Da bismo znali postoji li život izvan Zemlje, moramo se pozabaviti vlastitim značajem u svemiru. Jesmo li nešto jedinstveno ili nismo ništa posebno?
Svi živimo na malom planetu koji kruži oko zvijezde srednjih godina koja je jedna od procijenjenih 200 milijardi zvijezda u ogromnom vrtlogu materije koja čini galaksiju Mliječni put. Naša galaksija jedna je od, pretpostavlja se, nekoliko stotina milijardi sličnih struktura u vidljivom svemiru, a njezin opseg danas u svim smjerovima od nas iznosi više od 270 000 000 000 000 000 000 000 (2,7 × 1023) milja.
Prema bilo kojem siromašnom ljudskom standardu, svemir je ogromna količina materije i ogromna količina prostora. Naša je vrsta nastala u beznačajnom trenutku kolosalne povijesti i čini se da će biti još dulja budućnost s našim sudjelovanjem ili bez njega.
Pokušaji definiranja našeg položaja, utvrđivanja naše važnosti mogu izgledati kao neka vrsta hipertrofirane šale. Moramo biti čudovišno glupi ako zamišljamo da uopće možemo pronaći bilo kakvo značenje za sebe.
Ipak, upravo to pokušavamo učiniti, usprkos našoj prividnoj osrednjosti, koja je postala vidljiva kad je renesansni znanstvenik Nikola Kopernik, prije oko 500 godina, prestao Zemlju smatrati središtem Sunčevog sustava. Njegova je ideja postala jedno od najvećih znanstvenih otkrića u posljednjih nekoliko stotina godina, kao i važan pokazatelj na našem putu ka razumijevanju unutarnje strukture kozmosa i prirode stvarnog svijeta.
U našim pokušajima da procijenimo svoju vrijednost suočeni smo s zagonetkom: neka otkrića i teorije sugeriraju da život može biti običan i običan, dok drugi kažu suprotno. Kako bismo trebali početi slagati svoje znanje o svemiru - od bakterija do Velikog praska - kako bismo objasnili jesmo li važni ili ne? I dok saznajemo više o našem mjestu u svemiru, pokušavamo shvatiti što sve ovo znači za naše pokušaje da otkrijemo ima li drugih živih bića u prostoru? Koji će biti naši sljedeći koraci u ovom smjeru?
Što mi znamo
Promotivni video:
U 1600-ima trgovac i znanstvenik Antony van Leeuwenhoek, koristeći vlastite ručno izrađene mikroskope, postao je prva osoba koja je vidjela bakterije, putovanje koje ga je odvelo u vanzemaljski svijet mikrokozmosa. Ovaj izvanredan silazak, ovo klizanje niz stepenice fizičkih dimenzija u divlje rastući svijet u nama, bio je prvi korak ka razumijevanju da komponente našeg tijela, naša masa molekularnih struktura postoje na samom kraju spektra biološke ljestvice. Sumnjam da su prije nevjerojatnog otkrića Levenguka ljudi imali priliku razmišljati o toj činjenici, ne na površnoj, već na nekoj drugoj, dubljoj razini.
Bakterija Streptococcus pyogenes
Postoje organizmi na Zemlji koji su fizički veći i masivniji od nas - pogledajte kitove ili drveće. Međutim, mnogo smo bliži gornjem kraju ljestvice života nego mikroskopskom kraju. Najmanje reproduktivne bakterije stotine su milijardi milijardi puta manje od metra, a najmanji virusi i dalje su deset puta manji. Ljudsko tijelo je otprilike 10 ili 100 milijuna puta veće od najjednostavnijeg života koji poznajemo.
Među toplokrvnim kopnenim sisavcima, mi smo također među velikim primjercima, ali ne na samom vrhu ljestvice. Na suprotnom kraju su naši najmanji rođaci, sitne rovke - vrlo mala bića od vune i mesa teška samo dva grama. Postoje na rubu mogućeg, a njihova tijela neprestano gube toplinu koju teško nadoknađuju uz pomoć obilne hrane.
Međutim, većina sisavaca bliža je upravo svojoj veličini od naše - pogotovo ako uzmete u obzir da je prosječna tjelesna težina populacije sisavaca 40 grama. Naša su složena inteligentna tijela zasnovana na stanicama na samom su vrhu, a relativno je mali broj sisavaca veći od nas.
