Annak érdekében, hogy megtudjuk, létezik-e az élet a Földön kívül, foglalkoznunk kell saját jelentőségünkkel az univerzumban. Valami egyedi dolog vagyunk, vagy nem vagyunk különlegesek?
Mindannyian egy kis bolygón élünk, amely egy olyan középkorú csillag körül kering, amely a Tejút-galaxist alkotó hatalmas anyagforgalomban a becslések szerint 200 milliárd csillag közé tartozik. Galaxisunk feltehetően több száz milliárd ilyen szerkezet egyike a megfigyelhető univerzumban, és kiterjedése ma tőlünk minden irányba meghaladja a 270 000 000 000 000 000 000 000 (2,7 × 1023) mérföldet.
Bármilyen csekély emberi mércével mérve az univerzum óriási mennyiségű anyag és óriási mennyiségű tér. Fajunk a kolosszális történelem jelentéktelen pillanatában jött létre, és úgy tűnik, hogy még hosszabb jövő lesz részvételünkkel vagy anélkül.
A helyzetünk meghatározására, a jelentőségünk megállapítására tett kísérletek valamiféle hipertrófált poénnak tűnhetnek. Szörnyen hülyéknek kell lennünk, ha azt képzeljük, hogy egyáltalán találhatunk magunknak jelentést.
Ennek ellenére éppen ezt próbáljuk megtenni, látszólagos középszerűségünk ellenére, amely akkor vált láthatóvá, amikor Nikola Kopernik, a reneszánsz tudósa, mintegy 500 évvel ezelőtt, abbahagyta a Földet a Naprendszer középpontjának tekinteni. Ötlete az elmúlt néhány száz év egyik legnagyobb tudományos felfedezése lett, valamint fontos mutatója annak az utunknak, amely a kozmosz belső szerkezetének és a valós világ természetének megértéséhez vezet.
Értékünk felmérésére tett kísérleteink során találós kérdéssel állunk szemben: egyes felfedezések és elméletek azt sugallják, hogy az élet rendes és hétköznapi lehet, míg mások az ellenkezőjét állítják. Hogyan kell elkezdenünk összerakni űrismereteinket - a baktériumoktól kezdve az Ősrobbanásig - annak elmagyarázására, hogy fontosak vagyunk-e vagy sem? És amikor többet megtudunk az univerzumban elfoglalt helyünkről, megpróbáljuk megérteni, hogy mindez mit jelent a kísérleteink során annak kiderítésére, hogy vannak-e más élőlények az űrben? Melyek lesznek a következő lépéseink ebben az irányban?
Mit tudunk
Promóciós videó:
Az 1600-as években Antony van Leeuwenhoek kereskedő és tudós saját, kézzel készített mikroszkópjaival elsőként látta meg a baktériumokat - ez az út vezetett a mikrokozmosz idegen világába. Ez a figyelemre méltó süllyedés, ez a fizikai dimenziók lépcsőjén történő lecsúszás a bennünk lévő dús világba volt az első lépés annak megértése felé, hogy testünk alkotóelemei, molekuláris szerkezetek tömege a biológiai skála spektrumának legtávolabbi végén léteznek. Kétlem, hogy Levenguk elképesztő felfedezése előtt az embereknek lehetőségük volt ezen a tényen gondolkodni, nem felszínes, hanem valamilyen más, mélyebb szinten.
Streptococcus pyogenes baktériumok
Vannak olyan szervezetek a Földön, amelyek fizikailag nagyobbak és tömegesebbek, mint mi - nézzük a bálnákat vagy a fákat. Sokkal közelebb vagyunk azonban az életskála felső végéhez, mint a mikroszkopikus véghez. A legkisebb szaporodó baktériumok százmilliárdszor kisebbek, mint egy méter, és a legkisebb vírusok még mindig tízszer kisebbek. Az emberi test körülbelül 10 vagy 100 milliószor nagyobb, mint az általunk ismert legegyszerűbb élet.
A melegvérű szárazföldi emlősök között szintén a nagy példányok közé tartozunk, de nem a skála legtetején. Az ellenkező végén vannak a legkisebb rokonaink, aprócska cicák - nagyon kicsi gyapjú és húsú lények, amelyek csak két grammot nyomnak. A lehetőségek határán léteznek, és testük folyamatosan elveszíti a hőt, amelyet a bőséges táplálék segítségével alig kompenzál.
A legtöbb emlős azonban közelebb van a méretéhez, mint a miénk - különösen, ha figyelembe vesszük, hogy az emlősállomány átlagos testtömege 40 gramm. Kifinomult sejtalapú intelligens testünk a legtetején található, és viszonylag kevés emlős nagyobb nálunk.
