Astronomové navrhují selhání najít cizince znamená, že jsme v bezpečí ve vesmíru

Před čtyřmi miliardami let obíhlo kolem slunce osm planet. Tam byl potenciál pro život na druhé, třetí a čtvrté nejdále od hvězdy, ale žádný dosud neexistoval. Nadměrný skleníkový efekt na Venuši tento potenciál zničil. Na Marsu, nízká gravitace dovolila sluneční vítr otřít atmosféru, mrznout potenciál. Na Zemi rozkvétal život v oceánech, množil se a vyvíjel se do té míry, že ti, kdo ho mají, mohli přemýšlet o svém vlastním původu.

Ale proč Země? Trochu známá, ale překvapivě silná teorie naznačuje, že jsme sami nebo téměř sami ve vesmíru - ne proto, že život je vzácný, ale protože koevoluce s planetárními silami je tak namáhavá, že většina života nepřežije. Zastáncové této teorie, nazvaný Gaian Bottleneck, kreslí od starší hypotézy Gaian světa, který navrhne přítomnost života mění životní prostředí, pomáhat udržovat podmínky nutné pro život pokračovat existovat.

Gaian Bottleneck, je poměrně kontroverzní v komunitě vědců studujících původ života. Výzkumní pracovníci jsou rozděleni na to, zda Venuše a Mars někdy žijí život - neexistuje žádný definitivní důkaz v žádném směru - a stále neexistuje shoda o povaze raných procesů Země. Bez jasného konsensu o původu života na Zemi a bez údajů o životních teoriích, jako je například Gaian Bottleneck vytvořený Adityou Choprou, astronomickou postdoc na univerzitě ve Washingtonu, a Charlesem Lineweaverem nelze přesně prokázat nebo vyvrátit. Namísto toho se stávají součástí složité sítě myšlenek o našem vztahu ke zbytku vesmíru, které informují, jak se snažíme odpovědět na jednu z nejvíce existenciálních otázek lidstva: Jsme sami?

„Předpovídáme, že zjistíme, že většina planet není obydlena,“ říká Chopra Inverzní "A my bychom neměli být zklamaní."

Skutečnost, že život se ukázal být tak těžko dosažitelným za Zemí, byla dlouho zmatená vědci, z nichž většina není spokojená s tím, že jsme sami. Nejznámější způsob, jak proříznout uzel rozporů, který vytváří, se nazývá teza nazvaná Velký filtr, která předpokládá, že zabití všech živých bytostí na úrovni planety se vyskytuje na mnoha planetách poměrně často.

Protože události na úrovni zániku mohou mít mnoho různých forem, existuje obrovská škála hypotéz z Velkého filtru a devět různých bodů, ve kterých by život mohl selhat. James Kasting, geofyzik na Penn State University, to uvádí v přísných termínech. „Obávám se, že filtr je v naší budoucnosti a ne v naší minulosti,“ říká.

Nicméně s tak malými údaji o životě je těžké přesně vědět, jaký bude tlak. „Velkým filtrem by mohl být tento Gaianův Bottleneck, ale mohlo by to být původem samotného života,“ vysvětluje Kasting. „Mohlo by to být původ eukaryot, původ sexu, původ inteligentního života - mohlo by to být, že se technologické civilizace, jako je ta naše, samy zničí. Myslím, že změna klimatu by pro nás mohla být velkým filtrem. “

Chopra a Lineweaver se však dívají na nedostatek života ve vesmíru a dospějí k opačnému závěru: Pokud je život běžný a my jsme ho ve vesmíru nenalezli, je možné, že existujeme na druhé straně filtru. Pokud existuje jeden bod ve vývoji života, který je tak obtížný, že způsobí, že většina života vyhyne, je to možné, že tam byli pozemšťané a udělali to.

