Vanzemaljski život i gdje ih pronaći

Sigurno hoćemo u ovom tisućljeću.

Nekoć je u prostoru oko obične zvijezde lebdjela osamljena stijena. Netko ga je odlučio zasaditi molekulom koja se automatski umnožava i na odmoru se na neko vrijeme vrati kasnije na to nezanimljivo nestašno mjesto. Nikad se nisu vratili, ali pitam se kako bi reagirali da ih dočeka više od 8.500.000 različitih vrsta samoodrživih entiteta, a svaki od njih ima nešto posebno i jedinstveno za sebe.

Nekada davno, mislim na oko 4,6 milijardi godina. Koliko bih volio vjerovati da je ta priča istinita i da će se oni 'jednog dana vratiti, istina je vjerojatno drugačija.

Kad bi me netko pitao: "Koje su vam dvije najneobičnije i najgluplje stvari?", Moj bi odgovor bez sumnje bio, prostranstvo ovog svemira i raznolikost života na Zemlji. Bezbroj noći bulji u nebo i bezbroj dana promatrajući prirodu, još nema konačnih odgovora.

Što smo mi? Gdje je sve počelo?

Prema našem sadašnjem razumijevanju, naš svemir star je oko 13,8 milijardi godina. Riječ je o vrlo drevnom ekosustavu ispunjenom povijesnim trenucima, ali prije svega, u cijelosti svog postojanja, postoji jedan izvanredan događaj koji ističe i čudi znanstvenike do danas, porijeklo života.

To je gotovo kao da je svemir stvorio život da bi se definirao.

Danas želim postaviti neizbježno pitanje,

"Jesmo li doista sami?"

Neću samo tražiti nego dati konačan odgovor do kraja ovog članka.

Da bismo to riješili, prvo moramo razumjeti kako je život nastao i što ga je navelo da napreduje onako kako ga danas poznajemo. Ako znamo dio 'onoga', znat ćemo gdje da ga tražimo.

Zapravo smo korak ispred naše potrage. Imamo Zemlju, čitav planet pun živih bića koji nam demonstriraju uvjete potrebne za procvat života. Jedna impresivna činjenica o našem planetu je da je život svugdje gdje gledamo. Najdublji doseg oceana u koji čak ni sunčeva svjetlost ne može prodrijeti, ključajući prirodne gejzere i područja oko aktivnih vulkana, smrzavajući polarne regije: život je posvuda.

Ideja je jednostavna: "Ako se to jednom dogodilo, veća je vjerojatnost da će se ponoviti. Uostalom, svemir voli periodičnost. "

Krenimo sada međuzvjezdanim potragom za blagom i potražimo mjesto negdje drugdje koje bismo jednog dana mogli nazvati domom. Na kraju ćemo možda pronaći život u obliku mikroba, ali pronalaženje inteligentnog života je stvarna stvar. Ograničimo potragu za mjestom gdje možemo preživjeti onako kako ovdje. Takvo bi mjesto najvjerojatnije imalo život za koji znamo da sigurno postoji, životni oblik temeljen na ugljiku. Ograničavamo i naše pretraživanje galaksije Mliječni put.

Kad razmislim neko vrijeme, evo popisa preduvjet filtera za koji sam suzio naše pretraživanje.

✔ Filter 1: Zvijezda i kamenita planeta

Zvijezda koja gori (Izvor slike: Tenor)

Sunce je osnovni izvor energije za većinu života na Zemlji, izravno ili neizravno. Neki se životni oblici mogu održati neovisno o postojanju zvijezde, ali na većem i složenijem mjerilu definitivno nam je potrebna energija zvijezde. Donedavno znanstvenici nisu bili baš sigurni je li naš sunčev sustav „Jedan“ ili onaj među mnogim vani. S nedavno završenom Keplerovom misijom ove su sumnje stavljene van snage. Sada možemo sa sigurnošću tvrditi da gotovo svaka druga zvijezda vani ima planetarni sustav oko sebe, što znači da u našoj galaksiji postoji više planeta nego zvijezda. Ograničimo naše pretraživanje na planetima koji kruže oko zvijezda nalik Suncu, jer sigurno znamo da takva zvijezda može pružiti uvjete pogodne za život.

Ovdje je jednostavna intuicija. Da negdje drugdje postoji zvijezda gotovo slične veličine i starosti kao Sunce, da li bi i ona imala sličan planetarni sustav oko sebe? Kolika je vjerojatnost da će takav sustav imati i planetu sličnu Zemlji i da bi se život tamo razvijao na isti način kao i ovdje?

