uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Äskettäin CNN raportoi, että Venuksen paksut happamat pilvet sisältävät "fosfiinia, kaasua, joka merkitsee elämää Maan päällä". Fosfiinia ja ammoniakkia pidetään molempia elämän merkkiaineina eksoplaneetoilla, ja löytö herätti spekulaatioita elämän olemassaolosta Venuksella.

Olemmeko siis yksin maailmankaikkeudessa?

Seuraava sisältö on ote "The Ultimate Question of Astronomy: Keitä me olemme, mistä olemme tulleet ja minne menemme", joka on lyhennetty ja muokattu alkuperäisestä tekstistä. Artikkelissa käytetyt kuvat ovat tästä kirjasta. Julkaistu kustantajan luvalla.

"The Ultimate Question in Astronomy: keitä me olemme, mistä tulimme ja minne olemme menossa", [Yhdysvallat] Neil deGrasse Tyson [USA] James Tryfield, Fu Lei, Hu Fanghao ja Wang Kääntäjä Ke Chao, heinäkuu 2023 Jiangsu Phoenix Science and Technology Pressin painos.

Jokainen, joka haluaa vastata kysymyksiin, kuten "Mitä elämä on" ja "Olemmeko yksin?", rajoittaa väistämättä hänen omaa tietämyksensä: ainoa tärkeä elämänluokka, jonka tunnemme tai olemme toistaiseksi tutkineet, on olemassa vain maan päällä. Mutta elämä eksoplaneetoilla voi näyttää ja toimia toisin kuin koskaan aiemmin havaittu, ja jatkaaksemme elämän etsimistä siellä meidän on tunnustettava lyhytnäköiset taipumuksemme.

Kauan sitten, ennen DNA-sekvensoinnin ja muiden biotekniikoiden tuloa, meillä oli tapana jakaa elämän kahteen luokkaan: kasveihin ja eläimiin. Mutta myöhemmin opimme, että yksi- ja monisoluisten organismien monimuotoisuus tällä planeetalla on henkeäsalpaava. Tästä huolimatta kaikilla maan tunnetuilla elämänmuodoilla, mukaan lukien eläimet, kasvit, protistit, sienet, arkeat ja bakteerit, on yhteinen kemiallinen perusrakenne, eli ne kaikki rakentuvat hiiliatomien ympärille selkärangana. Joten on ymmärrettävää, että ihmiset ajattelevat, että kaikki elävät asiat on rakennettava tällä tavalla - että kaikki elämä on hiilipohjaista, aivan kuten maailmamme elämänmuodot.

Hollywood-scifi-elokuvissa avaruusolennot esiintyvät yleensä humanoidimuodoissa, mikä osoittaa taipumusta itseen. Miksi muukalaisilla pitää olla hampaat, hartiat ja sormet kuten ihmisillä? Lisäksi miksi muukalaisten täytyy näyttää kasveilta tai eläimiltä maan päällä? Jos maailmankaikkeuden muukalaiset ovat vieläkin erilaisia ​​kuin me E. colista, miltä maan ulkopuolinen elämä voisi näyttää?

Olemmeko yksin? Ihmisluonto saa meidät katsomaan ylös ja ajattelemaan.

Kaksi elämänkehitystapaa, jotka eroavat meillä

Tutkikaamme yhdessä kahta elämänkehitystapaa, jotka poikkeavat omastamme.

Elämä voi perustua muihin atomeihin kuin hiiliatomeihin. Yksi tieteiskirjailijoiden keskuudessa suosittu esimerkki on piipohjainen elämä.

Pii on houkutteleva vaihtoehto hiilelle, koska sen elektroninen rakenne muistuttaa hiiltä.

Se on jaksollisessa taulukossa aivan hiilen alapuolella, joten se voi myös sitoutua kemiallisesti neljään eri atomiin, mikä on hyödyllinen ominaisuus monimutkaisten molekyylien, kuten DNA:n, rakentamisessa. Mutta piisidokset ovat yleensä vahvempia kuin hiilisidokset, mikä tekee niistä vähemmän todennäköistä muodostaa monimutkaisia ​​molekyylejä ja siten monimutkaista elämää.

Toinen tapa elämälle kehittyä, erilainen kuin tiedämme, on se, että elämä olisi voinut syntyä nestemäisessä ympäristössä, joka ei ole valmistettu vedestä. Tiedämme ainakin yhden paikan, jossa on järviä, jotka eivät ole valmistettu vedestä: Saturnuksen suurin kuu, Titan, joka on aurinkokunnan ainoa tunnettu planeetta, jonka pinnalla on virtaavaa nestettä. Kuten aiemmin mainittiin, miinus 180 celsiusasteen ympäristössä Titanin pinnalla nestemäisen metaanin ja etaanin järviä ulottuu sen napoihin. Vertailun vuoksi, maan kylmin mitattu lämpötila (mitattuna Etelämantereella) on miinus 89 celsiusastetta.

