Astronomi predlažu neuspjeh u pronalaženju stranaca znači da smo sigurni u svemiru

Prije četiri milijarde godina, osam planeta kružilo je oko sunca. Na drugom, trećem i četvrtom, najudaljenijem mjestu od zvijezde postoji potencijal za život, ali još nije postojao. Na Veneri je prekomjerni efekt staklenika uništio taj potencijal. Na Marsu, niska gravitacija dopustila je da sunčev vjetar izbriše atmosferu i zamrzne potencijal. Na Zemlji je život procvjetao u oceanima, širio se i evoluirao do te mjere da bi oni koji su ga imali mogli razmisliti o vlastitom podrijetlu.

Ali zašto Zemlja? Malo poznata, ali iznenađujuće moćna teorija sugerira da smo sami ili gotovo sami u svemiru - ne zato što je život rijedak, nego zato što je koevolucija s planetarnim silama toliko naporna da većina života ne preživi. Zagovornici te teorije, nazvane Gaian Bottleneck, izvlače se iz starije Gaianove svjetske hipoteze, koja sugerira da prisutnost života mijenja okolinu, pomažući održavanju uvjeta potrebnih za nastavak života.

Gaiansko usko grlo, vrlo je kontroverzno u zajednici znanstvenika koji proučavaju porijeklo života. Istraživači su podijeljeni oko toga jesu li Venera i Mars ikada ugostili život - nema konačnog dokaza ni u kojem slučaju - i još uvijek nema konsenzusa o prirodi ranih Zemljinih procesa. Bez jasnog konsenzusa o porijeklu života na samoj Zemlji i nikakvih podataka o životu drugdje, teorije kao što su Gaiansko usko grlo koje je stvorio Aditya Chopra, astrobiološki postdok na Sveučilištu Washington i Charles Lineweaver ne mogu biti točno dokazane ili opovrgnute. Umjesto toga, oni postaju dio složene mreže ideja o našem odnosu prema ostatku svemira koji nam govore kako pokušavamo odgovoriti na jedno od većine egzistencijalnih pitanja čovječanstva: Jesmo li sami?

"Ono što predviđamo jest da ćemo otkriti da većina planeta nije naseljena", kaže Chopra Inverzan, "I ne bismo trebali biti razočarani."

Činjenica da se život pokazao tako teškim za pronalaženje izvan Zemlje odavno je zbunila znanstvenike, od kojih se većina ne osjeća ugodno kako bi došli do zaključka da smo sami. Najpoznatiji način rezanja čvora proturječja koji se stvara naziva se teza pod nazivom Veliki filtar koja pretpostavlja da se ubijanje svih živih bića na razini planeta događa relativno često.

Budući da događaji na razini izumiranja mogu poprimiti mnogo različitih oblika, postoji velika raznolikost hipoteza Velikog filtra i devet različitih točaka u kojima život može propasti. James Kasting, geofizičar sa Penn State University, stavlja ga u oštre uvjete. "Brinem se da je filter u našoj budućnosti, a ne u našoj prošlosti", kaže on.

Međutim, s tako malo podataka o životu, teško je točno znati koja će biti točka pritiska. "Veliki filtar mogao bi biti to Gaiansko usko grlo, ali to bi moglo biti izvor samog života", objašnjava Kasting. "To bi moglo biti podrijetlo eukariota, podrijetlo spola, podrijetlo inteligentnog života - moglo bi biti da tehnološke civilizacije kao što je naša uništavaju sebe." Mislim da bi klimatske promjene mogle biti veliki filter za nas. ”

Međutim, Chopra i Lineweaver promatraju nedostatak života u svemiru i dolaze do suprotnog zaključka: Ako je život uobičajen i nismo ga pronašli u svemiru, moguće je da postojimo na drugoj strani filtra. Ako postoji jedna točka u evoluciji života koja je toliko teška, to uzrokuje izumiranje većine života, moguće je da su tamo bili i ljudi koji su to učinili.