Aby se vytvořila hypotéza Gaian Bottleneck, obrátili se na teorii o interakci mezi životem a planetou zvanou hypotéza Gaia. V Gaianském světě je existence života to, co činí planetu obývatelnou. Je to kontroverzní myšlenka a když byla poprvé navržena v 70. letech, získala téměř teologický aspekt - že život spolupracuje s neživotními procesy, aby vytvořil samoregulační systém. Teorie byla dnes do jisté míry přijata - myšlenka, že život ovlivňuje životní prostředí, je obecně odsouhlasena, ale vědecká obec do značné míry odmítá antropomorfní a teologické aspekty.

Kontroverzní část Gaian Bottleneck z Chopry a Lineweaveru je jeho základním předpokladem, že časný mikrobiální život je to, co Zemi bránilo v tom, aby se obracela jako Venuše nebo Mars. To je téměř nemožné dokázat, a to zejména proto, že je těžké vysvětlit, jaký vliv má život na moderní prostředí.

Během posledních několika milionů let bylo životní prostředí Země tím nejlepším místem, pokud jste aerobním komplexním organismem, jako jsme my, říká James Kirchner, geochemik Švýcarského federálního výzkumného ústavu. „Musíme pochopit, že tam je prvek, který tam přežil.“ Kirchner poukazuje na to, že většina organismů, které žily na Zemi, zanikla a žila v podnebí a biomech, které jsou naprosto odlišné od toho, co existuje. na Zemi dnes: „Takže když se otočíme a řekneme, že klima je ideální, je to jako: Samozřejmě - pro nás,“ říká.

Chopra však poukazuje na to, že Země byla po celou dobu své historie obývatelná pro jiné organismy, což není případ našich sesterských planet, Venuše a Marsu. Existují teorie, že jak Venuše, tak Mars měly nějakou formu mikrobiálního života, říká Chopra. Víme, že Mars měl na jednom místě obrovské oceány a že je pravděpodobné, že Venuše měla také oceány na počátku svého planetárního života. S prostředí, jako je prostředí na počátku Země, by mělo smysl, aby oba měli mikrobiální život, říká Chopra. A selhání života a neobyvatelné podmínky na obou planetách naznačují Chopře, že udržení života na miliardy let je neobvyklé. Ale není jasné přesně, co by učinilo život na Zemi zvláštním. „Záleží na tom, jaký proces života na Zemi zažil,“ říká Chopra. "Je pravděpodobné, že některé z nich jsou vzácné."

Když hledáme inteligentní život, poukazuje Chopra na to, že používáme předpoklad, že život zanikne po dlouhém období. „Nicméně pozdní zánik života je něco, o čem nemáme žádné důkazy,“ říká. „Musíme se jako racionální vědci obrátit k myšlence předčasného zániku života, o kterém máme nějaké důkazy.“

Není však mnoho důkazů na podporu ani hypotézy. Dosud jsme se nedostali do bodu, kdy bychom mohli najít fosilní důkazy o mikrobiálním životě na Venuši nebo na Marsu, takže je Chopra hypotéza založena na výzkumu o původu života na Zemi a jeho hypotetické ztrátě na Venuši a Marsu. Jedním z velkých rozdílů mezi Choprou a skeptiky je míra ztráty vodíku v prostoru, která může vést k vysychání planet. Chopra nesouhlasí a myslí si, že ve starověkých fosiliích je dostatek důkazů, které by naznačovaly, že Země byla pokryta mikrobiálními rohožemi, které upravovaly rychlost ztráty vodíku a udržovaly Zemi obývatelnou.

Chopra předpovídá, že život by se ve Venuši a na Marsu vypadal velmi odlišně. Místo kolonií a silných mikrobiálních komunit si myslí, že Venuše a Mars měly kapsy mikrobů. Na Venuši nebo na Marsu „najdeme jednotlivce, kteří nejsou schopni kontrolovat skleníkové plyny a albedo planety,“ říká. V této teorii nebyly mikroby dostatečně kooperativní, aby ovlivnily atmosféru nebo odrazivost povrchů Venuše nebo Marsu.