Toisin kuin Titanin äärimmäisen kylmässä ympäristössä, voimme kuvitella myös sulan kiven peittämän eksoplaneetan, jossa elämä viihtyy polttouuneissa. Emme vain tiedä, mitä monimutkaisia ​​kemiallisia reaktioita tapahtuu niin äärimmäisissä lämpötiloissa, ja siellä saattaa olla jotain täysin odottamatonta, joka odottaa löytämistä.

Eksoplaneetan taiteellinen renderöinti 55 Cancri e. Se kiertää hyvin lähellä emotähdeään ja on vuorovesilukittu, joten koko emätähteen päin oleva pinta on todennäköisesti kiehuvan magman peitossa.

Toistaiseksi olemme tarkastelleet elämää vain kemiallisten reaktioiden perusteella, joita kutsumme kemiallisiksi mieltymyksiksi. Mielikuvitukselliset tutkijat ovat kuitenkin spekuloineet täysin erilaisten elämänmuotojen monimutkaisilla rakenteilla, kuten sähkö- ja magneettikenttien välisellä vuorovaikutuksella tai tähtienvälisten pilvien pölyrakeiden välisillä sähköstaattisilla voimilla. Millainen tämä elämänmuoto olisi? Jos pystymme edes havaitsemaan ne tylsineillä inhimillisillä aisteillamme, ne voivat olla käsittämättömiä kaikille paitsi kaikkein avaramielisimmille ajattelijoille.

Lukemattomilla eksoplaneetoilla eri puolilla universumia esiintyvien mahdollisten elämänmuotojen yllättävä valikoima tarjoaa meille vakuuttavia todisteita siitä, että elämä, olipa älykäs tai ei, ei ole ainutlaatuista maapallolla, eikä sitä voi olla olemassa ilman sitä, vaikka elämänmuotoja Maan päällä syntyi sarjasta epätodennäköisiä, harvinaisia ​​tapahtumia.

Ei ole epäilystäkään siitä, että me ihmiset emme halua ajatella itseämme yksinäisiksi. Kauan sitten järjestimme taivaalle olentoja - jumalia, demoneita, muukalaisia... Mielikuvitusmme on rajaton.

Auringon kiilto mahdollisena elämän kotina on hiipumassa

Vasta 1900-luvulla meillä oli tekniikka, jonka avulla voimme testata uskomuksiamme muusta elämästä. Jotkut tähtitieteilijät ajattelivat 1700-luvulla, että auringossa voisi olla hiilipohjaista elämää. Nämä olennot eivät tietenkään asu auringon kuumalla pinnalla, vaan auringon kiinteässä sisäosassa, jossa heidän mielestään sen täytyy olla. Jotkut jopa kuvittelivat, että jos suuntaisit kaukoputken oikeaan suuntaan, voisit nähdä auringonpilkkujen läpi alla olevaan asuttuun kylään. Emmehän tuohon aikaan olleet hallineet tai ymmärtäneet termodynamiikkaa, fysiikan haaraa. Termodynamiikka kertoo meille, että kiehuvan ulkopinnan tuottama lämpö haihduttaa minkä tahansa kylän sisällä.

Ajan myötä auringon kiilto mahdollisena elämänpaikkana haihtui, mutta muita outoja ideoita ilmaantui. Esimerkiksi vuonna 1837 englantilainen Thomas Dick julkaisi kirjan, jonka otsikko oli liioiteltu: "Celestial Landscapes" tai "The Miracles Revealed by the Planetary Systems, Explaining the Perfection of the God and Diversity of the World". Tässä kirjassa hän väittää, että voisimme löytää ihmisiä, jotka elävät Saturnuksen renkaista.

Herbert George Wellsin vuoden 1901 romaanissa "The First Menin the Moon" ja vuoden 1964 samannimisessä elokuvassa ihmiset kuussa kohtasivat hyönteisten kaltaisia ​​kuuihmisiä pinnan alla.