Nema sumnje da smo na ovom rubu, na toj granici između složene raznolikosti biološki malog i ograničenih mogućnosti biološki velikih. Sad zamislite naš planetarni sustav. Naša zvijezda nije među najzastupljenijim vrstama zvijezda (većina ih je manje mase), naše su putanje trenutno zaobljenije i međusobno udaljenije nego u većini drugih egzoplanetarnih sustava, a mi nemamo nikakve super- Zemlja među našim planetarnim susjedima.
Ovakav svijet, nekoliko puta veći od Zemlje u masi, zastupljen je u najmanje 60% svih sustava, ali u našem Sunčevom sustavu nije. Da ste arhitekt planetarnih sustava, tada biste naš dizajn smatrali izoliranim, malo drugačijim od norme.
Neke od ovih karakteristika temelje se na činjenici da je naš Sunčev sustav izbjegao veliku dinamičku reorganizaciju koju većina ostalih planetarnih sustava nije uspjela učiniti. To ne znači da smo sigurni u tihu i mirnu budućnost - najnovije simulacije gravitacije pokazuju da bi u roku od nekoliko stotina milijuna godina naš sustav mogao biti pogođen kaotičnijim razdobljem.
I za sljedećih pet milijardi godina, sunce bi se moglo proširiti s početkom grčevitog razdoblja starenja i značajno promijeniti ozračivanje planeta. Svi pokazatelji ukazuju na to da sada živimo u srednjem ili graničnom vremenu, u prijelaznom razdoblju između mladosti zvjezdanih planeta i nadolazećeg razdoblja slabosti.
Naše relativno mirno postojanje u ovom razdoblju, ako ga retroaktivno procijenimo, ne čudi. Kao i kod ostalih aspekata naše situacije, živimo u umjerenom mjestu, ne previše toplom ili prehladnom, kemijski naša okolina nije previše aktivna i nije previše inertna, nije previše hlapljiva i nije u potpunosti lišena promjena.
Uz to, danas je očito da se ovo astrofizički mirno susjedstvo proteže daleko izvan granica naše galaksije. S gledišta svemira u cjelini, postojimo u razdoblju koje je puno starije od brzog i nasilnog razdoblja mladog, vrućeg prostora. Proces stvaranja zvijezda posvuda se usporava. Ostala sunca, drugi planeti stvaraju se u prosjeku samo 3% od onoga što je bilo u razdoblju od prije 11 do 8 milijardi godina.
Te se zvijezde počinju polako kretati svemirom. A ako govorimo u velikim kozmološkim terminima, tek prije 6 ili 5 milijardi godina naš se svemir počeo usporavati nakon Velikog praska. Tamna energija, rođena iz samog vakuuma, ubrzava rast prostora i pomaže u suzbijanju razvoja većih kozmičkih struktura. Ali to znači da je život u odvojenoj budućnosti na kraju osuđen na tupu izolaciju u sve nerazumljivijem svemiru.
Spojite sve ove čimbenike i tada postaje jasno da je naš pogled na unutarnji i vanjski prostor jako ograničen. Ovo je pogled s uskog pola. Zapravo, naše intuitivno razumijevanje slučajnih događaja i naš znanstveni razvoj na polju statističkog zaključivanja mogli bi biti drugačiji da su postojale druge okolnosti na polju reda ili kaosa, prostora i vremena.
I sama činjenica da smo predaleko od bilo kojeg drugog života u svemiru - do te mjere da još nismo uspjeli uhvatiti niti jedan njegov znak ili ga susresti - snažno utječe na zaključke koje možemo izvući.
zaključci
Imamo dovoljno dokaza koji podupiru Kopernikovu osnovnu ideju da nismo ništa posebno. No, istodobno postoji nekoliko karakterističnih obilježja naše okoline koje ukazuju na suprotno.
Neke od ovih osobina iznjedrile su takozvani antropički princip, prema kojem se čini da su određene temeljne konstante u prirodi "fino podešene", a time su i temeljne osobine svemira uravnotežene blizu granica koje omogućavaju postojanje zemlje i života na njoj. Ako odete predaleko u bilo kojem smjeru, tada priroda kozmosa može biti potpuno drugačija.
