Aby sme zistili, či existuje život mimo Zeme, musíme sa vysporiadať s vlastným významom vo vesmíre. Sme niečím jedineční alebo nie sme ničím výnimoční?
Všetci žijeme na malej planéte obiehajúcej okolo hviezdy stredného veku, ktorá je jednou z odhadovaných 200 miliárd hviezd v obrovskom víre hmoty, ktorá tvorí galaxiu Mliečna cesta. Naša galaxia je jednou z pravdepodobne niekoľkých stoviek miliárd takýchto štruktúr v pozorovateľnom vesmíre a jej rozsah dnes vo všetkých smeroch od nás je viac ako 270 000 000 000 000 000 000 000 (2,7 × 1023) míľ.
Podľa každého mizerného ľudského štandardu je vesmír obrovské množstvo hmoty a obrovské množstvo priestoru. Náš druh sa sformoval v nepodstatnom okamihu kolosálnej histórie a zdá sa, že s našou účasťou alebo bez nej bude ešte dlhšia budúcnosť.
Pokusy definovať našu pozíciu, zistiť náš význam sa môžu javiť ako akýsi hypertrofovaný vtip. Musíme byť obludne hlúpi, ak si predstavíme, že pre seba nájdeme vôbec nejaký zmysel.
Snažíme sa o to práve napriek našej zjavnej priemernosti, ktorá sa stala viditeľnou, keď renesančný vedec Nikola Kopernik asi pred 500 rokmi prestal považovať Zem za stred slnečnej sústavy. Jeho myšlienka sa stala jedným z najväčších vedeckých objavov za posledných niekoľko sto rokov a tiež dôležitým ukazovateľom na našej ceste k pochopeniu vnútornej štruktúry vesmíru a podstaty skutočného sveta.
Pri našich pokusoch zhodnotiť našu hodnotu stojíme pred hádankou: niektoré objavy a teórie naznačujú, že život môže byť obyčajný a obyčajný, zatiaľ čo iné tvrdia opak. Ako by sme mali začať zhromažďovať naše vedomosti o vesmíre - od baktérií po Veľký tresk - a vysvetľovať, či sme alebo nie sme dôležití? A keď sa dozvieme viac o našom mieste vo vesmíre, snažíme sa pochopiť, čo to všetko znamená pre naše pokusy zistiť, či vo vesmíre existujú aj iné živé bytosti? Aké budú ďalšie kroky v tomto smere?
Čo my vieme
Propagačné video:
V 16. rokoch sa obchodník a vedec Antony van Leeuwenhoek pomocou vlastných ručne vyrobených mikroskopov stal prvým človekom, ktorý videl baktérie - cestou, ktorá ho preniesla do mimozemského sveta mikrokozmu. Tento pozoruhodný zostup, toto skĺznutie po schodoch fyzikálnych rozmerov do divoko rastúceho sveta v nás, bol prvým krokom k pochopeniu toho, že zložky nášho tela, naša hmota molekulárnych štruktúr, existujú na samom konci spektra biologického rozsahu. Pochybujem, že pred úžasným objavom Levenguka mali ľudia možnosť premýšľať o tejto skutočnosti nie na povrchnej úrovni, ale na inej, hlbšej úrovni.
Baktérie Streptococcus pyogenes
Na Zemi existujú organizmy, ktoré sú fyzicky väčšie a hmotnejšie ako my - pozrite sa na veľryby alebo stromy. Sme však oveľa bližšie k hornému koncu stupnice života ako k mikroskopickému koncu. Najmenšie množiace sa baktérie sú stovky miliárd krát menšie ako meter a najmenšie vírusy sú stále desaťkrát menšie. Ľudské telo je asi 10 alebo 100 miliónovkrát väčšie ako najjednoduchší život, aký poznáme.
Medzi teplokrvnými suchozemskými cicavcami patríme tiež medzi veľké exempláre, nie však na samom vrchole stupnice. Na opačnom konci sú naši najmenší príbuzní, maličké rejsice - veľmi malé tvory z vlny a mäsa vážiace iba dva gramy. Existujú na hranici možného a ich telá neustále strácajú teplo, čo len ťažko môžu kompenzovať pomocou bohatého jedla.
Väčšina cicavcov má však svojou veľkosťou bližšie bližšie ako naša - najmä keď si uvedomíte, že priemerná telesná hmotnosť populácie cicavcov je 40 gramov. Naše sofistikované bunkové inteligentné telá sú na samom vrchole a relatívne málo cicavcov je väčších ako my.
