אסטרונומים מציעים כישלון למצוא אמצעי חייזרים אנחנו בטוחים בחלל

לפני ארבעה מיליארד שנים, שמונה כוכבי לכת הקיפו את השמש. היה פוטנציאל לחיים על הכוכב השני, השלישי והרביעי מהכוכב, אבל אף אחד מהם עדיין לא היה קיים. על נוגה, אפקט חממה פעיל מדי השמיד את הפוטנציאל. על המאדים, כוח הכבידה הנמוך מאפשר לרוח השמש למחוק את האווירה, להקפיא את הפוטנציאל. על פני כדור הארץ, החיים פרחו באוקיינוסים, התפשטו והתפתחו עד כדי כך שאלו שברשותו יכלו להרהר במוצא שלהם.

אבל למה כדור הארץ? תיאוריה מוכרת מעט אך מפתיעה מרמזת על כך שאנו לבד או כמעט לבדנו ביקום - לא משום שהחיים הם נדירים, אלא משום שהאבולוציה המשותפת עם כוחות כוכבי לכת מאומצת עד כדי כך שרוב החיים אינם שורדים. התומכים בתיאוריה זו, הנקראים צוואר הבקבוק של גיאן, שואבים מהשערת העולם הגיאן, דבר המרמז על נוכחותם של החיים בשינויי הסביבה, ומסייע בשמירה על התנאים הדרושים לקיום החיים.

צוואר הבקבוק של גיאן, שנוי במחלוקת למדי בקהילת המדענים החוקרים את מקורות החיים. החוקרים מתפצלים בשאלה האם נוגה ומאדים איחרו את החיים - אין הוכחה חד-משמעית בכל מקרה - ועדיין אין הסכמה על טיב התהליכים המוקדמים של כדור הארץ. ללא קונסנזוס ברור על מוצא החיים על פני כדור הארץ עצמו, ואין נתונים על החיים במקומות אחרים כמו תיאור צוואר הבקבוק של גאיאן, שנוצרו על ידי Aditya Chopra, פוסט-דוקטורט באסטרוביולוגיה באוניברסיטה של ​​וושינגטון וצ'רלס לינוור לא יכולים להיות מוכחים או מוכחים. במקום זאת, הם הופכים לחלק מרשת מורכבת של רעיונות על הקשר שלנו לשאר היקום, המספרים כיצד אנו מנסים לענות על אחת השאלות הקיומיות ביותר של האנושות: האם אנחנו לבד?

"מה שאנו צופים הוא כי נמצא כי רוב כוכבי הלכת הם לא מאוכלסים", אומר צ'ופרה הפוך, "ואנחנו לא צריכים להתאכזב."

העובדה שהחיים הוכיחו כל כך קשה למצוא מעבר לכדור הארץ, הביכה זמן רב את המדענים, שרובם אינם נוחים לקפוץ למסקנה שאנחנו לבד. הדרך המפורסמת ביותר של חיתוך דרך הקשר של סתירות שיוצרת נקרא תזה בשם מסנן הגדול שמציב אירוע ההכחדה אירוע הרג של כל היצורים החיים מתרחשת על כוכבי לכת רבים יחסית.

בגלל אירועים ברמת ההכחדה יכול לקחת הרבה צורות שונות, יש מגוון עצום של היפות מסנן הגדול, ותשעה נקודות שונות בהם החיים יכולים להיכשל. ג'יימס קאסטינג, גיאופיסיקאי מאוניברסיטת פן סטייט, שם את הדברים בצורה ברורה. "אני מודאג שהמסנן הוא העתיד שלנו, ולא בעבר שלנו", הוא אומר.

עם זאת, עם נתונים כל כך מעט על החיים, קשה לדעת בדיוק מה נקודת הלחץ יהיה. "המסנן הגדול יכול להיות צוואר הבקבוק של גיאן, אבל זה יכול להיות מקור החיים עצמם", מסביר קסטינג. "זה יכול להיות המקור של eukaryotes, מקור המין, המוצא של החיים אינטליגנטי - זה יכול להיות כי תרבויות טכנולוגיות כמו שלנו להרוס את עצמם. אני חושב ששינוי האקלים יכול להיות מסנן גדול עבורנו ".

עם זאת, Chopra ו Lineweaver להסתכל על חוסר החיים של היקום ולהגיע למסקנה ההפוכה: אם החיים נפוצים ולא מצאנו אותו ביקום, זה אפשרי כי אנחנו קיימים בצד השני של המסנן. אם יש נקודה אחת באבולוציה של החיים, כי היא כל כך קשה זה גורם רוב החיים כדי להיכחד, זה אפשרי Earthlings היו שם ועשה את זה.

