Pentru a afla dacă viața există în afara Pământului, trebuie să ne ocupăm de propria noastră semnificație în univers. Suntem ceva unic sau nu suntem nimic special?
Cu toții trăim pe o mică planetă care orbitează o stea de vârstă mijlocie, care este una dintre cele aproximativ 200 de miliarde de stele din vasta vârtej de materie care alcătuiește galaxia Calea Lactee. Galaxia noastră este una dintre, probabil, câteva sute de miliarde de astfel de structuri din universul observabil, iar întinderea sa astăzi în toate direcțiile de la noi este mai mare de 270.000.000.000.000.000.000.000 (2,7 × 1023) mile.
După orice standard uman imens, universul este o cantitate enormă de materie și o cantitate enormă de spațiu. Specia noastră s-a format într-un moment nesemnificativ al istoriei colosale și se pare că va exista un viitor și mai lung cu sau fără participarea noastră.
Încercările de a ne defini poziția, de a ne stabili importanța pot părea un fel de glumă hipertrofiată. Trebuie să fim monstru prost dacă ne imaginăm că putem găsi vreun sens pentru noi înșine.
Cu toate acestea, încercăm să facem exact asta, în ciuda aparentei noastre mediocrități, care a devenit vizibilă atunci când omul de știință renascentist Nikola Kopernik, în urmă cu aproximativ 500 de ani, a încetat să mai considere Pământul ca fiind centrul sistemului solar. Ideea sa a devenit una dintre cele mai mari descoperiri științifice din ultimele câteva sute de ani, precum și un indicator important pe drumul nostru către înțelegerea structurii interioare a cosmosului și a naturii lumii reale.
În încercările noastre de a ne evalua valoarea, ne confruntăm cu o ghicitoare: unele descoperiri și teorii sugerează că viața poate fi obișnuită și obișnuită, în timp ce altele susțin contrariul. Cum ar trebui să începem să adunăm cunoștințele noastre despre spațiu - de la bacterii la Big Bang - pentru a explica dacă suntem importanți sau nu? Și pe măsură ce aflăm mai multe despre locul nostru în univers, încercăm să înțelegem ce înseamnă toate acestea pentru încercările noastre de a afla dacă există alte ființe vii în spațiu? Care vor fi următorii noștri pași în această direcție?
Ce știm
Video promotional:
În anii 1600, comerciantul și omul de știință Antony van Leeuwenhoek, folosind propriile sale microscopuri realizate manual, a devenit prima persoană care a văzut bacteriile, o călătorie care l-a dus în lumea extraterestră a microcosmosului. Această coborâre remarcabilă, această alunecare pe scările dimensiunilor fizice în lumea exuberantă din noi, a fost primul pas către înțelegerea faptului că componentele corpului nostru, masa noastră de structuri moleculare, există la capătul foarte îndepărtat al spectrului scalei biologice. Mă îndoiesc că înainte de descoperirea uimitoare a lui Levenguk, oamenii au avut ocazia să se gândească la acest fapt, nu la un nivel superficial, ci la un alt nivel mai profund.
Streptococcus pyogenes bacterii
Există organisme pe Pământ care sunt fizic mai mari și mai masive decât noi - uită-te la balene sau copaci. Cu toate acestea, suntem mult mai aproape de capătul superior al scării vieții decât de capătul microscopic. Cele mai mici bacterii care se reproduc sunt de sute de miliarde de ori mai mici de un metru, iar cei mai mici viruși sunt încă de zece ori mai mici. Corpul uman este de aproximativ 10 sau 100 de milioane de ori mai mare decât cea mai simplă viață pe care o cunoaștem.
Printre mamiferele terestre cu sânge cald, ne aflăm și printre exemplarele mari, dar nu chiar în vârful scalei. La capătul opus se află cele mai mici rude ale noastre, șoricile mici - creaturi foarte mici de lână și carne care cântăresc doar două grame. Există la marginea posibilului, iar corpul lor pierde constant căldură, pe care cu greu o pot compensa cu ajutorul hranei abundente.
Cu toate acestea, majoritatea mamiferelor sunt mai aproape de dimensiunile lor decât ale noastre - mai ales atunci când considerați că greutatea corporală medie a populației de mamifere este de 40 de grame. Corpurile noastre complexe, inteligente, bazate pe celule, se află la vârf și relativ puține mamifere sunt mai mari decât noi.