Kétségtelen, hogy éppen ezen az élen vagyunk, ezen a határon a biológiailag kicsi komplex sokfélesége és a biológiailag nagy korlátozott képességei között. Most képzelje el bolygórendszerünket. Csillagunk nem tartozik a legelterjedtebb csillagtípusok közé (többségük kisebb tömegű), keringő pályánk jelenleg lekerekítettebb és egymástól távolabb helyezkedik el, mint a legtöbb más exobolygó rendszerben, és nincsenek szuper Föld a bolygó szomszédaink között.
Ez a fajta világ, amely többszörösen nagyobb, mint a Föld tömege, az összes rendszer legalább 60% -ában képviselteti magát, de a mi Naprendszerünkben nem. Ha Ön a bolygórendszerek építésze lenne, akkor a tervünket elszigeteltnek tartanánk, kissé eltérve a normától.
Ezen jellemzők némelyike azon a tényen alapul, hogy Naprendszerünk megúszta azt a jelentős dinamikus átszervezést, amelyet a legtöbb bolygórendszer nem sikerült. Ez nem azt jelenti, hogy biztosan csendes és békés jövőt biztosítanánk - a legújabb gravitációs szimulációk azt mutatják, hogy több száz millió éven belül rendszerünket egy kaotikusabb időszak érheti.
És további ötmilliárd év múlva a nap kitágulhat a görcsös öregedési időszak kezdetével, és jelentősen megváltoztathatja a bolygók besugárzását. Valamennyi mutató azt jelzi, hogy most köztes vagy határidőben élünk, a csillag-bolygó fiatalok és az elkövetkező gyengeség közötti átmeneti időszakban.
Ebben az időszakban viszonylag nyugodt létünk, ha utólag értékeljük, nem meglepő. Mint helyzetünk más aspektusaihoz hasonlóan, mérsékelt helyen élünk, nem túl meleg és nem túl hideg, kémiailag környezetünk nem túl aktív és nem túl inert, nem túl ingatag és nem teljesen mentes a változásoktól.
Ezenkívül ma nyilvánvaló, hogy ez az asztrofizikailag nyugodt környék messze túlmutat galaxisunkon. A világegyetem egészének szempontjából egy olyan időszakban létezünk, amely sokkal idősebb, mint egy fiatal, forró tér gyors és erőszakos időszaka. A csillagok készítésének folyamata mindenütt lelassul. Más napok, más bolygók átlagosan csak 3% -kal alakulnak ki annak arányában, mint a 11 és 8 milliárd évvel ezelőtti időszakban.
Ezek a csillagok lassan kezdenek haladni az univerzumban. És ha nagy kozmológiai értelemben beszélünk, akkor csak 6 vagy 5 milliárd évvel ezelőtt kezdett az univerzumunk lelassulni az Nagy Bumm után. Magából a vákuumból született sötét energia felgyorsítja a tér növekedését és segít elnyomni a nagyobb kozmikus struktúrák fejlődését. De ez azt jelenti, hogy az élet egy elkülönített jövőben az egyre érthetetlenebb univerzum unalmas elszigeteltségére van ítélve.
Tedd össze ezeket a tényezőket, és akkor világossá válik, hogy a belső és külső térről alkotott nézetünk erősen korlátozott. Ez egy keskeny pólusból nyílik kilátás. Valójában a véletlenszerű események intuitív megértése és a tudományos fejlődés a statisztikai következtetések terén talán más lenne, ha más körülmények lennének a rend vagy a káosz, a tér és az idő területén.
És maga az a tény, hogy túl messze vagyunk az űr bármely más élettől - addig a pontig, ahol még egyetlen jelét sem sikerült megragadnunk vagy találkoznunk vele, erősen befolyásolja a levonható következtetéseket.
következtetések
Rengeteg bizonyíték áll rendelkezésünkre ahhoz, hogy alátámasszuk Kopernikusz azon alapgondolatát, miszerint nem vagyunk semmi különleges. De ugyanakkor környezetünknek számos jellemző vonása van, ami ennek ellenkezőjét jelzi.
Ezen tulajdonságok némelyike az úgynevezett antropikus elvhez vezetett, amely szerint a természetben bizonyos alapvető állandók "finomhangolásnak" tűnnek, és így az univerzum alapvető tulajdonságai kiegyensúlyozottak a határok közelében, amelyek lehetővé teszik a föld és az élet létezését rajta. Ha túl messzire megy mindkét irányba, akkor a kozmosz természete teljesen más lehet.