Osnovne značajke takvog potencijalnog solarnog blizanca su sljedeće:

  • To bi trebala biti zvijezda glavne vrste G, tj. Zvijezda (u osnovi poput sunca) slične veličine kao Sunce koja spaja vodik u helij i nastavit će to činiti još oko 10 milijardi godina dok ne nestane goriva, a zatim proširiti u crvenog diva samo da bi na kraju prolio vanjske slojeve kako bi postao bijeli patuljak.
  • Njegova temperatura na površini trebala bi biti oko 5700 K, a starost bi trebala biti oko 4,6 milijardi godina, što daje dovoljno vremena za razvoj inteligentnog života (kao što znamo).
  • Trebao bi imati metalnost sličnu onoj na Suncu. Ovo je mjera raznih elemenata unutar neke zvijezde koji su teži od vodika ili helija. Ono što ovo čini zanimljivim svojstvom jest to što može neizravno naznačiti da li i kakve egzoplanete može imati zvjezdani sustav. Zvijezde veće metalikalnosti mogu imati plinske divove i stjenovite planete koji se vrte oko njih. Možemo procjenjivati ​​da zvijezda s metalikalnošću sličnom Suncu može imati slične planete oko sebe.

Filtrirajući iz trenutnih podataka promatranih zvijezda, imamo mnogo dobrih kandidata koji su u blizini solarnih blizanaca. Vratit ćemo im se uskoro, ali sada ćemo razmotriti ostale kriterije.

✔ Filter 2: Tečna voda

Kapi tekuće vode (Izvor slike: Reddit)

Jednog lijepog dana dva atoma vodika vezala su se za atom kisika i tako je stvoren eliksir života. Voda je najvažnija za opstanak naše vrste. Prosječan čovjek neće bez njega trajati više od tjedan dana.

Udaljenost od zvijezde na kojoj je temperatura savršena za postojanje tekuće vode često se naziva zonom Goldilocks. U idealnom slučaju temperatura površine mora biti između -15 i oko 70 Celzijevih stupnjeva. Naš fokus je na planetima koji se nalaze u ovoj zoni njihove matične zvijezde. Na temelju podataka Keplera, astronomi su procijenili da u zoni Goldilocks može biti oko 11 milijardi planeta veličine Zemlje koji orbitiraju oko svojih matičnih zvijezda!

✔ Filter 3: Atmosferski sastav

Sjeverno svjetlo nastaje kada nabijene čestice djeluju u interakciji s našom atmosferom.

Potreban nam je kisik za metabolizam i ozonski omotač da bismo zaštitili život od štetnih sunčevih zraka. Pritisak i sastav moraju biti baš pravi da nam pomognu da preživimo i napredujemo. Također nam je potreban efekt staklenika bez kojeg bi Zemlja bila mnogo hladnija. Iako nekoliko oblika života može postojati u težim uvjetima, ograničimo se u ovom traženju.

Ako se pitate kako možemo shvatiti atmosferu egzoplanete koja je udaljena nekoliko svjetlosnih godina, za to imamo jednostavnu, ali učinkovitu metodu. Promatrajući spektar svjetlosti zvijezde koja također prolazi kroz atmosferu egzoplaneta, možemo utvrditi elemente prisutne u njoj. Atomi i molekule općenito apsorbiraju određene valne duljine svjetlosti (ovo je specifično za element, stoga više liči na otisak tog elementa). U našim spektralnim opažanjima ove valne duljine svjetlosti će biti odsutne što ukazuje na njihovu prisutnost u atmosferi egzoplaneta.

✔ Filter 4: Magnetsko polje

Zemljino magnetsko polje štiti nas od sunčevog vjetra (Izvor slike: NASA)

Prisutnost magnetskog polja ima snažnu povezanost s mnogim stvarima. Na primjer, razmotrite naš potencijalni drugi dom, Mars. Njegova je atmosfera daleko tanja (oko 100 puta) od Zemljine. Iako se nalazi u zoni Goldilocks, na površini gotovo da i nema tekuće vode. Nije iznenađujuće da ni tamo nema traga životu. Zemlja, s druge strane, napreduje životom. Jedna razlika ovdje je odsutnost jakog magnetskog polja na Marsu.

Prema našem sadašnjem razumijevanju, magnetsko polje planeta ne samo da mu pomaže u određenoj mjeri zadržati atmosferu, već nas štiti i od sunčevih vjetrova i drugih visokoenergetskih čestica nabijenih od njih.