Nu există nicio îndoială că suntem chiar la această margine, la această graniță între diversitatea complexă a celor mici biologic și capacitățile limitate ale celor biologic mari. Acum imaginați-vă sistemul nostru planetar. Steaua noastră nu aparține celui mai abundent tip de stele (cele mai multe dintre ele au o masă mai mică), orbitele noastre sunt în prezent mai rotunjite și mai distanțate una de alta decât în majoritatea celorlalte sisteme exoplanetare și nu avem nicio super- Pământul printre vecinii noștri planetari.
Acest tip de lume, de câteva ori mai mare decât Pământul în masă, este reprezentat în cel puțin 60% din toate sistemele, dar în sistemul nostru solar nu este. Dacă ați fi arhitectul sistemelor planetare, atunci ați considera că proiectarea noastră este izolată, ușor diferită de normă.
Unele dintre aceste caracteristici se bazează pe faptul că sistemul nostru solar a scăpat de o reorganizare dinamică majoră pe care majoritatea celorlalte sisteme planetare nu au reușit să o facă. Acest lucru nu înseamnă că avem asigurarea unui viitor liniștit și pașnic - cele mai recente simulări gravitaționale arată că în câteva sute de milioane de ani sistemul nostru poate fi afectat de o perioadă mai haotică.
Și peste încă cinci miliarde de ani, soarele se poate extinde odată cu debutul unei perioade de îmbătrânire spasmodică și poate schimba semnificativ iradierea planetelor. Toți indicatorii indică faptul că trăim acum într-un timp intermediar sau limită, în perioada de tranziție dintre tineretul stelar-planetar și următoarea perioadă de slăbiciune.
Existența noastră relativ calmă în această perioadă, dacă o evaluăm retrospectiv, nu este surprinzătoare. Ca și în alte aspecte ale situației noastre, trăim într-un loc temperat, nu prea cald și nici prea rece, din punct de vedere chimic mediul nostru nu este prea activ și nu prea inert, nu este prea volatil și nu este complet lipsit de schimbări.
În plus, astăzi este evident că acest cartier calm astrofizic se extinde dincolo de galaxia noastră. Din punctul de vedere al universului în ansamblu, existăm într-o perioadă mult mai veche decât perioada rapidă și violentă a unui spațiu tânăr și fierbinte. Peste tot procesul de realizare a stelelor încetinește. Alți sori, alte planete se formează la o rată medie de doar 3% din ceea ce era în perioada de acum 11 până la 8 miliarde de ani.
Aceste stele încep să se miște încet prin univers. Și, dacă vorbim în termeni cosmologici mari, acum doar 6 sau 5 miliarde de ani universul nostru a început să încetinească după Big Bang. Energia întunecată, născută din vid în sine, accelerează creșterea spațiului și ajută la suprimarea dezvoltării unor structuri cosmice mai mari. Dar asta înseamnă că viața este în cele din urmă condamnată într-un viitor separat la izolarea plictisitoare într-un univers din ce în ce mai neînțeles.
Puneți toți acești factori împreună și apoi devine clar că viziunea noastră asupra spațiului interior și exterior este sever limitată. Aceasta este o vedere dintr-un stâlp îngust. De fapt, înțelegerea noastră intuitivă a evenimentelor aleatorii și dezvoltarea noastră științifică în domeniul inferenței statistice, probabil, ar fi diferite dacă ar exista alte circumstanțe în domeniul ordinii sau haosului, spațiului și timpului.
Și chiar faptul că suntem prea departe de orice altă viață din spațiu - într-o asemenea măsură încât nu am reușit încă să surprindem niciunul dintre semnele sale sau să-l întâlnim - are un impact puternic asupra concluziilor pe care le putem trage.
concluzii
Avem suficiente dovezi care să susțină ideea de bază a lui Copernic că nu suntem nimic special. Dar, în același timp, există mai multe trăsături caracteristice ale mediului nostru care indică contrariul.
Unele dintre aceste calități au dat naștere așa-numitului principiu antropic, potrivit căruia anumite constante fundamentale din natură par a fi „reglate fin”, și astfel calitățile fundamentale ale universului sunt echilibrate în apropierea limitelor care permit pământului și viața de pe el să existe. Dacă mergeți prea departe în ambele direcții, atunci natura cosmosului poate fi complet diferită.