כדי ליצור את השערת צוואר הבקבוק של גיאן, הם פנו לתיאוריה על האינטראקציה בין החיים לכוכב הלכת הנקראת השערת גאיה. בעולם הגיאן, קיומם של החיים הוא מה שעושה כוכב לכת למגורים. זה רעיון שנוי במחלוקת, וכאשר הוצע לראשונה בשנות השבעים, הוא זכה להיבטים תיאולוגיים כמעט - שהחיים פועלים יחד עם תהליכים לא-חיים כדי ליצור מערכת של ויסות עצמי. התיאוריה התקבלה עד היום במידה מסוימת - הרעיון שהסביבה משפיעה על הסביבה, אך הקהילה המדעית דוחה במידה רבה את ההיבטים האנתרופומורפיים והתיאולוגיים.

החלק השנוי במחלוקת של צווארון הבקבוקים של צ'ופרה ושל לינווור הוא נקודת המוצא המרכזית שלה, שהחיים המיקרוביאליים המוקדמים הם שהניעו את כדור הארץ להתהפך כמו ונוס או מאדים. זה כמעט בלתי אפשרי להוכיח, במיוחד בגלל מה בדיוק השפעה על החיים על הסביבה המודרנית קשה להסביר.

במהלך כמה מיליוני השנים האחרונות, הסביבה של כדור הארץ הייתה במידה רבה המקום הטוב ביותר להיות אם אתה אורגניזם מורכב אירובי, כמו שאנחנו, אומר ג'יימס קירשנר, גיאוכימאי במכון המחקר הפדרלי השוויצרי. "עלינו להכיר, כמובן, שיש כאן אלמנט של הישרדות." קירשנר מציין שרוב האורגניזמים שחיו על כדור הארץ נכחדו וחיו באקלימים וביוומים שונים לחלוטין ממה שקיים על כדור הארץ היום - "אז כדי להסתובב ולומר האקלים הוא אידיאלי, הוא כמו: כמובן - בשבילנו," הוא אומר.

אבל צ 'ופרה מציין כי כדור הארץ כבר למגורים עבור אורגניזמים אחרים לאורך ההיסטוריה שלה, וזה לא המקרה של כוכבי הלכת שלנו, ונוס ומאדים. ישנן תיאוריות כי גם ונוס ומאדים היו צורה כלשהי של חיים מיקרוביאליים, אומר צ'ופרה. אנו יודעים שלמאדים היו אוקיינוסים גדולים בשלב מסוים, וסביר להניח שלנוגה היו אוקיינוסים בשלב מוקדם בחיים הפלנטריים שלה. עם סביבות כמו אלה של כדור הארץ מוקדם, זה יהיה הגיוני עבור שניהם היו חיים מיקרוביאליים, אומר צ'ופרה. וכישלון החיים והתנאים הבלתי ראויים בשני כוכבי הלכת מעיד על צ 'ופרה כי קיום חיים במיליארדי שנים הוא יוצא דופן. אבל לא ברור מה יעשה את החיים על כדור הארץ מיוחד. "זה תלוי מה החיים תהליך הבחירה על כדור הארץ מנוסים", אומר צ'ופרה. "זה סביר שחלק מהם נדירים".

כאשר אנו מחפשים חיים אינטליגנטיים, מציין צ'ופרה, אנו משתמשים בהנחה שהחיים נכחדים לאחר תקופה ארוכה. "עם זאת, ההכחדה המאוחרת של החיים היא משהו שאין לנו ראיות", הוא אומר. "עלינו, כמדענים רציונליים, לפנות לרעיון של הכחדה מוקדמת של חיים, שיש לנו ראיות לכך".

אבל אין הרבה הוכחות לתמוך בהשערה. לא הגענו עד לנקודה שבה אנו יכולים למצוא עדויות מאובנות לחיים מיקרוביאליים על נוגה או מאדים, ולכן ההשערה של צ'ופרה מבוססת על מחקר על מקור החיים בכדור הארץ ועל ההפסד היפותטי שלה על נוגה ומאדים. אחד המפרידים הגדולים בין צ'ופרה לבין הספקנים הוא קצב אובדן המימן לחלל, מה שיכול להוביל לכוכבי לכת להתייבש. צ'ופרה אינו מסכים, וחושב שיש מספיק ראיות במאובנים עתיקים כדי לטעון שכדור הארץ היה מכוסה במחצלות מיקרוביאליות ששינו את קצב אובדן המימן, ושמרו על כדור הארץ.

צ'ופרה חוזה שהחיים היו נראים שונים מאוד בנוגה ובמאדים. במקום מושבות וקהילות מיקרוביאליות חזקות, הוא חושב שלנוגה ולמאדים היו כיסים של חיידקים. על נוגה או מאדים, "נמצא אנשים שלא הצליחו לשלוט בגזי החממה ובאלבדו של הפלנטה", הוא אומר. בתיאוריה זו, החיידקים לא היו שיתופי מספיק כדי להשפיע על האווירה או רפלקטיביות של המשטחים של ונוס או מאדים.