Lagano promijenite relativnu snagu gravitacije i tada zvijezde ili uopće neće nastati i neće nastati teški elementi, ili će se stvoriti ogromne zvijezde, a zatim brzo nestati, ne ostavljajući tragove, potomke, put do života. A ako promijenite elektromagnetske sile, tada će kemijske veze između atoma biti preslabe ili prejake da bi stvorile raznolike molekularne strukture koje omogućuju tako nevjerojatnu složenost u svemiru.
Spiralna galaksija NGC 4258
Što mislimo o svim tim kontradikcijama? Po mom mišljenju, činjenice nas guraju prema novoj znanstvenoj ideji našeg relativnog mjesta u svemiru, ka rastanku i s Kopernikovim principima i s antropičkim idejama, a također mislim da će kretanjem u ovom smjeru ova nova ideja postati neovisan princip. Možda ovu novu ideju možemo nazvati kozmo-kaotičnim principom, platformom između poretka (izvorno značenje grčke riječi kosmos) i kaosa.
Njegova je bit u činjenici da će život, a posebno život na Zemlji, uvijek biti na mjestu kontakta ili na spoju zona određenih karakteristikama kao što su energija, položaj, razmjera, vrijeme, poredak i kaos. Čimbenici kao što su stabilnost ili kaos planetarnih orbita ili varijacije klime i geofizike na planetu izravna su manifestacija ovih karakteristika.
Ako se previše pomaknete od ovih granica, tada će se ravnoteža pomaknuti prema nepovoljnom stanju. Naš život zahtijeva pravu kombinaciju sastojaka, mješavinu smirenosti i kaosa - pravu kombinaciju jina i janga.
Približavanje tim granicama omogućuje takve promjene i varijacije, ali ne treba se previše približavati kako ne bi neprestano preplavio sam sustav. Očigledne su paralele s konceptom naseljive zone (Zlatokosa zona), prema kojoj je temperatura svemirskog okruženja za planet oko zvijezde u uskom rasponu parametara.
Ako ostavimo po strani postojanje života, nastanjiva zona može biti puno dinamičnija - ne mora biti fiksirana u prostoru i vremenu. Umjesto toga, to je neprestano kretanje, migoljenje i savijanje putanje s mnogim parametrima - poput staza koje polažu ruke i noge plesača.
Ako je univerzalno pravilo da život može postojati samo pod tim uvjetima, tada se pojavljuju neke intrigantne mogućnosti u vezi s našim značajem u svemiru. Za razliku od Kopernikovih strogih ideja, koje ističu našu prosječnost i zbog toga pretpostavljaju prisutnost mnogih sličnih uvjeta u svemiru, predodžba da život zahtijeva prilagođavanje različitih i dinamičkih parametara smanjuje broj mogućnosti.
Mogućnosti za život koje proizlaze iz ovog novog pristupa također se razlikuju od antropičnih ideja koje u svom najradikalnijem dijelu predviđaju samo jedno mjesto za stvaranje života u prostoru i vremenu općenito. Umjesto toga, novo pravilo definira gdje bi život trebao nastati, kao i potencijalnu učestalost kojom to čini. Novo pravilo pojašnjava temeljne karakteristike potrebne za život u mogućem prostoru s mnogim parametrima valceriranja - ukazuje na plodne zone.
Ova vrsta pravila o životu ne pretvara nužno živa bića u neki poseban dio stvarnosti. Biologija je vjerojatno najsloženiji fizički fenomen u našem svemiru - ili u bilo kojem svemiru koji se pokorava određenim zakonima. Ali ovo je, možda, krajnja granica značajke: izuzetno složena prirodna struktura koja nastaje u pravim uvjetima, na granici reda i kaosa.
A ova formulacija koncepta gdje se točno život uklapa u veliku shemu prirode vodi izravno do rješenja zagonetke u kojoj postoje uvjerljivi, ali ne i konačni argumenti da bi život trebao postojati u izobilju i da je izuzetno rijedak.
Caleb Scharf
Caleb Scharf ravnatelj je interdisciplinarnog centra za astrobiologiju na Sveučilištu Columbia; autor je knjige Gravity's Engines: Kako crne rupe koje pušu mjehurićima vladaju galaksijama, zvijezdama i životom u kozmosu.
