W ciągu ostatnich dziesięciu lat ludzkość znacznie przyspieszyła tempo poszukiwań planet poza Układem Słonecznym. Nie, z jednej strony jest to na pewno świetne - dużo nowych informacji naukowych, ale z drugiej - co zrobimy z tymi wszystkimi planetami? Oczywiście teraz nie ma wątpliwości, że pewnego dnia ludzkość stanie się gatunkiem międzyplanetarnym, ale nadal trzeba żyć do tych czasów. Więc co mamy robić przez cały ten czas? Czy to naprawdę tylko czekanie, czy też powinniśmy się do tego przygotować już teraz?
Takie pytania, które pojawiają się w środowisku naukowym i pseudonaukowym, prowadzą do bardzo ciekawych i ambitnych propozycji. Taką propozycją jest na przykład projekt Project Blue, w ramach którego proponuje się stworzenie teleskopu kosmicznego, którego jedynym zadaniem będzie bezpośrednia obserwacja i badanie dowolnych planet w konstelacji Alfa Centauri, która będzie pierwszym celem lotów międzygwiazdowych. Albo, na przykład, Breakthrough Starshot - wspólna inicjatywa słynnego fizyka teoretycznego Stephena Hawkinga i rosyjskiego miliardera Yuri Milnera, która stawia sobie za zadanie wysłanie statku kosmicznego o wielkości nanometrycznej na Alpha Centauri okrakiem na bardzo silnej wiązce laserowej, która może dostarczyć go tam w zaledwie 20 lat. Ale możenajbardziej śmiałą i ambitną spośród przedstawionych ostatnio propozycji jest „Projekt Genesis”, który stawia sobie za zadanie zasiedlenie planet poza Układem Słonecznym „nasionami życia”.
Propozycję złożył dr Claudius Groß, fizyk teoretyczny z Instytutu Fizyki Teoretycznej na Uniwersytecie Johanna Wolfganga Goethego we Frankfurcie. W 2016 roku Gros opublikował artykuł opisujący, jak można stymulować życie drobnoustrojów na „częściowo zamieszkałych egzoplanetach” (to znaczy planetach, które mogą podtrzymywać życie, ale nie są w stanie samodzielnie go odrodzić) za pomocą robotycznych misji, w których te planety zostaną wysłane specjalne fabryki genów.
Celem Projektu Genesis jest zaludnienie „częściowo zamieszkanych egzoplanet” nasionami życia, inicjując w ten sposób nową ewolucję.
Nie tak dawno portal Universe Today napisał o jednym z najnowszych badań dr Grossa, w którym zaproponował on użycie specjalnego żagla magnetycznego jako systemu hamowania międzygwiazdowego statku kosmicznego, co bardzo przydałoby się w tym samym projekcie Hawkinga i Milnera. Portal Futuryzm z kolei zdołał skontaktować się z Grossem i zapytać go bardziej szczegółowo o Project Genesis. Poniżej znajdziesz odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania. Ponadto każdy może przeczytać szczegółowy artykuł Grossa „Rozwój ekosfer na przejściowo zamieszkałych planetach: projekt Genesis” („Rozwój ekosfer na przejściowo zamieszkałych planetach: Projekt Genesis”), choć w języku angielskim.
Jaki jest cel Project Genesis?
Film promocyjny:
Przestrzeń kosmiczna jest pełna różnorodnych egzoplanet, z których każda ma swój unikalny rozmiar, temperaturę i skład chemiczny. Celem Projektu Genesis jest stworzenie alternatywnych ścieżek ewolucyjnych dla ziemskiego życia na planetach, chociaż są one potencjalnie zamieszkane, ale nie mają własnego życia. Wielu naukowców uważa, że najprostsze życie nie jest tak rzadkim zjawiskiem we Wszechświecie. Złożone organizmy są w nim znacznie mniej powszechne. Nie wiemy tego na pewno, ale w tej chwili ta opinia ma szerokie poparcie.