Bez kooperativních mikrobů ovlivňujících časnou atmosféru by většina života zanikla velmi brzy na planetární historii, říká Chopra. Aby byl inteligentní život ještě více vzácný ve vesmíru a Chopra poukazuje na to, že celý život na Zemi, jen lidé se zdají být inteligentním životem. "Jen proto, že se to stalo jednou na Zemi, neznamená to, že bychom to měli očekávat jinde." Chopra však říká, že pokud najdeme planetu, která má po miliardách let tekutou vodu, může to znamenat, že taková planeta je inteligentní. život - ale myslí si, že nalezení takové planety je velmi nepravděpodobné.

„Vesmír není povinen zabránit zklamání z toho, že jsme sami,“ říká Chopra. "I když nejsme sami v celém vesmíru, jen kvůli vzácnosti planet obývaných miliardy let: Je rozumné předpokládat, že jsme sami v našem místním vesmíru."

Jiní vědci se proti této teorii posunuli a odmítli předpoklady o ztrátě vody a zvětrávání v raném světě, o existenci života jinde. Lee Kump, biochemický geolog z Penn State University, říká, že existují modely, které ukazují, že Země bude stále mokrá bez mikrobiálního života. A Kasting z Penna také poukazuje na to, že „nevíme, jak byl život na počátku Země rozšířený.“ Je skeptický, že mikroby by mohly mít světový vliv, protože časná Země neměla příliš vystavenou půdu. Existuje také problém, že skály před 3,5 miliardami let jsou velmi vzácné. To ztěžuje tvrzení, zda byl život rozšířený nebo jen přítomen v kapsách kolem hydrotermálních průduchů a mělké vody na počátku Země.

Nicméně, bez silných pozorovacích důkazů jeden způsob, Kump vezme střední půdu na vlivu života. „Je velmi pravděpodobné, že klimatické dějiny planety byly silně ovlivněny, pokud nejsou určeny těmito interakcemi se životem,“ říká. „Ale to není totéž, co říkám, že jediným důvodem, proč je obývatelný, je život.“ Zatlačení této hypotézy za hranice života na Zemi do vesmíru je obtížné. „Když otevřete možnost, že tam jsou solární systémy, které by mohly být méně náročné na fyzické procesy,“ říká Kump, „je pro mě těžké říct, že život je naprosto nezbytný. Musíte udělat spoustu nejistých předpokladů získat odpověď vůbec. “

Nalezení odpovědi bylo Kastingovo životní dílo. „Myslím, že život vzniká často, ne-li po celou dobu,“ říká. Pokud se výzkumníci mohou dobře podívat na 10-20 planet podobných Zemi v obývaných zónách, myslí si, že najdou život. Hledá plyny jako oxid dusný nebo metan v atmosféře s kyslíkem, protože tyto plyny je těžké vyrobit bez života.

Pro nalezení těchto plynů budou vědci potřebovat velmi silný dalekohled s přímým zobrazením. Redukované plyny budou pravděpodobně přítomny v atmosféře ve velmi nízkých koncentracích - několik set dílů na milion. „Chtěl bych šanci otestovat tuto hypotézu,“ říká Kasting a upozorňuje na to, že v životě nemá moc času na to, aby tak učinil.

Ať už je Chopra správná, či nikoliv, je důležité diskutovat o souvislostech mezi životem života a mimozemským životem. "Potřebujeme takovéto argumenty, protože potřebujeme podněty k budování velkých dalekohledů a budoucích planetárních misí."

Bez experimentálních důkazů pro Gaian Bottleneck, teorie Chopry a Lineweavera je pro vědeckou komunitu nepřesvědčivá. Chopra doufá, že práce výzkumníků, jako je Kasting, poskytnou odpovědi v příštích 30 letech. Pokud jde o to, zda jsme ve vesmíru sami, Chopra říká, že odpověď bez ohledu na to, zda je to ano nebo ne, je „hluboká bez ohledu na to, jaká odpověď může být.“