Być może w całej historii wszechświata nie było innego inteligentnego, zaawansowanego technicznie rodzaju kosmitów. W zeszłotygodniowym przemówieniu w New York Times naukowiec Adam Frank napisał: Tak, kosmici istnieją. Doszedł do tego wniosku, ponieważ istnieją potencjalne światy nadające się do zamieszkania, znane nam z badań astrofizycznych we wszechświecie, może tam również powstać inteligentne życie. Ale to, czego nie potrafił wyjaśnić, to ilość niewiadomych wprowadzonych do równania przez abiogenezę, ewolucję, zdolność do życia przez długi czas i inne czynniki. Rzeczywiście, istnieje astronomiczna liczba możliwości dla inteligentnych, zaawansowanych technologicznie form życia, ale z powodu kolosalnej niepewności może się zdarzyć, że ludzie są jedynymi żywymi stworzeniami, które przemierzają kosmos.znane naszemu wszechświatowi.
W 1961 roku naukowiec Frank Drake skompilował pierwsze równanie pokazujące, ile cywilizacji podróżujących w kosmos istnieje obecnie we wszechświecie. Oparł swoje obliczenia na szeregu nieznanych właściwości i czynników, aby dokonać na ich podstawie oszacowań i ostatecznie zrozumieć, ile technicznie zaawansowanych gatunków obcych jest obecnie w naszej galaktyce i obserwowalnym wszechświecie. Dzięki postępowi nauki w ciągu ostatnich 55 lat wielu czynników, których mogliśmy odgadnąć jedynie na podstawie domysłów, można teraz poznać z niesamowitą precyzją.
Przede wszystkim nasze rozumienie rozmiaru i skali wszechświata rozszerzyło się w najbardziej dramatyczny sposób. Dzięki obserwacjom z kosmosu i obserwatoriów naziemnych, które obejmują całe spektrum fal elektromagnetycznych, wiemy dziś, jak duży jest Wszechświat i ile jest w nim galaktyk. Mamy znacznie lepsze zrozumienie powstawania i funkcjonowania gwiazd. Dlatego, patrząc w ogromną otchłań odległej przestrzeni, jesteśmy w stanie obliczyć, ile gwiazd jest i było we wszechświecie w całej kosmicznej historii od czasu „Wielkiego Wybuchu”. To kolosalna ilość: około 10 do 24 potęgi. A to mówi nam, jakie szanse miał wszechświat w ciągu ostatnich 13,8 miliardów lat na zrodzenie życia takiego jak nasze.
Tak artysta wyobrażał sobie egzoplanetę Kepler-452b
Zdjęcie: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle
Wcześniej zastanawialiśmy się, ile gwiazd krążą wokół nich, które planety są w stanie stałym, ile ma atmosferę podobną do naszej, a ile takich planet znajduje się w takiej odległości od ich gwiazd, że na ich powierzchni znajduje się woda w stanie ciekłym. Przez niezliczone lata mogliśmy tylko spekulować na ten temat. Ale dzięki ogromnym postępom w badaniach egzoplanet, głównie z pomocą satelity kosmicznego Kepler NASA, dowiedzieliśmy się wiele o tym, co jest w kosmosie. Dziś znamy między innymi:
- planety lub układy planetarne krążą wokół 80-100% gwiazd na orbicie;
Film promocyjny:
- około 20-25% tych systemów ma planetę w strefie nadającej się do zamieszkania lub w miejscu, w którym na jej powierzchni może tworzyć się woda w stanie ciekłym;
- około 10-20% tych planet ma taką samą wielkość i masę jak Ziemia.
Łączymy wszystko razem i otrzymujemy, że we wszechświecie istnieje od 10 do 22 potęgi planet podobnych do Ziemi, na których istnieją niezbędne warunki do życia.
Ale tutaj sytuacja jest jeszcze lepsza, bo z wyjątkiem najwcześniejszych pokoleń pierwszych gwiazd, prawie wszystkie z nich są wzbogacone o ciężkie pierwiastki i składniki niezbędne do życia. Kiedy patrzymy na przestrzeń międzygwiazdową, na obłoki gazów molekularnych, na centra odległych galaktyk, na strumienie emanujące z dużych gwiazd, a nawet na naszą własną galaktykę, znajdujemy elementy układu okresowego - węgiel, azot, tlen, krzem, siarkę, fosfor, miedź, żelazo i tak dalej. To wszystko są substancje niezbędne do życia w znanej nam formie. Spoglądając wewnątrz meteorytów i asteroid w naszym Układzie Słonecznym, nie tylko znajdujemy te pierwiastki, ale znajdujemy je w złożonych cząsteczkach organicznych, takich jak cukier, pierścienie grafitowe, a nawet aminokwasy. Innymi słowy, we wszechświecie jest nie tylko więcej niż 10 do 22 potęgi planet podobnych do Ziemi;istnieje ponad 10 planet podobnych do Ziemi do 22 stopnia, na których znajdują się elementy niezbędne do życia!
Ale jeśli wykażemy naukową uczciwość i sumienność, na tym nasz optymizm powinien się skończyć. Faktem jest, że aby powstała cywilizacja podobna do człowieka, muszą się wydarzyć trzy ważne rzeczy.
