Ahli astronomi Cadangkan Gagal Cari Orang Aliens Bermakna Kami Selamat di Angkasa

Empat belas tahun yang lalu, lapan planet mengelilingi matahari. Terdapat potensi untuk kehidupan di tempat kedua, ketiga, dan keempat dari bintang, tetapi tidak ada lagi. Pada Venus, kesan rumah hijau yang terlalu aktif menghapuskan potensi itu. Di Marikh, graviti yang rendah membolehkan angin suria untuk menghapuskan suasana, membekukan potensi. Di Bumi, kehidupan berkembang di lautan, berkembang dan berkembang ke titik di mana mereka yang memilikinya dapat merenungkan asal-usulnya sendiri.

Tetapi kenapa bumi? Teori yang kurang dikenali tetapi menghairankan mencadangkan kita bersendirian atau hampir bersendirian di alam semesta - bukan kerana kehidupan yang jarang berlaku tetapi kerana ko-evolusi dengan daya planet adalah sangat berat sehingga kebanyakan kehidupan tidak dapat bertahan. Penyokong teori ini, yang dipanggil Gaian Bottleneck, melukis dari Hipotesis Dunia Gaian yang lebih tua, yang menunjukkan kehadiran kehidupan mengubah alam sekitar, membantu menjaga keadaan yang diperlukan untuk hidup terus wujud.

The Bottleneck Gaian, agak kontroversi dalam masyarakat saintis yang mempelajari asal-usul kehidupan. Para penyelidik berpecah sama ada Venus dan Mars pernah menjadi tuan rumah - tidak ada bukti pasti sama ada cara - dan masih tiada konsensus mengenai sifat proses awal Bumi. Dengan tiada konsensus yang jelas tentang asal usul kehidupan di Bumi sendiri dan tidak ada data mengenai kehidupan di mana-mana teori lain seperti Bottleneck Gaian yang dicipta oleh Aditya Chopra, sebuah astrobiologi postdoc di University of Washington, dan Charles Lineweaver tidak dapat dibuktikan atau dibuktikan. Sebaliknya, mereka menjadi sebahagian daripada idea-idea yang rumit mengenai hubungan kita dengan seluruh alam semesta yang memaklumkan bagaimana kita cuba menjawab salah satu soalan yang paling eksistensial manusia: Adakah kita sendiri?

"Apa yang kita ramalkan ialah kita akan mendapati kebanyakan planet tidak didiami," kata Chopra Songsang, "Dan kita tidak boleh kecewa."

Fakta bahawa kehidupan telah membuktikan begitu sukar untuk mencari di seberang Bumi telah lama saintis para saintis, kebanyakannya tidak selesa melompat ke kesimpulan bahawa kita bersendirian. Cara yang paling terkenal untuk memotong tali percanggahan yang diciptakan disebut tesis yang disebut Penapis Besar yang menimbulkan kejadian tingkat kepupusan yang membunuh semua makhluk hidup terjadi di banyak planet yang relatif sering.

Kerana peristiwa peringkat kepupusan boleh mengambil banyak bentuk yang berlainan, terdapat pelbagai hipotesis Penapis Hebat yang besar, dan sembilan mata yang berbeza di mana kehidupan dapat gagal. James Kasting, seorang ahli geofizik di Penn State University, meletakkannya dalam keadaan yang tegas. "Saya bimbang penapis itu adalah masa depan kita, dan bukan masa lalu kita," katanya.

Walau bagaimanapun, dengan begitu sedikit data mengenai kehidupan, sukar untuk mengetahui dengan tepat apa titik tekanan. "Penapis Besar boleh menjadi Bottleneck Gaian ini, tetapi ia boleh menjadi punca kehidupan itu sendiri," jelas Kasting. "Ia boleh menjadi asal usul eukariotik, asal usul seks, asal usul kehidupan pintar - mungkin tamadun teknologi seperti kita memusnahkan diri mereka sendiri. Saya fikir perubahan iklim boleh menjadi Penapis Hebat untuk kita."

Walau bagaimanapun, Chopra dan Lineweaver melihat kekurangan kehidupan di alam semesta dan datang ke kesimpulan yang bertentangan: Jika kehidupan adalah perkara biasa dan kita tidak menemuinya di alam semesta, mungkin kita ada di sisi lain penapis. Sekiranya terdapat satu titik dalam evolusi kehidupan yang begitu sukar ia menyebabkan kebanyakan kehidupan menjadi pupus, ada kemungkinan bumi telah berada di sana dan melakukannya.