Schimbați ușor puterea relativă a gravitației, apoi stelele fie nu se vor forma deloc, nici elemente grele nu vor apărea, fie vor fi create stele uriașe și apoi vor dispărea rapid, fără a lăsa urme, nici descendenți, nici cale spre viață. Și dacă schimbați forțele electromagnetice, atunci legăturile chimice dintre atomi vor fi prea slabe sau prea puternice pentru a crea o varietate de structuri moleculare care vă permit să aveți o complexitate atât de incredibilă în spațiu.
Galaxia spirală NGC 4258
Ce părere avem despre toate aceste contradicții? În opinia mea, faptele ne împing spre o nouă idee științifică a locului nostru relativ în spațiu, la despărțirea atât de principiile copernicane, cât și de ideile antropice și, de asemenea, cred că, mergând în această direcție, această nouă idee va deveni un principiu independent. Poate că putem numi această nouă idee principiul cosmo-haotic, platforma dintre ordine (sensul original al cuvântului grecesc kosmos) și haos.
Esența sa constă în faptul că viața și, în special, viața pe Pământ, vor fi întotdeauna la punctul de contact sau la joncțiunea zonelor determinate de caracteristici precum energia, locația, scara, timpul, ordinea și haosul. Factori precum stabilitatea sau haosul orbitelor planetare sau variațiile climatice și geofizice de pe planetă sunt manifestări directe ale acestor caracteristici.
Dacă vă deplasați prea departe de aceste limite, atunci echilibrul se va deplasa către o stare nefavorabilă. Viața noastră necesită combinația corectă de ingrediente, un amestec de calm și haos - combinația potrivită de yin și yang.
Abordarea acestor limite face posibile astfel de schimbări și variații, dar nu trebuie să ne apropiem prea mult pentru a nu copleși în mod constant sistemul în sine. Există paralele evidente cu conceptul de zonă locuibilă (zona Goldilocks), conform căreia temperatura mediului spațial pentru o planetă din jurul unei stele se află într-un interval îngust de parametri.
Dacă nu țineți cont de existența vieții, atunci zona locuibilă poate fi mult mai dinamică - nu trebuie fixată în spațiu și timp. Mai degrabă, este o traiectorie în mișcare constantă, care se contorsionează și se îndoaie, cu mulți parametri - cum ar fi căile așezate de brațele și picioarele unui dansator.
Dacă regula universală este că viața nu poate exista decât în aceste condiții, atunci apar unele posibilități interesante cu privire la semnificația noastră în spațiu. Spre deosebire de ideile severe ale lui Copernic, care subliniază mediocritatea noastră și, prin urmare, presupun prezența multor condiții similare în spațiu, noțiunea că viața necesită ajustarea diferiților parametri dinamici reduce numărul de opțiuni.
Posibilitățile de viață rezultate din această nouă abordare sunt, de asemenea, diferite de ideile antropice, care în partea lor cea mai radicală prezic doar un singur loc pentru formarea vieții în spațiu și în timp în general. În schimb, noua regulă definește unde ar trebui să apară viața, precum și frecvența potențială cu care o face. Noua regulă clarifică caracteristicile fundamentale necesare pentru a trăi într-un spațiu posibil cu mulți parametri de valsare - indică zonele fertile.
Acest tip de regulă despre viață nu transformă neapărat ființele vii într-o parte specială a realității. Biologia este probabil cel mai complex fenomen fizic din universul nostru - sau din orice univers care respectă anumite legi. Dar aceasta este, probabil, limita extremă a particularității: o structură naturală extrem de complexă care apare în condițiile potrivite, la granița ordinii și a haosului.
Iar această formulare a conceptului unde exact viața se încadrează în marea schemă a naturii duce direct la soluția enigmei, în care există argumente convingătoare, dar nu definitive, că viața ar trebui să existe din abundență și că este extrem de rară.
Caleb Scharf
Caleb Scharf este directorul Centrului interdisciplinar de astrobiologie de la Universitatea Columbia; el este autorul Gravity's Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Gule Galaxies, Stars, and Life in the Cosmos.