Niet pochýb o tom, že sme na tejto hranici, na hranici medzi zložitou rozmanitosťou biologicky malých a obmedzenými schopnosťami biologicky veľkých. Teraz si predstavte náš planetárny systém. Naša hviezda nepatrí k najhojnejším typom hviezd (väčšina z nich má menšiu hmotnosť), naše obežné dráhy sú v súčasnosti zaoblenejšie a sú od seba vzdialenejšie ako vo väčšine ostatných exoplanetárnych systémov a nemáme žiadne super- Zem medzi našimi planetárnymi susedmi.
Tento druh sveta, niekoľkonásobne väčší ako hmotná Zem, je zastúpený najmenej v 60% všetkých systémov, ale v našej slnečnej sústave to tak nie je. Ak by ste boli architektom planetárnych systémov, potom by ste považovali náš návrh za izolovaný, trochu odlišný od normy.
Niektoré z týchto charakteristík sú založené na skutočnosti, že naša slnečná sústava unikla významnej dynamickej reorganizácii, ktorú sa nepodarilo väčšine ostatných planetárnych systémov. To neznamená, že máme istotu tichej a pokojnej budúcnosti - najnovšie gravitačné simulácie ukazujú, že v priebehu niekoľkých stoviek miliónov rokov môže byť náš systém ovplyvnený chaotickejším obdobím.
A o ďalších päť miliárd rokov sa môže slnko rozširovať s nástupom obdobia spazmodického starnutia a výrazne zmeniť ožarovanie planét. Všetky ukazovatele naznačujú, že teraz žijeme v prechodnom alebo hraničnom čase, v prechodnom období medzi hviezdnou a planetárnou mládežou a nadchádzajúcim obdobím slabosti.
Naša relatívne pokojná existencia v tomto období, ak to hodnotíme spätne, nie je prekvapujúca. Rovnako ako v iných aspektoch našej situácie, žijeme na miernom mieste, nie príliš teplom a nie príliš chladnom, chemicky nie je naše prostredie príliš aktívne a príliš inertné, nie je príliš prchavé a nie je úplne bez zmien.
Okrem toho je dnes zrejmé, že toto astrofyzikálne pokojné susedstvo siaha ďaleko za našu galaxiu. Z pohľadu vesmíru ako celku existujeme v období, ktoré je oveľa staršie ako rýchle a násilné obdobie mladého, horúceho priestoru. Všade sa proces výroby hviezd spomaľuje. Iné slnká, iné planéty sa formujú v priemere iba 3% z toho, čo to bolo v období pred 11 až 8 miliardami rokov.
Tieto hviezdy sa začínajú pomaly pohybovať vesmírom. A ak hovoríme vo veľkých kozmologických pojmoch, bolo to len pred 6 alebo 5 miliardami rokov, čo sa náš vesmír začal po Veľkom tresku spomaľovať. Temná energia, ktorá sa rodí zo samotného vákua, urýchľuje rast vesmíru a pomáha potlačiť vývoj väčších vesmírnych štruktúr. To však znamená, že život je v samostatnej budúcnosti nakoniec odsúdený na nudnú izoláciu v čoraz nepochopiteľnejšom vesmíre.
Spojte všetky tieto faktory a potom je zrejmé, že náš pohľad na vnútorný a vonkajší priestor je výrazne obmedzený. Toto je pohľad z úzkeho pólu. Naše intuitívne chápanie náhodných udalostí a náš vedecký vývoj v oblasti štatistickej inferencie sa v skutočnosti mohli líšiť, ak by v oblasti poriadku alebo chaosu, priestoru a času existovali ďalšie okolnosti.
A samotná skutočnosť, že sme príliš ďaleko od iného života vo vesmíre - do bodu, keď sme ešte nedokázali zachytiť žiadne z jeho znakov alebo sa s ním stretnúť - má silný dopad na závery, ktoré môžeme urobiť.
závery
Máme dostatok dôkazov na podporu základnej Koperníkovej myšlienky, že nie sme ničím zvláštnym. Ale súčasne existuje niekoľko charakteristických čŕt nášho prostredia, ktoré naznačujú opak.
Niektoré z týchto kvalít dali vzniknúť takzvanému antropickému princípu, podľa ktorého sa určité základné konštanty v prírode javia ako „vyladené“, a teda sú základné kvality vesmíru vyvážené v blízkosti hraníc, ktoré umožňujú existenciu Zeme a života na nej. Ak pôjdete príliš ďaleko oboma smermi, potom môže byť povaha vesmíru úplne iná.
