„Tajemnica, dlaczego nie znaleźliśmy śladów kosmitów, ale może mieć mniej wspólnego z prawdopodobieństwem pojawienia się życia lub inteligencji, ale raczej z rzadkim, szybkim pojawieniem się biologicznej regulacji pętli sprzężenia zwrotnego na powierzchniach planet” - mówi Aditya Chopra z Australian National University. „Pierwsze życie jest kruche, więc uważamy, że rzadko rozwija się wystarczająco szybko, aby przetrwać”.
Jak powstało życie?
Krótko mówiąc, według astrobiologów z Australian National University życie na innych planetach prawdopodobnie będzie bardzo krótkotrwałe i zniknie bardzo szybko. W badaniu mającym na celu zrozumienie, w jaki sposób życie może ewoluować, naukowcy zdali sobie sprawę, że nowe życie zwykle umiera z powodu narastającego ocieplenia lub ochłodzenia własnej planety. Grupa naukowców znalazła odpowiedź w tak zwanej „teorii Gai” Jamesa Lovelocka.
W latach siedemdziesiątych chemik Lovelock i biolog Lynn Margulis opracowali pomysł, że nasza Ziemia może być jak żywy organizm, samoregulująca się istota, która wykorzystuje pętle sprzężenia zwrotnego do utrzymania warunków odpowiednich do życia. Nazwali potencjalnie żyjącą planetę Gaia - imieniem greckiej bogini Ziemi.
Poszukiwanie „innych lądów” jest pod wieloma względami poszukiwaniem „innych gejów”, a plany NASA dotyczące odkrycia innych planet podobnych do Ziemi są w dużym stopniu zależne od zrozumienia przez Lovelocka relacji między życiem a wszechświatem w kontekście teorii Gai.
Życie zawładnęło Ziemią z niemal niepohamowanym pośpiechem. Kiedy Ziemia była młoda, spadły na nią pozostałości po formowaniu się Układu Słonecznego, tworząc ekstremalne środowisko, w którym życie może nie trwać długo. Trwało to przez 600 milionów lat po utworzeniu Układu Słonecznego. Mamy jednak dowody na to, że po zakończeniu bombardowania życie się zaczęło.
Według Johna Gribbina, autora książki „Alone in the Universe”, orbita Ziemi znajduje się w niezwykle korzystnym miejscu w Układzie Słonecznym z punktu widzenia perspektyw rozwoju inteligencji. Ale sytuacja nie jest tak oczywista, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Obecność życia na Ziemi odgrywa rolę w regulowaniu naszej planety poprzez efekt cieplarniany. Gazy, takie jak dwutlenek węgla, ogrzewają powierzchnię Ziemi, zatrzymując ciepło, które w przeciwnym razie mogłoby uciec w kosmos.
Film promocyjny:
Dziś ten naturalny efekt cieplarniany sprawia, że Ziemia jest o 33 stopnie cieplejsza niż powierzchnia pozbawionego powietrza Księżyca, chociaż Ziemia i Księżyc znajdują się prawie w tej samej odległości od Słońca. Gribbin pisze, że kiedy Ziemia się uformowała, atmosfera była bogata w te gazy cieplarniane i zapobiegała zamarzaniu planety, chociaż Słońce było zimniejsze. Gdy słońce się rozgrzało, a na Ziemi pojawiło się życie, żywe istoty wyciągały dwutlenek węgla z powietrza i osadzały go w postaci skał węglanowych, zmniejszając siłę efektu cieplarnianego. Życie zmienia ilość dwutlenku węgla w powietrzu poprzez procesy sprzężenia zwrotnego, które utrzymują ciepło planety, gdy słońce się ochładza, i zapobiega przegrzaniu, gdy się nagrzewa.
To jest podstawa teorii Gai Jamesa Lovelocka, która daje nam przestrzeń do poszukiwania życia poza Układem Słonecznym. Główne pytanie Lovelocka brzmiało: co sprawia, że Ziemia jest wyjątkowa? „Powietrze, którym oddychamy, może być tylko artefaktem utrzymywanym w stabilnym stanie przez procesy biologiczne dalekie od równowagi chemicznej. Żywe istoty muszą regulować skład atmosfery nie tylko dzisiaj, ale przez całą historię życia na Ziemi - dosłownie przez miliardy lat.