W odpowiednich warunkach proste życie może się bardzo szybko rozwinąć. Trudność pojawia się właśnie w tworzeniu złożonych organizmów. Na tej samej Ziemi zajęło to ogromną ilość czasu. Tak zwana eksplozja kambryjska nastąpiła dopiero około 500 milionów lat temu, czyli prawie 4 miliardy lat po powstaniu planety. Jeśli damy planetom możliwość przyspieszenia procesu ewolucji, być może w ten sposób stworzymy ich własne eksplozje kambryjskie.
Które planety zamieszkać?
Głównymi kandydatami są nadające się do zamieszkania „planety tlenowe” zlokalizowane wokół gwiazd klasy widmowej M (czerwone karły), na przykład ten sam TRAPPIST-1. Jest prawdopodobne, że bogata w tlen atmosfera początkowa tych planet zapobiegła rozwojowi abiogenezy, czyli niezależnemu pojawieniu się życia.
Astronomowie obecnie najczęściej szukają planet w pobliżu czerwonych karłów. Jednak planety takich gwiazd będą się znacznie różnić od tych, które znajdują się obok gwiazd podobnych do Słońca. Tworzenie gwiazd wymaga pewnego czasu, aby osiągnąć warunki niezbędne do rozpoczęcia reakcji termojądrowej i produkcji energii. Na przykład naszemu Słońcu zajęło to około 10 milionów lat, co jest dość szybkie jak na kosmiczne standardy. Jednak w przypadku gwiazd takich jak TRAPPIST-1 może to zająć od 100 milionów do 1 miliarda lat. I dopiero potem zaczną obniżać swoją temperaturę, stając się bardziej odpowiednie do pojawienia się życia na planetach znajdujących się obok nich.
Planety wokół TRAPPIST-1 były najprawdopodobniej (i nadal mogą być) bardzo gorące, ponieważ sama gwiazda pozostawała gorąca przez bardzo długi czas. Silne promieniowanie UV w tym czasie rozdzieliło całą wodę w ich atmosferze na tlen i wodór. Oba te elementy uciekają następnie w kosmos. Dzieje się to szybciej w przypadku wodoru, ale tlen z reguły jest zatrzymywany. Wszystkie badania wskazują, że planety TRAPPIST-1 mają tlen w swojej atmosferze, ale jest to produkt reakcji chemicznych, a nie fotosyntezy (tak jak na Ziemi).
Istnieje duże prawdopodobieństwo, że takie planety tlenowe są całkowicie sterylne (pozbawione życia), ponieważ tlen wzmacnia efekt cieplarniany. Uważamy, że w naszej galaktyce mogą znajdować się miliardy planet tlenowych. Nie ma na nich życia, chociaż tylko do złożonego życia potrzebny jest tlen. W science fiction często ukazuje nam się planety z tymi samymi warunkami atmosferycznymi i życiem. Być może za 500 milionów lat takie planety pojawią się również w naszej galaktyce. Moglibyśmy to osiągnąć, sztucznie je zasiedlając.
Ilustracja pokazująca, jak może wyglądać system TRAPPIST-1 od strony planety TRAPPIST-1f (największa po prawej).
Jakie organizmy wysłać?
Pierwsza fala składałaby się z jednokomórkowych autotrofów syntetyzujących substancje organiczne z nieorganicznych. Te organizmy fotosyntetyzujące są pierwszymi ogniwami w łańcuchu pokarmowym. Są głównymi producentami materii organicznej w biosferze i będą dostarczać pożywienie dla heterotrofów, które należy wysłać w drugiej fali.
Jak można je wysłać, aby zamieszkały na innych planetach?
Będzie to zależało od poziomu technologii, jakim dysponujemy. Jeśli zrobimy znaczący postęp technologiczny, będziemy mogli wykorzystać tzw. Miniaturową fabrykę genów. Ten projekt będzie na ogół wymagał znacznego stopnia miniaturyzacji. Jeśli uda nam się opanować wymagany poziom, będzie to idealne rozwiązanie. Prześlij całą bazę genów, a następnie wybierz najbardziej optymalny organizm do ponownego zasiedlenia. Jeśli nie jest to możliwe, użyj zamrożonych genów. Znowu wszystko zależy od posiadanego poziomu technologii.