✔ Filter 5: Udaljenost od Galaktičkog središta

Ako ste mislili da će biti dovoljno zvijezdanog prostora u Zvjezdanoj zoni, griješite. Zvjezdani sustav mora biti prisutan i u onome što je poznato kao "Galaktička naseljena zona". To su područja galaksije u kojima život ima najveće mogućnosti uzdržavanja. Idealno je da se nalazi na ugodnoj udaljenosti od galaktičkog središta, a ne blizu bilo kakve supernove ili drugih nasilnih zvjezdanih događaja koji mogu predstavljati prijetnju izumiranja. Zemlja se nalazi na jednom takvom mjestu s relativno mirnim kozmičkim susjedstvom.

Ovo je galaktičko naseljeno područje Mliječnog puta, kako su predviđali Lineweaver i ostali (2004).

✔ Filter 6: Ostali čimbenici

Postoji nekoliko drugih faktora koji mogu imati neki utjecaj na evoluciju života. Zemlja je jedini poznati planet koji može ugostiti život, ali to nije to. Zemlja je jedina koja ima tektoniku ploča (bilo je nekoliko opažanja koja ukazuju na sličnu aktivnost na Jupiterovom mjesecu, Europa). Pomažu u održavanju stabilne temperature na planeti. To sugerira da je tektonika ploča možda bitan za život koji postoji, ali znanstvenici tvrde da to možda nije apsolutna nužnost.

Drugo razmatranje je prisutnost takozvanih 'Dobrih Jupitera' u sustavu. Plinski divovi poput Jupitera, koji orbitiraju dalje od svoje matične zvijezde, zapravo mogu igrati ulogu u odbijanju masivnih asteroida od sudara prema unutrašnjosti stjenovitih planeta. To bi moglo pomoći u sprječavanju masovnih izumiranja dajući dovoljno vremena za razvoj inteligentnog života.

Iako se čini da je podrijetlo života na Zemlji rezultat niza orkestriranih događaja previše dobro da bi bilo puka slučajnost, ono zbog čega mislim da nije jedinstveno je sama nepregledna veličina ovog svemira. Zvjezdani sustavi i planeti koji zadovoljavaju sve gore navedene kriterije imaju vrlo dobre šanse da su evoluirali izvanzemaljski život. S obzirom na ogroman broj poput 11 milijardi planeta sličnih Zemlji, čini se vjerojatnim da neki od njih moraju imati inteligentan život, ali nešto je čudno.

Jednostavno je previše mogućnosti da ne budemo sami. Mali početak na drugom mjestu, prije nekoliko milijuna godina, trebao je stvoriti tehnološki naprednu civilizaciju koja je već mogla istražiti našu galaksiju. pa ipak, ma gdje pogledali u svemir, gotovo da i nema bioloških ili tehno-potpisa, samo duboka tišina, praznina tame. Sve tvrdnje u suprotnom gotovo se uvijek odbacuju kao lažni alarmi. To je u stvari Fermi paradoks. Gdje su svi?

Prije nego što krenemo dalje, neka je najprije procjena kako bi zajednički život trebao biti, statistički gledano. To se može saznati pomoću poznate Drake Equation:

Izvor: Wikipedia

Za ove parametre nemamo točne vrijednosti, ali dvije suprotne procjene govore nam da smo ili sami ili smo u našoj galaksiji preko 15 600 000 civilizacija. To je bilo svugdje ili nigdje scenarija. Nema betonskih kuća.

Bliže istini nego ikad prije, vrijeme je da istražimo svemir koristeći podatke koje imamo (u vrijeme pisanja ovog članka).

Vraćajući se raspravi o zvijezdama nalik Suncu, do sada smo identificirali šesnaest kandidata koji su u blizini blizanaca, od kojih je pet njih potvrdilo da su egzoplaneti orbitirali oko njih. Ali nemojte shvaćati nade. Svemir uvijek ima nešto u rukavu da razbije naša očekivanja.

Jedna od tih zvijezda, HD 164595 ima planet (nazvan HD 164595b) koji je najmanje 16 puta masivniji od Zemlje koji kruži oko njega svakih 40 dana. Pretpostavlja se da je nalik Neptunu i vjerojatno ne može održati život, no zanimljivo je da su u svibnju 2015. astronomi otkrili neobičan radio signal koji dolazi iz tog smjera. Neki su bili uzbuđeni što bi mogao biti izvanzemaljskog podrijetla, ali nedostatak dodatnih dokaza i zapažanja odbacio je takvu tvrdnju.