ללא חיידקים שיתופיים המשפיעים על האווירה המוקדמת, רוב החיים היו נכחדים בשלב מוקדם מאוד בהיסטוריה הפלנטרית, אומר צ'ופרה. כדי להפוך את החיים החכמים אפילו נדיר יותר ביקום, וצ'ופרה מציין כי מכל החיים על פני כדור הארץ, רק בני אדם נראים חיים אינטליגנטיים. "רק בגלל שזה קרה פעם על כדור הארץ, זה לא אומר שאנחנו צריכים לצפות לזה במקום אחר". עם זאת, אומר צ'ופרה, אם נמצא כוכב לכת עם מים נוזליים לאחר מיליארדי שנים, זה עשוי להיות אינדיקציה לכך שכוכב לכת כזה יש אינטליגנטי חיים - אבל הוא חושב מציאת כוכב לכת כזה הוא מאוד לא סביר.

"היקום אינו מחויב למנוע אכזבה מפני היותנו לבד", אומר צ'ופרה. "גם אם אנחנו לא לבד בכל היקום, רק בגלל הנדירות של כוכבי הלכת המאוכלסים במשך מיליארדי שנים: סביר להניח שאנחנו לבד ביקום המקומי שלנו."

מדענים אחרים דחו את התיאוריה הזאת, דוחים הנחות על אובדן מים ועל בליה בעולם מוקדם, לקיומם של חיים במקומות אחרים. לי קאמפ, גיאולוג ביוכימי מאוניברסיטת פן סטייט, אומר שיש מודלים שמראים כי כדור הארץ עדיין יהיה רטוב ללא חיים מיקרוביאליים. וגם קסטות מפן מצביעות על כך, "אנחנו לא יודעים כמה נפוצים החיים היו בתחילת כדור הארץ." הוא ספקן כי חיידקים יכול להיות אפקט שינוי עולמי כי כדור הארץ הקדום לא היה הרבה מאוד חשוף אדמה. יש גם את הבעיה כי סלעים מ 3.5 מיליארד שנה הם נדירים ביותר. זה עושה את זה קשה להתווכח אם החיים היו נפוצים או פשוט נוכח בכיסים סביב פתחי הידרותרמיות מים רדודים על כדור הארץ מוקדם.

עם זאת, ללא ראיות תצפית חזקות בכל מקרה, Kump לוקח באמצע הדרך על ההשפעה של החיים. "זה מאוד סביר כי ההיסטוריה האקלים של כדור הארץ הושפע מאוד, אם לא נקבע על ידי אותם אינטראקציות עם החיים", הוא אומר. "אבל זה לא בדיוק אותו דבר כמו לומר כי הסיבה היחידה זה למגורים היא בגלל החיים." דחיפה זו ההשערה מעבר למקור החיים על כדור הארץ לתוך היקום בכלל קשה. "כשאתה פותח את האפשרות שיש מערכות סולאריות בחוץ שהיו אולי פחות מאתגרות לתהליכים פיזיים", אומר קמפ, "אני מתקשה לומר שהחיים היו חיוניים לחלוטין. צריך לעשות המון הנחות רועדות כדי לקבל תשובה בכלל ".

מציאת תשובה היא עבודת חייו של קסטינג. "אני חושב שהחיים מתעוררים לעתים קרובות, אם לא כל הזמן", הוא אומר. אם החוקרים יכולים לקבל מבט טוב על כדור הארץ 10-20 כמו כוכבי לכת באזורי מגורים, הוא חושב שהם ימצאו את החיים. הוא מחפש גזים כמו תחמוצות חנקן או מתאן באווירה עם חמצן, כמו אלה גזים קשה לעשות בלי חיים.

כדי למצוא את הגזים האלה, החוקרים יזדקקו לטלסקופ הדמיה חזק מאוד. גזים מופחתים עשויים להיות נוכחים באטמוספרה בריכוזים נמוכים מאוד - כמה מאות חלקים למיליון. "אני רוצה את ההזדמנות לבדוק את ההשערה הזאת", אומר קסטינג, והצביע על כך שלא נותר לו זמן רב לעשות זאת.

בין אם צ'ופרה צודקת ובין אם לאו, יש חשיבות לדיון על הקשר בין מוצא החיים לחיים מחוץ לכדור הארץ, אומר קסטינג. "אנחנו צריכים טיעונים כאלה כי אנחנו צריכים את הדחף לבנות טלסקופים גדולים ולעשות משימות פלנטריות בעתיד."

ללא ראיות ניסוייות של צוואר הבקבוק של גיאן, התיאוריה של צ'ופרה ולינווור לא משכנעת את הקהילה המדעית. Chopra מקווה כי עבודה של חוקרים כמו Kasting יספק תשובות ב -30 השנים הבאות. באשר לשאלה אם אנחנו לבד ביקום, צ'ופרה אומר שהתשובה, בין אם זה כן או לא, היא "עמוקה, לא משנה מה תהיה התשובה".