Słynny astrofizyk, profesor Uniwersytetu Harvarda, Avi Loeb, postawił niedawno dość fantastyczną hipotezę, która przeniosła początek biogenezy na niemowlęctwo Wszechświata: wierzy, że poszczególne wyspy życia mogły powstać, gdy Wszechświat miał zaledwie 15 milionów lat. To prawda, że to „pierwsze życie” było skazane na prawie nieuchronne szybkie (według kosmicznych standardów - w ciągu zaledwie 2-3 milionów lat) zniknięcie.
Składniki
„Standardowy model kosmologiczny zdecydowanie zapobiega tak wczesnemu pojawieniu się życia” - mówi Avi Loeb. - Pierwsze gwiazdy w obserwowalnym obszarze kosmosu eksplodowały później, gdy wiek Wszechświata wynosił około 30 milionów lat. Gwiazdy te wytwarzały węgiel, azot, tlen, krzem i inne pierwiastki cięższe od helu, które mogły stać się częścią pierwszych stałych planet podobnych do Ziemi, które powstały wokół gwiazd drugiej generacji. Jednak znacznie wcześniej możliwe jest również pojawienie się gwiazd pierwszej generacji z obłoków wodoru cząsteczkowego i helu, które zagęszczały się w skupiskach ciemnej materii - wiek Wszechświata w tamtym czasie wynosił około 15 milionów lat. Uważa się jednak, że prawdopodobieństwo wystąpienia takich klastrów było bardzo małe”.
Jednak według profesora Loeba, obserwacyjne dane astronomiczne pozwalają założyć, że we Wszechświecie mogą pojawić się oddzielne regiony, w których pierwsze gwiazdy rozbłysły i eksplodowały znacznie wcześniej, niż zaleca model standardowy. Gromadziły się tam produkty tych eksplozji, przyspieszając stygnięcie molekularnych obłoków wodoru i tym samym stymulując pojawianie się gwiazd drugiej generacji. Możliwe, że niektóre z tych gwiazd mogą mieć skaliste planety.
Avi Loeb, profesor astrofizyki na Uniwersytecie Harvarda: „Aby powstało życie, samo ciepło nie wystarczy, potrzebujesz również odpowiedniej chemii i geochemii. Ale na młodych skalistych planetach może być wystarczająco dużo wody i substancji potrzebnych do syntezy złożonych makrocząsteczek organicznych. A do prawdziwego życia nie jest daleko. Jeśli taki scenariusz jest mało prawdopodobny, nadal nie jest niemożliwy. Jednak sprawdzenie tej hipotezy w dającej się przewidzieć przyszłości jest prawie niemożliwe. Nawet jeśli gdzieś we Wszechświecie znajdują się planety o bardzo wczesnym narodzeniu, to w bardzo małych ilościach. Nie jest jasne, jak je znaleźć, a jeszcze bardziej niejasne jest, jak zbadać ślady biogenezy”.
Ciepły i komfortowy
Film promocyjny:
Ale pierwiastki cięższe od samego helu nie wystarczą do powstania życia - potrzebne są również komfortowe warunki. Na przykład życie ziemskie jest całkowicie zależne od energii słonecznej. W zasadzie pierwsze organizmy mogły powstać przy pomocy wewnętrznego ciepła naszej planety, ale bez ogrzewania słonecznego nie dotarłyby na powierzchnię. Ale 15 milionów lat po Wielkim Wybuchu to ograniczenie nie miało zastosowania. Temperatura reliktowego promieniowania kosmicznego była ponad sto razy wyższa od obecnego 2,7 K. Teraz maksimum tego promieniowania przypada na długość fali 1,9 mm, dlatego nazywa się je mikrofalami. A potem była podczerwień i nawet bez udziału światła gwiazd mogłaby ogrzać powierzchnię planety do temperatury całkiem wygodnej dla życia (0-30 ° C). Te planety (jeśli istniały) mogą nawet orbitować od swoich gwiazd.
Krótkie życie
Jednak bardzo wczesne życie praktycznie nie miało szans na przetrwanie przez długi czas, nie mówiąc już o poważnej ewolucji. Promieniowanie reliktowe szybko stygło wraz z rozszerzaniem się Wszechświata, a sprzyjający życiu czas ogrzewania powierzchni planety nie przekroczył kilku milionów lat. Ponadto 30-40 milionów lat po Wielkim Wybuchu rozpoczęły się masowe narodziny bardzo gorących i jasnych gwiazd pierwszej generacji, zalewając przestrzeń promieniami rentgenowskimi i mocnym światłem ultrafioletowym. Powierzchnia każdej planety w takich warunkach była skazana na całkowitą sterylizację.
Powszechnie przyjmuje się, że życie, które znamy, nie może powstać ani w gwiezdnej atmosferze, ani w gazowym olbrzymie, takim jak Jowisz, ani tym bardziej w kosmicznej próżni. Do powstania życia potrzebne są ciała niebieskie o bogatym składzie chemicznym, o stałej powierzchni, z basenem powietrznym i zbiornikami wody w stanie ciekłym. Uważa się, że takie planety mogą powstawać tylko w pobliżu gwiazd drugiego i trzeciego pokolenia, które zaczęły się palić setki milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Zasada antropiczna
Hipotezę Avi Loeba można wykorzystać do udoskonalenia tak zwanej zasady antropicznej. W 1987 roku laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Steven Weinberg oszacował zakres wartości energii antygrawitacyjnej próżni (teraz znamy ją jako ciemną energię), kompatybilny z możliwością narodzin życia. Energia ta, choć bardzo mała, prowadzi do przyspieszonego rozszerzania się przestrzeni, a zatem zapobiega powstawaniu galaktyk, gwiazd i planet. Wydaje się z tego wynikać, że nasz Wszechświat jest wręcz przystosowany do powstawania życia - to jest właśnie zasada antropiczna, bo gdyby wartość ciemnej energii była tylko sto razy większa, to we Wszechświecie nie byłoby gwiazd ani galaktyk …
Jednak z hipotezy Loeba wynika, że życie ma szansę powstać w warunkach, w których gęstość materii barionowej we Wszechświecie była milion razy większa niż w naszej epoce. Oznacza to, że życie może powstać, nawet jeśli stała kosmologiczna nie jest sto, ale milion razy wyższa niż jej rzeczywista wartość! Wniosek ten nie znosi zasady antropicznej, ale znacznie obniża jej wiarygodność.
Alexey Levin