Możesz też spróbować wysłać sztuczne życie. Biologia syntetyczna to nowa i bardzo atrakcyjna dziedzina nauki, w tym aktywne wykorzystywanie metod przeprogramowania kodu genetycznego. Science fiction mówi nam o gatunkach o różnych kodach genetycznych. Obecnie naukowcy próbują osiągnąć to samo na Ziemi. Ostatecznym celem tego wszystkiego jest uzyskanie nowej żywej formy opartej na innym kodzie genetycznym. Dla Ziemi taki postęp byłby niezwykle niebezpieczny, ale dla innej planety mógłby być korzystny.
A jeśli te światy są już zamieszkane?
Project Genesis to projekt o życiu, a nie o jego zniszczeniu. Dlatego oczywiście chcielibyśmy uniknąć takiego rozwoju wydarzeń. Wysłane sondy będą miały za zadanie najpierw wejść na orbitę pożądanych planet. Z orbity możemy już z całą pewnością dowiedzieć się, czy na danej planecie istnieją złożone formy życia. Projekt Genesis jest skierowany przede wszystkim do planet, które zawsze pozostawały niezamieszkane. Ziemia była zamieszkana od miliardów lat, ale nie jesteśmy pewni co do egzoplanet.
Gwiazda oświetla atmosferę egzoplanety.
Istnieje bardzo wiele egzoplanet. Każdy ma swój własny rozmiar, temperaturę i potencjał do zamieszkania. Wiele z tych planet może z czasem nadać się do zamieszkania, być może za miliard lat. Jednak życie może po prostu nie mieć wystarczająco dużo czasu, aby rozwinąć się w złożone formy. Masz wybór: zostaw wszystko tak, jak jest, lub spróbuj szczęścia i postaraj się pomóc w pojawieniu się tam skomplikowanego życia.
Niektórzy uważają, że wszystkie kultury bakterii są bardzo ważne. Ale na Ziemi nie ma specjalnych instalacji chroniących wszystkie bakterie. Jednocześnie z jakiegoś powodu zaczynamy martwić się o planetarne bezpieczeństwo innych światów. Więc mówimy, że każde życie jest ważniejsze niż możliwość jego studiowania, prawda? Na Marsie najprawdopodobniej kiedyś też istniało życie. Teraz go tam nie ma, być może z wyjątkiem kilku gatunków bakterii. Są równie bezcenne, jak te, które można znaleźć na interesujących nas egzoplanetach. Niemniej jednak lecimy na Marsa, czyli tak naprawdę nie dbamy o jego ekosystem planetarny i bezpieczeństwo, zagrażając tym bakteriom. Czy nie ma tu dla ciebie żadnych sprzeczności?
Jestem bardzo optymistycznie nastawiony do odkrycia życia pozaziemskiego, ale co zrobić z tymi planetami, na których nie znajdziemy życia? Projekt Genesis może być alternatywą tworzenia życia, a nie jego niszczenia.
Czy będzie z tego jakaś korzyść dla ludzkości?
Tak i nie. Tak, ponieważ nasi potomkowie (lub przedstawiciele jakiejkolwiek innej inteligentnej i zaawansowanej technologicznie cywilizacji, która do tego czasu będzie żyła na Ziemi) będą mogli odwiedzić planety „Projektu Genesis” za 10-100 milionów lat (co jest uważane za minimalny czas życie zasiane na tych planetach mogłoby się w pełni dostosować i rozwinąć). Nie, ponieważ w tym przypadku będziemy mówić o tak odległych perspektywach czasowych, że irracjonalne byłoby mówienie teraz o „korzyściach”.
Projekt Starshot to inicjatywa Breakthrough Foundation, której celem jest wprowadzenie ludzkości w pierwszy międzygwiezdny lot.
Jak szybko będziemy gotowi na taki projekt?
