjeno ali samo prisotno v žepih okoli hidrotermalnih vrelcev in plitke vode na zgodnji Zemlji.

Vendar pa Kump brez močnih opazovalnih dokazov na sredino vpliva na vpliv življenja. "Zelo verjetno je, da je na podnebno zgodovino planeta močno vplivalo, če ne določajo te interakcije z življenjem," pravi. "Toda to ni povsem enako, kot da bi rekli, da je edini razlog za nastanitev življenje." Potiskanje te hipoteze onstran izvora življenja na Zemlji v vesolje je težko. »Ko odprete možnost, da so tam zunanji sončni sistemi, ki bi lahko bili za fizične procese manj zahtevni,« pravi Kump, »težko rečem, da je bilo življenje nujno potrebno. da bi dobili kakršenkoli odgovor."

Odgovor je bil Kastingovo življenje. "Mislim, da se življenje pogosto pojavi, če ne ves čas," pravi. Če lahko raziskovalci dobro vidijo 10-20 planetov podobnih planetom v bivalnih območjih, misli, da bodo našli življenje. V ozračju s kisikom išče pline, kot je dušikov oksid ali metan, ker je te pline težko narediti brez življenja.

Da bi našli te pline, bodo raziskovalci potrebovali zelo močan teleskop. Zmanjšani plini bodo verjetno prisotni v ozračju v zelo nizkih koncentracijah - nekaj sto na milijon. "Želel bi priložnost, da preizkusim to hipotezo," pravi Kasting, in poudaril, da v svojem življenju nima veliko časa za to.

Ali je Chopra pravilna ali ne, je pomembna razprava o povezavi med izvorom življenja in nezemeljskim življenjem, pravi Kasting. "Potrebujemo argumente, kot je ta, ker potrebujemo spodbudo za izgradnjo velikih teleskopov in opravljanje prihodnjih planetarnih misij."

Brez eksperimentalnih dokazov za Gaiansko ozko grlo, teorija Chopre in Lineweaverja še vedno ni prepričljiva za znanstveno skupnost. Chopra upa, da bo delo raziskovalcev, kot je Kasting, zagotovilo odgovore v naslednjih 30 letih. Glede tega, ali smo sami v vesolju, Chopra pravi, da je odgovor, ne glede na to, ali je "da" ali "ne", "globok, ne glede na to, kakšen je lahko odgovor."