Otkriveno je da druga zvijezda HD 98649 ima planet koji kruži oko nje u bizarno ekscentričnoj orbiti. To može biti malo vjerovatno dom za život, ali postoji bolja nada u udaljenosti od oko 2700 svjetlosnih godina. Ovdje leži YBP 1194, jedan od najboljih solarnih blizanaca koji su pronađeni do sada. Međutim, ova je zvijezda dio većeg skupa zvijezda, za razliku od Sunca, a ipak egzoplaneta orbitira oko nje, što ukazuje na to da mogu biti uobičajene čak i među zvjezdanim skupinama. Procjenjuje se da je ovaj 100 puta veći od Zemlje i orbitira iznenađujuće blizu njegove zvijezde. To stavlja upitnik upotrebljivosti ovog sustava čak i ako su u Zvjezdanoj zoni Goldilocks postojali drugi neotkriveni planeti.

Planetarni sustav još jednog solarnog blizanca HIP 11915 daleko je uzbudljiviji. Potvrdili smo da plinski gigant veličine Jupitera orbitira oko ove zvijezde, i što je još zanimljivije, gotovo na istoj udaljenosti od Jupitera do našeg Sunca. To nagovještava prisutnost unutarnjih kamenitih planeta unutar sustava, od kojih bi jedan mogao biti nalik Zemlji. Znanstvenici predviđaju da bi to vrlo dobro moglo biti Sunčev sustav 2.0. Za potvrdu istog potrebno je učiniti više zapažanja.

Uštedujući najbolje za posljednju, zvijezda Kepler-452 nalazi se na oko 1402 svjetlosne godine od nas. Ima potvrđenu egzoplanet u orbiti s vremenom od 384.843 dana, što je vrlo blizu broja s kojim smo vrlo dobro upoznati. Ovaj se planet također nalazio u zoni Goldilocks svoje zvijezde, a temperatura njegove površine procjenjuje se da je slična onoj na Zemljinoj!

Baš kad ste pomislili da se komadići slagalice glatko uklapaju, imamo problem s njegovom matičnom zvijezdom. Mnogo je stariji od Sunca (gotovo oko 1,5 milijardi godina), pa je ovaj sustav više poput buduće naše verzije. Bilo kako bilo, ako se život tamo razvijao kao na Zemlji, njihova bi civilizacija bila milijunima godina ispred nas, a takvi će biti i uvjeti. Za to nemamo jasne dokaze, ali to je snažna oklada. Znanstvenici Instituta SETI (u potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom) već su započeli skeniranje ovog područja radi potencijalnih vanzemaljskih signala. Možda je samo pitanje vremena prije nego što nešto pronađemo.

Izvor slike: NASA

Keplerova misija obavila je zapanjujući posao u otkrivanju Kepler-452b i sada je TESS misija trenutno u funkciji s jedinim ciljem identificiranja više egzoplaneta. Jedva da smo istražili i vrh vrha ledenog brijega. U godinama koje dolaze planira se sve više podataka s novim misijama koje planiraju i u pravom smo putu na dobrom putu. Čak i nakon sužavanja nekoliko čimbenika i nametanja višestrukih strogih ograničenja, preostaje nam toliko mjesta za istraživanje i traženje života.

Sva su ta promatranja izvedena unutar galaksije Mliječni put, a upravo smo u posljednjih 50 godina napravili neka obećavajuća otkrića. Procjenjuje se da naš svemir ima više od 200 milijardi galaksija. Čak i ako uzmemo u obzir da život postoji na samo jednom planetu u svakoj spiralnoj galaksiji, broj izvanzemaljskih civilizacija trebao bi biti humong.

Umjesto traženja idealnih mjesta na kojima život može postojati, jednostavniji pristup bio bi tražiti signale iz dubokog svemira. Teorija je da bi svaki inteligentni život najvjerojatnije poslao prijenos u svemir baš kao i mi. Otkrivanje radio signala koji prikazuje namjerni ili kodirani prijenos jamči dokaz inteligentnog života. Takve smo signale slušali jako dugo.

U prošlosti je postojalo nekoliko programa poput Project Ozma, Projekti Sentinel, META, BETA i Project Phoenix, a svi su oni imali primarni cilj otkrivanja izvanzemaljskih signala. Kao što ste mogli pretpostaviti, nijedan od njih dosad nije uspio.

Ovo nije slučajna pretraga, a treba potražiti nekoliko savjeta. Jedan od njih je i radiofrekvencija vodotoka gdje znanstvenici uglavnom traže znakove komunikacije. Ova posebna frekvencija odgovara spektralnoj liniji hidroksilnih iona i vodika, dva najzastupljenija spoja u svemiru. To ga čini 'tihim kanalom', tj. Lišenom svake buke (koju apsorbuje njih) što ga čini idealnim za vanzemaljsku komunikaciju.