Untuk mencipta hipotesis Bottleneck Gaian, mereka beralih kepada teori mengenai interaksi antara kehidupan dan planet yang dipanggil Gaia Hipotesis. Di dunia Gaian, kewujudan kehidupan adalah apa yang membuat planet boleh didiami. Ia adalah idea yang kontroversial, dan apabila ia mula dicadangkan pada tahun 1970-an, ia memperoleh aspek hampir teologi - kehidupan itu berfungsi bersama-sama dengan proses tidak hidup untuk mewujudkan sistem pengawalan diri. Teori ini telah diterima pada tahap tertentu hari ini - gagasan bahawa kehidupan mempengaruhi persekitaran umumnya dipersetujui, tetapi komuniti saintifik sebahagian besarnya menolak aspek antropomorfik dan teologi.

Bahagian kontroversial Bottleneck Chopra dan Lineweaver itu adalah premis terasnya bahawa kehidupan mikroba awal adalah apa yang membuatkan bumi berubah seperti Venus atau Mars. Itu hampir mustahil untuk dibuktikan, terutamanya kerana persis apa kesan kehidupan di persekitaran moden adalah sukar dijelaskan.

Selama beberapa juta tahun yang lalu, persekitaran Bumi telah menjadi tempat terbaik untuk menjadi jika anda adalah organisma kompleks aerobik, seperti kita, kata James Kirchner, ahli geokimia di Institut Penyelidikan Persekutuan Swiss. "Kita perlu mengenali, tentu saja, bahawa terdapat unsur yang tidak dapat diselamatkan di sana." Kirchner menyatakan bahawa kebanyakan organisma yang telah hidup di Bumi telah punah, dan hidup dalam iklim dan bioma yang sama sekali berbeza dengan apa yang wujud di Bumi hari ini - "Jadi untuk menghidupkan dan mengatakan iklim adalah ideal, adalah seperti: Sudah tentu - untuk kita," katanya.

Tetapi Chopra menunjukkan bahawa Bumi telah dapat dimakan untuk organisma lain sepanjang sejarahnya, yang tidak berlaku untuk planet kakak kita, Venus dan Mars. Terdapat teori bahawa kedua-dua Venus dan Mars mempunyai beberapa bentuk kehidupan mikroba, kata Chopra. Kita tahu bahawa Marikh mempunyai lautan yang luas pada satu titik, dan kemungkinan bahawa Venus mempunyai lautan awal dalam kehidupan planetnya juga. Dengan persekitaran seperti orang-orang awal Bumi, masuk akal untuk kedua-duanya mempunyai kehidupan mikrob, kata Chopra. Dan kegagalan kehidupan dan keadaan yang tidak dapat didiami di kedua-dua planet itu mencadangkan kepada Chopra bahawa mengekalkan kehidupan selama berbilion tahun adalah luar biasa. Tetapi ia tidak pasti apa yang akan menjadikan kehidupan di bumi istimewa. "Ia bergantung kepada proses pemilihan kehidupan di bumi," kata Chopra. "Adalah masuk akal bahawa sesetengah daripada mereka jarang berlaku."

Apabila kita mencari kehidupan pintar, Chopra menegaskan, kita menggunakan andaian bahawa kehidupan akan pupus selepas tempoh yang panjang. "Bagaimanapun, kepupusan akhir hayat adalah sesuatu yang kita tidak mempunyai bukti," katanya. "Kita mesti, sebagai saintis rasional, berpaling kepada gagasan kepupusan awal kehidupan, yang mana kita mempunyai beberapa bukti."

Tetapi tidak banyak bukti untuk menyokong sama ada hipotesis. Kami tidak dapat sampai ke titik di mana kita dapat menemui bukti fosil mengenai kehidupan mikroba pada Venus atau Mars, jadi hipotesis Chopra berdasarkan penyelidikan mengenai asal-usul kehidupan di Bumi dan kehilangan hipotetisnya terhadap Venus dan Mars. Salah satu pembahagian besar antara Chopra dan skeptis ialah kadar kehilangan hidrogen ke angkasa, yang boleh menyebabkan planet menjadi kering. Chopra tidak setuju, dan berpendapat bahawa terdapat bukti yang cukup dalam fosil kuno untuk mencadangkan bahawa Bumi telah ditutup dengan tikar mikrob yang mengubah kadar kehilangan hidrogen, menjaga Bumi dihuni.

Chopra meramalkan bahawa kehidupan akan kelihatan sangat berbeza di Venus dan Mars. Daripada koloni dan komuniti mikrob yang kuat, dia berfikir Venus dan Mars mempunyai poket mikroba. Di Venus atau Mars, "kami akan menemui individu yang tidak dapat mengawal gas rumah hijau dan albedo planet ini," katanya. Dalam teori ini, mikrob tidak cukup kooperatif untuk mempengaruhi atmosfer atau pemantulan permukaan Venus atau Marikh.