Változtassa meg kissé a gravitáció relatív erősségét, és akkor a csillagok vagy egyáltalán nem keletkeznek, és nem keletkeznek nehéz elemek, vagy hatalmas csillagok jönnek létre, majd gyorsan eltűnnek, nem hagyva nyomokat, utódokat és életutat. És ha megváltoztatja az elektromágneses erőket, akkor az atomok közötti kémiai kötések túl gyengék vagy túl erősek ahhoz, hogy különféle molekuláris struktúrákat hozzanak létre, amelyek lehetővé teszik az ilyen hihetetlen bonyolultságot az űrben.
NGC 4258 spirálgalaxis
Mit gondolunk ezekről az ellentmondásokról? Véleményem szerint a tények a térbeli viszonylagos helyünk új tudományos elképzelése felé tolnak minket, mind a kopernikuszi elvektől, mind az antropikus eszméktől való elváláshoz, és azt is gondolom, hogy ebbe az irányba haladva ez az új ötlet önálló elvvé válik. Talán nevezhetjük ezt az új ötletet kozmo-kaotikus elvnek, a rend (a görög kozmosz szó eredeti jelentése) és a káosz közötti platformnak.
Lényege abban rejlik, hogy az élet, és különösen a földi élet, mindig az érintkezés pontján vagy a zónák találkozásánál helyezkedik el, amelyeket olyan jellemzők határoznak meg, mint az energia, a hely, a skála, az idő, a rend és a káosz. Az olyan tényezők, mint a bolygópályák stabilitása vagy káosza, vagy a bolygó éghajlatának és geofizikájának variációi, ezek a tulajdonságok közvetlen megnyilvánulásai.
Ha túl messzire mozog ezektől a határoktól, akkor az egyensúly kedvezőtlen állapot felé tolódik el. Az életünk megköveteli az összetevők megfelelő kombinációját, a nyugalom és a káosz keverékét - a yin és a yang megfelelő kombinációját.
Ezeknek a határoknak a megközelítése lehetővé teszi az ilyen változásokat és variációkat, de nem szabad túl közel kerülni ahhoz, hogy ne borítsuk fel folyamatosan magát a rendszert. Nyilvánvaló párhuzamok vannak a lakható zóna fogalmával (Goldilocks zóna), amely szerint a csillag körüli bolygó űrkörnyezetének hőmérséklete szűk paramétertartományban van.
Az élet létét eltekintve a lakható zóna sokkal dinamikusabb lehet - nem kell térben és időben rögzíteni. Inkább egy folyamatosan mozgó, vonagló és hajlító pálya, sok paraméterrel - mint például a táncos keze és lába által lefektetett utak.
Ha az egyetemes szabály az, hogy az élet csak ilyen körülmények között létezhet, akkor néhány érdekes lehetőség adódik a térbeli jelentőségünkkel kapcsolatban. A Kopernikusz szigorú elképzeléseivel ellentétben, amelyek hangsúlyozzák a középszerűségünket és ezért nagyszámú hasonló körülményt feltételeznek az űrben, az a felfogás, miszerint az élethez különféle és dinamikus paraméterek módosítására van szükség, csökkenti a lehetőségek számát.
Az új megközelítésből fakadó életlehetőségek különböznek az antropikus eszméktől is, amelyek legradikálisabb részükben csak egy helyet jeleznek előre az élet kialakulásának a térben és időben. Ehelyett az új szabály meghatározza az élet keletkezésének helyét, valamint a lehetséges gyakoriságot. Az új szabály tisztázza azokat az alapvető jellemzőket, amelyek szükségesek egy lehetséges téren belüli élethez, sok keringő paraméter mellett - jelzi a termékeny zónákat.
Ez a fajta életszabály nem feltétlenül teszi az élőlényeket a valóság valamilyen különleges részévé. A biológia valószínűleg a legösszetettebb fizikai jelenség univerzumunkban - vagy bármely univerzumban, amely bizonyos törvényeket betart. De ez talán egy jellemző szélső határa: rendkívül összetett természeti szerkezet, amely megfelelő körülmények között, a rend és a káosz határán keletkezik.
És az a fogalomnak ez a megfogalmazása, hogy pontosan hol illeszkedik az élet a természet nagyobb sémájába, közvetlenül a rejtvény megoldásához vezet, amelyben meggyőző, de nem végleges érvek szólnak arról, hogy az életnek bőségesen kell léteznie, és hogy rendkívül ritka.
Caleb Scharf
Caleb Scharf a Columbia Egyetem Interdiszciplináris Asztrobiológiai Központjának igazgatója; ő a Gravity's Engins: A buborékfújó fekete lyukak hogyan szabályozzák a galaxisokat, a csillagokat és az életet a kozmoszban c.