Da bi stvorili hipotezu o Gaianskom uskom grlu, oni su se okrenuli teoriji o interakciji između života i planete koja se zove Gaia hipoteza. U Gaianskom svijetu postojanje života čini planetu naseljivom. To je kontroverzna ideja, a kada je prvi put predložena 1970-ih, dobila je gotovo teološki aspekt - da život radi zajedno s neživim procesima kako bi stvorio samoregulirajući sustav. Teorija je danas donekle prihvaćena - ideja da su životni učinci na okoliš općenito prihvaćeni, ali znanstvena zajednica u velikoj mjeri odbacuje antropomorfne i teološke aspekte.

Kontroverzni dio Gaianovog uskog grla Chopre i Lineweaver je njegova temeljna pretpostavka da je rani mikrobiološki život ono što je držalo Zemlju u ispadanju poput Venere ili Marsa. To je gotovo nemoguće dokazati, pogotovo zato što je teško objasniti upravo ono što život ima na moderno okruženje.

Tijekom posljednjih nekoliko milijuna godina, Zemljino okruženje bilo je u najboljem slučaju najbolje mjesto ako ste aerobni složeni organizam, kao što smo mi, kaže James Kirchner, geokemičar u švicarskom Saveznom istraživačkom institutu. "Moramo, naravno, prepoznati da postoji element zablude preživjelih." Kirchner ističe da je većina organizama koji su živjeli na Zemlji izumrli i živjeli su u klimi i biomima koji su potpuno različiti od onih koji postoje na Zemlji danas - "Okrenuti se i reći da je klima idealna, je poput: Naravno - za nas", kaže on.

Ali Chopra ističe da je Zemlja bila pogodna za druge organizme kroz svoju povijest, što nije slučaj za naše planete sestre, Veneru i Mars. Postoje teorije da su i Venera i Mars imali neki oblik mikrobiološkog života, kaže Chopra. Znamo da je Mars imao ogromne oceane u jednom trenutku, i vjerojatno je Venera imala oceane rano u svom planetarnom životu. S okolinama poput onih na ranoj Zemlji, imalo bi smisla da oboje imaju mikrobiološki život, kaže Chopra. I neuspjeh života i neuslovni uvjeti na oba planeta sugeriraju Chopri da je održavanje tog života milijardama godina neobično. Ali nejasno je točno što bi učinilo život na Zemlji posebnim. "Ovisi o tome koji je proces odabira doživio život na Zemlji", kaže Chopra. "Vjerojatno je da su neki od njih rijetki."

Kada tražimo inteligentan život, Chopra ističe, koristimo pretpostavku da život izumire nakon dugog razdoblja. "Međutim, kasno izumiranje života je nešto za što nemamo nikakvih dokaza", kaže on. "Moramo se, kao racionalni znanstvenici, okrenuti ideji ranog gašenja života, za što imamo neke dokaze."

Ali nema mnogo dokaza koji bi poduprli niti jednu hipotezu. Nismo stigli do točke gdje još možemo pronaći fosilne dokaze o mikrobiološkom životu na Veneri ili Marsu, pa se Choprina hipoteza temelji na istraživanju porijekla života na Zemlji i njegovom hipotetskom gubitku na Veneri i Marsu. Jedna od najvećih razlika između Chopre i skeptika je stopa gubitka vodika u prostoru, što može dovesti do isušivanja planeta. Chopra se ne slaže i misli da u drevnim fosilima ima dovoljno dokaza da je Zemlja prekrivena mikrobnim prostirkama koje su mijenjale brzinu gubitka vodika, održavajući Zemlju useljivom.

Chopra predviđa da bi život na Veneri i Marsu izgledao vrlo različito. Umjesto kolonija i jakih mikrobnih zajednica, misli da Venera i Mars imaju džepove mikroba. Na Veneri ili Marsu, "naći ćemo pojedince koji nisu bili u stanju kontrolirati stakleničke plinove i albedo planeta", kaže on. U ovoj teoriji, mikrobi nisu bili dovoljno kooperativni da utječu na atmosferu ili reflektivnost površina Venere ili Marsa.