Tanpa mikrob koperasi yang memberi kesan kepada atmosfer awal, kebanyakan kehidupan akan pupus sejak awal dalam sejarah planet, kata Chopra. Untuk menjadikan kehidupan pintar lebih jarang berlaku di alam semesta, dan Chopra menunjukkan bahawa semua kehidupan di Bumi, hanya manusia yang seolah-olah menjadi kehidupan yang bijak. "Hanya kerana ia terjadi sekali di Bumi, tidak bermakna kita harus mengharapkannya di tempat lain." Namun, Chopra berkata, jika kita dapati sebuah planet yang mempunyai air cair selepas berbilion tahun, ia mungkin merupakan petunjuk bahawa planet semacam itu mempunyai kecerdasan hidup - tetapi dia berfikir mencari planet sedemikian sangat tidak mungkin.

"Alam semesta tidak berkewajipan untuk mengelakkan kekecewaan kita bersendirian," kata Chopra. "Walaupun kita tidak bersendirian di seluruh alam semesta, hanya kerana jarang planet yang didiami selama berbilion tahun: Adalah munasabah untuk mengandaikan bahawa kita bersendirian di alam semesta setempat."

Ahli sains lain telah menolak teori ini, menolak andaian mengenai kehilangan air dan cuaca di dunia awal, dengan adanya kehidupan di tempat lain. Lee Kump, ahli biokimia-geologi dari Penn State University, mengatakan bahawa ada model yang menunjukkan Bumi masih basah tanpa kehidupan mikroba. Dan Kasting dari Penn juga menegaskan, "kita tidak tahu bagaimana hidup yang meluas di Bumi awal." Dia ragu-ragu bahawa mikrob mungkin mempunyai kesan yang mengubah dunia kerana bumi awal tidak mempunyai tanah yang sangat banyak. Terdapat juga masalah yang terhablur dari 3.5 bilion tahun yang lalu sangat jarang berlaku. Ini menjadikan sukar untuk berhujah sama ada kehidupannya meluas atau hanya hadir di dalam poket di sekitar lubang hidroterma dan air cetek di Bumi awal.

Walau bagaimanapun, tanpa bukti pemerhatian yang kuat sama ada cara, Kump mengambil jalan tengah terhadap pengaruh kehidupan. "Ia sangat mungkin bahawa sejarah iklim untuk planet ini sangat dipengaruhi, jika tidak ditentukan oleh interaksi dengan kehidupan," katanya. "Tetapi itu tidak sama dengan mengatakan bahawa satu-satunya sebab ia boleh dihuni adalah kerana kehidupan." Menolak hipotesis ini di luar asal kehidupan di Bumi ke alam semesta pada umumnya sukar. "Apabila anda membuka kemungkinan bahawa ada sistem solar di luar sana yang mungkin kurang mencabar untuk proses fizikal," kata Kump, "Saya mendapati sukar untuk mengatakan bahawa kehidupan adalah sangat penting Anda perlu membuat banyak andaian yang goyah untuk mendapat jawapan sama sekali."

Mencari jawapannya adalah kerja kehidupan Kasting. "Saya fikir hidup sering timbul, jika tidak sepanjang masa," katanya. Sekiranya penyelidik dapat melihat dengan baik pada 10-20 planet-planet seperti di zon yang boleh dihuni, dia fikir mereka akan mencari kehidupan. Dia mencari gas seperti nitrous oksida atau metana dalam atmosfera dengan oksigen, kerana gas-gas ini sukar dibuat tanpa hidup.

Untuk mencari gas ini, penyelidik memerlukan teleskop pengimejan langsung yang sangat kuat. Gas berkurangan mungkin terdapat di atmosfera dalam kepekatan yang sangat rendah - beberapa ratus bahagian per juta. "Saya ingin peluang menguji hipotesis itu," kata Kasting, menunjukkan bahawa dia tidak mempunyai banyak masa tersisa dalam hidupnya untuk melakukannya.

Sama ada Chopra betul atau tidak, dengan perbincangan tentang hubungan antara asal kehidupan dan kehidupan luar angkasa adalah penting, kata Kasting. "Kami memerlukan hujah seperti ini kerana kami memerlukan dorongan untuk membina teleskop besar dan melakukan misi planet masa depan."

Tanpa bukti eksperimen untuk Bottleneck Gaian, Teori Chopra dan Lineweaver tetap tidak meyakinkan kepada masyarakat saintifik. Chopra berharap kerja-kerja penyelidik seperti Kasting akan memberikan jawapan dalam 30 tahun akan datang. Sama ada kita bersendirian di alam semesta, Chopra berkata jawapannya, tidak kira sama ada ya atau tidak, adalah "mendalam tidak kira apa jawapannya."