Mierne zmeňte relatívnu silu gravitácie a potom sa hviezdy buď vôbec nevytvoria a nevzniknú žiadne ťažké prvky, alebo sa vytvoria obrovské hviezdy, ktoré potom rýchlo zmiznú a nezanechajú stopy, potomkov ani cestu k životu. A ak zmeníte elektromagnetické sily, potom budú chemické väzby medzi atómami príliš slabé alebo príliš silné na to, aby vytvorili rôzne molekulárne štruktúry, ktoré umožňujú takú neuveriteľnú zložitosť vo vesmíre.
Špirálová galaxia NGC 4258
Čo si myslíme o všetkých týchto rozporoch? Podľa môjho názoru nás fakty posúvajú k novej vedeckej myšlienke nášho relatívneho miesta vo vesmíre, k rozlúčeniu s kopernikánskymi princípmi aj antropickými myšlienkami, a tiež si myslím, že posunutím sa týmto smerom sa táto nová myšlienka stane nezávislým princípom. Možno by sme túto novú myšlienku mohli nazvať kozmo-chaotickým princípom, platformou medzi poriadkom (pôvodný význam gréckeho slova kosmos) a chaosom.
Jeho podstata spočíva v tom, že život, a najmä život na Zemi, bude vždy v kontaktnom bode alebo na spojnici zón určených takými vlastnosťami ako energia, poloha, mierka, čas, poriadok a chaos. Faktory ako stabilita alebo chaos planetárnych dráh alebo zmeny podnebia a geofyziky na planéte sú priamymi prejavmi týchto charakteristík.
Ak sa posuniete príliš ďaleko od týchto hraníc, rovnováha sa posunie do nepriaznivého stavu. Náš život si vyžaduje správnu kombináciu ingrediencií, zmes pokoja a chaosu - správnu kombináciu jin a jang.
Priblíženie k týmto hraniciam umožňuje také zmeny a variácie, ale človek by sa nemal príliš priblížiť, aby neustále nepreťažoval samotný systém. Existujú zrejmé paralely s konceptom obývateľnej zóny (zóna Zlatovláska), podľa ktorej je teplota vesmírneho prostredia pre planétu okolo hviezdy v úzkom rozmedzí parametrov.
Ak neberiete do úvahy existenciu života, potom môže byť obývateľná zóna oveľa dynamickejšia - nemusí byť fixovaná v priestore a čase. Je to skôr neustále sa pohybujúca, krútiaca sa a ohýbajúca sa trajektória s mnohými parametrami - ako napríklad cesty, ktoré kladú ruky a nohy tanečníka.
Ak univerzálnym pravidlom je, že život môže existovať iba za týchto podmienok, potom vyvstávajú niektoré zaujímavé možnosti týkajúce sa nášho významu v priestore. Na rozdiel od prísnych Koperníkových myšlienok, ktoré zdôrazňujú našu priemernosť, a preto predpokladajú prítomnosť mnohých podobných podmienok vo vesmíre, predstava, že život si vyžaduje úpravu rôznych a dynamických parametrov, znižuje počet možností.
Možnosti života vyplývajúce z tohto nového prístupu sa tiež líšia od antropických predstáv, ktoré vo svojej najradikálnejšej časti predpovedajú pre formovanie života v priestore a čase všeobecne iba jedno miesto. Namiesto toho nové pravidlo definuje, kde by mal život vzniknúť, ako aj možnú frekvenciu, s akou to robí. Nové pravidlo objasňuje základné charakteristiky nevyhnutné pre život v možnom priestore s mnohými parametrami valcovania - označuje úrodné zóny.
Tento druh pravidla o živote nemusí nevyhnutne zmeniť živé bytosti na nejakú zvláštnu súčasť reality. Biológia je pravdepodobne najkomplexnejším fyzikálnym javom v našom vesmíre - alebo v akomkoľvek vesmíre, ktorý sa riadi určitými zákonmi. Toto je však možno extrémna hranica zvláštnosti: mimoriadne zložitá prírodná štruktúra, ktorá vzniká za správnych podmienok, na hranici poriadku a chaosu.
A táto formulácia konceptu toho, kde presne život zapadá do väčšej schémy prírody, vedie priamo k riešeniu hádanky, v ktorej existujú presvedčivé, ale nie definitívne argumenty, že život by mal existovať v hojnosti a že je extrémne zriedkavý.
Caleb Scharf
Caleb Scharf je riaditeľom interdisciplinárneho astrobiologického centra na Kolumbijskej univerzite; je autorom knihy Gravitačné motory: Ako čierne otvory vyvádzajúce bubliny vládnu galaxiám, hviezdam a životu v kozme.