Bez kooperativnih mikroba koji utječu na ranu atmosferu, većina života bi izumrla vrlo rano u planetarnoj povijesti, kaže Chopra. Da inteligentni život učini još rjeđim u svemiru, a Chopra ističe da je od života na Zemlji samo čovjek inteligentan život. "Samo zato što se to jednom dogodilo na Zemlji, ne znači da bismo to trebali očekivati ​​negdje drugdje." Ipak, Chopra kaže, ako pronađemo planetu koja ima tekuću vodu nakon milijardi godina, to bi mogla biti indikacija da takav planet ima inteligentan život - ali on misli da je pronalaženje takvog planeta krajnje nevjerojatno.

"Svemir nema nikakvu obvezu spriječiti razočaranje zbog nas samih", kaže Chopra. "Čak i ako nismo sami u cijelom svemiru, samo zbog rijetkosti planeta naseljenih milijardama godina: Razumno je pretpostaviti da smo sami u našem lokalnom svemiru."

Drugi znanstvenici su se povukli protiv te teorije, odbacujući pretpostavke o gubitku vode i vremenskim uvjetima u ranom svijetu, o postojanju života drugdje. Lee Kump, biokemijski geolog sa Sveučilišta Penn State, kaže da postoje modeli koji pokazuju da bi Zemlja još uvijek bila mokra bez života mikroorganizama. A Kasting iz Penna također ističe: "Ne znamo kako je život bio široko rasprostranjen u ranoj Zemlji." Skeptičan je da su mikrobi mogli imati učinak koji mijenja svijet jer rana Zemlja nije imala jako izloženo zemljište. Tu je i problem da su stijene prije 3,5 milijardi godina izuzetno rijetke. Zbog toga je teško raspravljati je li život bio rasprostranjen ili samo prisutan u džepovima oko hidrotermalnih otvora i plitke vode na ranoj Zemlji.

Međutim, bez snažnih dokaza o promatranjima u svakom slučaju, Kump zauzima središte na utjecaj života. "Vrlo je vjerojatno da je klimatska povijest planeta bila pod snažnim utjecajem, ako ne određena interakcijama sa životom", kaže on. "Ali to nije isto što i reći da je jedini razlog zbog kojeg je useljivo zbog života." Guranje ove hipoteze izvan podrijetla života na Zemlji u svemir je teško. "Kad otvorite mogućnost da postoje solarni sustavi koji su možda bili manje izazovni za fizičke procese", kaže Kump, "teško mi je reći da je život bio apsolutno neophodan. Morate napraviti jako mnogo klimavih pretpostavki. dobiti bilo kakav odgovor."

Pronalaženje odgovora bilo je Kastingovo životno djelo. "Mislim da se život često javlja, ako ne cijelo vrijeme", kaže on. Ako istraživači mogu dobro sagledati 10-20 planeta nalik Zemlji u naseljanim zonama, on misli da će pronaći život. On traži plinove poput dušikovog oksida ili metana u atmosferi s kisikom, jer je te plinove teško napraviti bez života.

Da bi pronašli te plinove, istraživačima će biti potreban vrlo snažan teleskop. Smanjeni plinovi vjerojatno će biti prisutni u atmosferi u vrlo niskim koncentracijama - nekoliko stotina dijelova na milijun. "Htio bih priliku da testiram tu hipotezu", kaže Kasting, ističući kako u životu nema mnogo vremena za to.

Je li Chopra ispravna, ili ne, bitna je rasprava o povezanosti porijekla života i izvanzemaljskog života, kaže Kasting. "Potrebni su nam takvi argumenti jer nam je potreban poticaj za izgradnju velikih teleskopa i buduće planetarne misije."

Bez eksperimentalnih dokaza za Gaianovo usko grlo, Chopra i Lineweaver teorija ostaju neuvjerljivi za znanstvenu zajednicu. Chopra se nada da će rad istraživača poput Kastinga dati odgovore u sljedećih 30 godina. Što se tiče toga da li smo sami u svemiru, Chopra kaže da je odgovor, bez obzira je li to da ili ne, "dubok bez obzira na odgovor."