Ale potem pojawia się zagadka: dlaczego efekt cieplarniany nie zniknął, gdy słońce się rozgrzało, dlaczego nie stało się to samo, co stało się z Wenus? Według Lovelocka odpowiedź jest taka, że życie reguluje skład atmosfery, stopniowo usuwając dwutlenek węgla w miarę nagrzewania się słońca, utrzymując temperaturę na Ziemi komfortową przez całe życie.
Naukowcy z Australian National University uważają, że powodem, dla którego nie znaleźliśmy oznak zaawansowanego technologicznego życia, może być wymarcie wszystkich obcych. „Wymieranie to kosmiczny porządek, który pojawił się przez większość życia” - piszą autorzy badania.
Około cztery miliardy lat temu Ziemia, Wenus i Mars mogły być zamieszkane. Jednak miliard lat po utworzeniu Wenus zamieniła się w szklarnię, a Mars zamarzł w lodzie.
Wczesne życie drobnoustrojów na Wenus i Marsie, jeśli w ogóle, nie mogło ustabilizować szybko zmieniającego się środowiska, mówi współautor Charlie Lineweaver z ANU Institute of Planetary Science. „Życie na Ziemi prawdopodobnie odegrało wiodącą rolę w stabilizowaniu klimatu planety”.
Mokre, stałe planety ze składnikami i źródłami energii potrzebnej do życia wydają się być wszechobecne, jednak, jak zauważył fizyk Enrico Fermi w 1950 r., Nie znaleziono żadnych śladów życia pozaziemskiego.
Naukowcy twierdzą, że prawdopodobnym rozwiązaniem paradoksu Fermiego będzie prawie powszechne wczesne wymieranie, które nazwali „wąskim gardłem Gai” (jak nazywają każde wąskie gardło). „Ciekawą prognozą dotyczącą wąskiego gardła Gai jest to, że zdecydowana większość skamieniałości we wszechświecie będzie składać się z wymarłych mikroorganizmów, a nie z gatunków wielokomórkowych, takich jak dinozaury czy humanoidy, których rozwój zajmuje miliardy lat” - mówi Lineweaver.
„Czy w pewnym sensie planeta może żyć?” - pyta astrobiolog z NASA, David Grinspoon. To nie pierwszy raz, kiedy wysuwa taką koncepcję. W swojej książce Lonely Planets z 2003 roku Grinspoon przedstawił hipotezę „żywego świata”, będącą niewielką odmianą dobrze znanej hipotezy Gai.
Od tego czasu pomysł ten był dość żywo dyskutowany, ale uznano go za bardziej filozoficzny niż naukowy. Jednak wielu badaczy zgadza się, że koncepcja ta pomogła w rozwoju nauki o systemie Ziemi, pozwalając nam zrozumieć, że wiele cykli na Ziemi to cykle wody, azotu i węgla; Płyty tektoniczne; klimat - są głęboko ze sobą powiązane i modulują lub modulują życie na Ziemi.
„Gaia może być po prostu dobrą metaforą” - mówi Grinspoon. „Ale zastanawiam się, czy życie można uznać za coś, co wydarzyło się nie tylko na naszej planecie, ale za to, co się dzieje na naszej planecie”.
„Nie jest łatwo oddzielić żyjące i nieożywione części Ziemi” - dodaje. „Życie w dużym stopniu uczyniło Ziemię tym, czym jest. Takie jest ogólne znaczenie hipotezy Gai, a hipoteza Żywych Światów po prostu przenosi tę ideę na inne planety."
„Idea powstania życia, oddzielona od narodzin żywego świata, ma interesujące konsekwencje dla życia w innych miejscach” - pisze Grinspoon. „Jeśli samoregulacja Gai jest odpowiedzialna za długowieczność Ziemi, to musimy znaleźć inne miejsca, w których rozwinął się ten globalny organizm, a nie tylko miejsca, w których kiedyś mogło powstać życie”.
Innymi słowy, nasze poszukiwanie życia musi kierować się na lokalizacje z aktywnymi cyklami geologicznymi i meteorologicznymi, potencjalnie sygnalizującymi żywą biosferę.
Do tej pory znaleźliśmy prawie 2000 planet krążących wokół odległych gwiazd i nadal znajdujemy nowe. Chociaż te światy mogą być zbyt odległe, abyśmy mogli znaleźć jakiekolwiek bezpośrednie dowody na istnienie życia w najbliższej przyszłości, naukowcy stają się coraz bardziej biegli w określaniu składu ich atmosfer. Być może pewnego dnia ta umiejętność pozwoli nam odróżnić „nieudaną biosferę” od potencjalnie żywych światów.
Ilya Khel