Wysłanie sond Genesis będzie wymagało tego samego kierunkowego systemu wyrzutni energii, co planowana misja Breakthrough Starshot. W ramach tego ostatniego planowane jest wysłanie bardzo szybkiej, bardzo małej i bardzo lekkiej, ważącej 1 gram sondy kosmicznej do innego układu gwiezdnego za pomocą silnego ukierunkowanego systemu laserowego. Podobną technologię laserową można wykorzystać do wysłania czegoś większego, ale w efekcie prędkość wystrzeliwanego obiektu będzie mniejsza. Oczywiście stosunkowo niżej. Dlatego ostatecznie wszystko będzie zależało od tego, co jest najbardziej optymalne.
Artykuł, który niedawno napisałem na temat żagla magnetycznego, opisywał misję testową, która mogłaby udowodnić, że taka podróż jest możliwa. Mówiąc w skrócie o możliwości wystrzelenia w kosmos obiektu wielkości samochodu i wadze jednej tony, a także przyspieszenia tego obiektu do prędkości około 1000 km / s. Oczywiście w przypadku lotów międzygwiazdowych w stosunku do prędkości światła jest to bardzo małe, ale według ziemskich standardów jest bardzo szybkie. Faktem jest, że na takich długodystansowych lotach, poświęcając prędkość i zmniejszając ją około 100 razy, można użyć masy 10000 razy większej. Uruchomienie ważącej tonę sondy Project Genesis będzie nadal możliwe z wykorzystaniem technologii zaproponowanych do wykorzystania w projekcie Breakthrough Starshot.
Dodatkowo dzięki takiemu podejściu od razu rozwiązujemy problem związany z koniecznością budowy nowej wyrzutni. W takim przypadku będziemy mogli zaadaptować i korzystać z tego samego sprzętu, co w przypadku projektu Breakthrough Starshot. Po zbudowaniu pozostaje tylko próbne uruchomienie żagla magnetycznego, a jeśli wszystko się uda, to przystąpienie do nowej fazy projektu. Realistycznie wszystko to można zrealizować w ciągu najbliższych 50-100 lat.
Czy ten projekt ma przeciwników?
Istnieją trzy główne aspekty. Pierwsza jest religijna. Religijni przeciwnicy Projektu Genisys twierdzą, że ludzie nie powinni próbować udawać Boga. Jednak nie rozumieją lub nie chcą zrozumieć, że Projekt Genesis nie jest projektem stworzenia życia. To projekt, który może dać życiu szansę na dalszy rozwój. Nie na Ziemi, ale gdzieś w kosmosie.
Według licznych badań Mars wciąż może podtrzymywać życie, co z kolei tylko wzmaga gorącą debatę na temat „ochrony planet”.
Druga strona to zwolennicy idei ochrony planet, którzy argumentują, że nie powinniśmy ingerować w ekosystem planet już powstałych. Pomyślcie sami, niektórzy ludzie, którzy sprzeciwiają się Projektowi Genisys, cytują nawet jako argument „pierwszą dyrektywę Gwiezdnej Floty” z fikcyjnego świata „Star Trek”. Tak czy inaczej, Project Genesis w pełni popiera ideę ochrony planet, które są już domem dla złożonych form życia lub planet, na których złożone życie może rozwinąć się samoistnie w przyszłości. Celem Projektu Genesis są tylko te planety, na których złożone formy życia nie mogą się samodzielnie pojawiać i rozwijać.
Trzeci argument przeciwników projektu dotyczy rzekomo niewystarczającego poziomu jego potencjalnej korzyści dla ludzkości. Mówiąc prościej, uważają, że Projekt Genesis nie leży w najlepszym interesie ludzkości. Jeśli postawimy pytanie na takiej krawędzi, to rzeczywiście wartości priorytetowe dla niektórych gatunków (na przykład ludzkości) z reguły są stawiane ponad wszystko inne. Oznacza to, że wszystko jest dobre, co jest dobre dla własnego gatunku. W tym przypadku ogromne koszty finansowe projektu takiego jak Project Genesis naprawdę nie byłyby korzystne dla naszego własnego gatunku, a zatem z tej pozycji można je uznać za bez znaczenia.
Nikolay Khizhnyak