Znanstvenici su također tražili razne vanzemaljske megastrukture koje su teoretizirane, poput Dysonove sfere, roja ili prstena, svemirskog zrcala, hiperteleskopa, škadovskog potisnika itd. To su neke lude znanstveno-fantastične strukture, ali su teoretski vjerodostojne i mogle bi se konstruirati naprednom civilizacijom. (Tip 2 na ljestvici Kardashev, zajednička mjera koja se koristila za ocjenu tehnološkog napretka civilizacije)

Koje smo signale pronašli do sada?

Vau! signal predstavljen kao

Većinu vremena prostor je jezivo tih i čak i tih nekoliko trenutaka kad se nešto otkrije, vjerojatno je to lažni alarm. Unatoč tome, pronašli smo neke uistinu misteriozne poput Wow-a! Signal za koji sada neki znanstvenici misle da je upravo od komete koja prolazi.

SHGb02 + 14a radijski izvor otkriven 2003. godine djeluje neprirodno. Nalazi se u području vodostaja, a opažen je nekoliko puta sa sličnim pomicanjem frekvencije. Ono što ga čini osebujnim je to što smjer iz kojeg dolazi nema zvijezda u regiji! Do danas nema jasno objašnjenje njezinog podrijetla.

Trenutno je u funkciji nekoliko programa i nastavit ćemo s pronalaženjem još zanimljivih signala. Postoji i protokol formuliran pod nazivom "Politika otkrivanja" koji postavlja univerzalne smjernice što učiniti nakon potencijalnog otkrića.

Općenita intuicija da se nepoznati signal smatra vanzemaljskim porijeklom je sljedeća:

  • Ne bi trebao izgledati prirodno. Trebali bi postojati neki očiti znakovi poput uske propusnosti, modulacije, kodiranja, više frekvencija itd.
  • To ne bi trebala biti jednokratna anomalija (što općenito znači da je u pitanju samo nekakva smetnja ili lažni alarm). Trebali bismo ga moći promatrati iznova i iz istog položaja na nebu.
  • Trebalo bi potjecati od određene točke i samo od te točke. Ako se takav signal prima iz svih smjerova, vjerojatnije je da će biti prirodnog podrijetla, iako možda nismo znali što ga je moglo uzrokovati. (na primjer, brzi radio-rafali (FRB))

Ako ste amater astronom i ako nađete nešto što zadovoljava te kriterije, mogli biste se naći s nečim stranim. Breakthrough Listen je nedavna inicijativa pokrenuta u nastojanju da slušamo naše susjedne zvijezde. Astronomski podaci prikupljeni tijekom ovog programa dostupni su javnosti. Možete mu pristupiti i provesti vlastita istraživanja!

Manjak dokaza mogao bi nas primamiti da izvučemo rane zaključke, ali tek smo započeli našu potragu i vjerujem da je naše kozmičko susjedstvo puno tajni koje čekaju da budu otkrivene.

Znajte, sljedeći put kad pogledate na noćno nebo. Vjerojatnije je da negdje negdje vane točke koja svjetluca zove netko, a možda, samo možda, netko gleda pravo na nas razmišljajući o istom pitanju koje imamo: "Jesmo li svi doista sami?"

Pretpostavljam da ćemo u sljedećih 1000 godina ili nas pronaći naši kozmički drugovi. A taj trenutak bit će najznačajniji u cijelom čovječanstvu. Evo nekoliko poruka koje želim u budućnosti ostaviti vanzemaljcima koji čitaju ovaj članak (dobro, prilično sam ambiciozan):

"Hej! Nisam siguran možete li to shvatiti, ali hvala vam na svim inspiracijama. Davno prije nego što smo saznali za vas, nadahnuli ste generacije znatiželjnih umova i istraživača poput mene da sanjaju o postojanju izvan neba ... "

I evo mog odgovora na to pitanje. Ne, nismo sami, nikada nismo bili i nikada nećemo biti. U najgorem scenariju, čak i ako se moje misli pokažu pogrešnim, ipak ćemo ih pronaći.

Negdje ispod linije postali bismo vanzemaljci koje smo cijelo vrijeme tragali.

Gornja slika prikazuje umjetnikov prikaz zbivanja u povijesti Svemira u 13 milijardi godina, od Velikog praska u gornjem desnom uglu, suprotno od kazaljke na satu, do stvaranja života na Zemlji dolje desno. (Slikovni krediti: Sveučilište Indiana Bloomington)