Pierwszym etapem, który musi nastąpić, jest abiogeneza, kiedy „surowe” składniki związane z procesami organicznymi stają się tym, co rozpoznajemy jako „życie”.
Aby pojawiła się wielokomórkowość, złożoność, zróżnicowanie i to, co nazywamy „inteligencją”, życie na planecie musi istnieć i rozwijać się przez miliardy lat.
Artysta wyobraził sobie więc najjaśniejszą galaktykę we wszechświecie otoczoną pyłem
Zdjęcie: NRAO / AUI / NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
I wreszcie, takie inteligentne życie powinno w końcu stać się zaawansowaną naukowo i technicznie cywilizacją, która może albo zdobyć zdolność deklarowania swojej obecności we wszechświecie, albo wyjść poza własny dom i rozpocząć eksplorację przestrzeni kosmicznej, albo osiągnąć etap, w którym będą w stanie słuchać innych form umysłu w przestrzeni. Lub, w najbardziej optymistycznym przypadku, zrób wszystkie trzy rzeczy.
Kiedy Carl Sagan przedstawił swoją książkę Space: The Evolution of the Universe, Life, and Civilization w 1980 roku, argumentował, że rozsądnie byłoby dać każdemu z tych trzech kroków 10% szans na sukces. Jeśli to stwierdzenie jest prawdziwe, to tylko w galaktyce Drogi Mlecznej powinno być ponad 10 milionów inteligentnych obcych cywilizacji!
Dziś Adam Frank stwierdza, że nierealistyczne jest przypisanie tym trzem krokom skumulowanego prawdopodobieństwa mniejszego niż 10 do minus 22. Na tej podstawie dochodzi do wniosku, że gdzieś we wszechświecie muszą być kosmici. Ale to samo w sobie jest absurdalnym stwierdzeniem, które nie jest oparte na niczym. Tak, abiogeneza może być powszechna; nawet na samej Ziemi może się pojawiać wiele razy. A także na Marsie, Tytanie, Europie, Wenus, Enceladusie i innych planetach samego Układu Słonecznego. Albo może to być tak rzadki proces, że nawet jeśli stworzymy sto klonów młodej Ziemi (albo tysiąc, albo milion), nasz świat może być jedynym, na którym powstała ta abiogeneza.
A nawet gdyby życie powstało, jakie musi mieć szczęście, aby istnieć i rozkwitać przez miliardy lat? Czy katastrofalny scenariusz ocieplenia, taki jak na Wenus, nie jest normą? A może katastrofalny scenariusz ochłodzenia, jak na Marsie? A może życie w większości przypadków zatruwa się samo w procesie istnienia, tak jak prawie wydarzyło się to na Ziemi dwa miliardy lat temu? A nawet jeśli mamy życie, które istnieje od miliardów lat, jak często będą takie procesy jak eksplozja kambryjska, w wyniku której ogromne wielokomórkowe makroskopowe rośliny, zwierzęta i grzyby zaczną dominować na planecie? Mogą występować dość często, gdy 10% takich eksplozji kończy się sukcesem lub rzadko, gdy szansa powodzenia takich eksplozji wynosi jeden na milion, a nawet jeden na miliard.
A nawet jeśli tak się stanie, jak rzadko takie gatunki jak ludzie używają narzędzi, rozwijają technologie i wystrzeliwują rakiety w kosmos? Rozwinięte gady, ptaki i ssaki, które według niektórych standardów można uznać za rozsądne, istniały od dziesiątek i setek milionów lat, ale współczesny człowiek pojawił się niecały milion lat temu. Dopiero w ciągu ostatnich dwóch stuleci staliśmy się „technicznie zaawansowani” w naszym rozumieniu. Czy jest 10 procent szans, że po przejściu przez poprzedni krok dostaniemy cywilizację kosmicznych podróżników? A może takie szanse są jak jedna na tysiąc, na milion, na bilion lub nawet gorsze?
Prawdę mówiąc, tego nie wiemy. Wiemy, że wszechświat daje inteligentnemu życiu bardzo dużą liczbę szans wystąpienia, rzędu 10 do 22 potęgi. Wiemy też, że prawdopodobieństwo awansu i rozwoju w tym życiu, stania się technicznie zaawansowaną cywilizacyjną przestrzenią do opanowania, jest bardzo małe. To, czego nie wiemy, to znaczenie tego prawdopodobieństwa. Jakie są szanse: 10 do minus trzeciej, 10 do minus dwudziestej, dziesięć do minus pięćdziesiątej? A może mniej? Wiemy, że przynajmniej raz powstało życie (człowiek), a zatem prawdopodobieństwo jego powstania nie jest zerowe. Ale który? Aby się tego dowiedzieć, potrzebujemy danych. Założenia, hipotezy i stwierdzenia nie zastąpią tych informacji. Musimy ją znaleźć, żeby wiedzieć. I wbrew twierdzeniom New York Timesa, wszystko inne to nic innego jak wróżenie z fusów kawy.
Astrofizyk i pisarz Ethan Siegel jest twórcą i głównym autorem bloga Starts With A Bang.