1900-luvun alkuun mennessä monet ihmiset uskoivat edelleen, että Kuussa, Marsissa ja Venuksessa oli elämää. Esimerkiksi vuonna 1901 kirjailija Welles, joka tunnetaan parhaiten varhaisesta teoksestaan ​​Maailman sota, kertoi brittiläisestä herrasmiehestä, joka matkustaa kuuhun etsimään hengittävää ilmapiiriä ja kohtaa miehen, jota hän kutsuu Seleenimieheksi ( tarina seleniittirodusta. Tämä usko vahvistui, kun kuuluisa amerikkalainen tähtitieteilijä Percival Lowell alkoi julkaista kirjoja Marsin havainnoistaan. Lowell kuvitteli Punaisen planeetan kuolevan sivilisaation kotina, jossa on kanavien verkosto, joka kuljettaa vettä navoista päiväntasaajalle – toinen kadonnut käsitys elämästä Marsissa.

Nykyään tiedämme, että elämää (todennäköisimmin mikrobista) löytyy todennäköisimmin Europan kaltaisten kuuiden pinnanalaisista valtameristä, ja myös Marsin pinnan alla olevissa pohjavesikerroksissa on heikkoa toivoa.

Elämää tutkivien tiedemiesten on työskenneltävä alalleen ainutlaatuisten esteiden alla. Julkisesti juhlimme planeetan biologista monimuotoisuutta, mutta yksityisesti valittelemme, että se kaikki voidaan jäljittää yhteen alkuperään, yhteen ainoaan elämäntapaan.

Aurinkokunnassa on yli 100 pallomaista kohdetta, joita voidaan verrata ja verrata Maahan, ja Maa on vain yksi niistä. Muuten, siksi geologian osastot ovat tulleet niin harvinaisiksi yliopistoissamme - ne ovat kehittyneet planeettatieteen laitoksiksi.

Biologeilla ei kuitenkaan ole sellaista ylellisyyttä. Jokaisella maan elävällä olennolla on sama kemiallinen toiminta, jota DNA-molekyylit ohjaavat, mikä tekee selväksi, että me kaikki olemme kehittyneet yhdestä primitiivisestä kantasolusta, joka syntyi Maan valtamerissä miljardeja vuosia sitten.

Miksi tämä on tärkeää? Kuvittele, jos ainoa koskaan näkemäsi vesiolento olisi kultakala, silloin olettaisit, että kaikki vesieläimet ovat oransseja selkärankaisia, jotka pitävät makeasta vedestä ja ruokkivat kasveja ja hyönteisiä. Kuvittele, että menet rannalle ensimmäisen kerran jonakin päivänä ja näet suuren valkohain, sitten meduusan ja sitten rapun. Kaikki, mitä tiedät vesieliöistä, on arvioitava uudelleen, ja vasta sitten meren ja makean veden biologia tulee esiin.

Kalifornian ulkopuolisen älykkyyden tutkimusinstituutin (SETI) ylläpitämä Allen Telescope Array (ATA) jatkaa taivaantutkimusten tekemistä etsiäkseen merkkejä älykkäästä elämästä aurinkokunnan ulkopuolelta.

Miten näkemyksemme elämästä muuttuu?

Miten näkemyksemme elämästä muuttuisi, jos löytäisimme muita elämänmuotoja?

Ensinnäkin kaikki elämä maapallolla sisältää kemiallisia prosesseja, joissa hiiliatomit yhdistyvät nestemäisen veden ympäristössä. Kuten tulemme näkemään tämän luvun loppuosassa, lähes kaikki maan ulkopuolista elämää ajattelevat olettavat, että tämä ominaisuus on läsnä kaikessa löytämässämme elämässä. Tämä on edellä mainitusta kultakalasta johdettu näkökulma.

Jollekin, joka ei ole koskaan nähnyt toista vesiolentoa, maan ulkopuolisen elämän kuvitteleminen perustuu kultakalaan. He saattavat pystyä kuvittelemaan, kuinka elämää voisi olla vedessä, mutta katkaravun, erään korallityypin tai 50 tonnin valaan kuvitteleminen ja löytäminen vaatii enemmän tietoa, aikaa ja erityisesti mielikuvitusta. Kun ihmisiltä puuttuu tietoa, heidän on helppo kehittää ennakkoluuloja tai mieltymyksiä. Elämän löytäminen muualta saattaa (tai ei) pakottaa meidät hylkäämään näiden ennakkoluulojen lähteet.

· Hiilen mieltymys: Riippuuko elämä välttämättä hiiliatomeista? Tieteiskirjailijat ja vakavat tiedemiehet ovat pohtineet piihin ja muihin atomeihin perustuvaa elämää.

·Veden etusija: Onko vesi ainoa neste, joka pystyy tukemaan elämänmuodostusprosesseja? Ammoniakki ja nestemäinen metaani ovat muiden mahdollisuuksien joukossa, ja kemistit ovat valinneet listalle vetysulfidin, kaasun, joka on vastuussa mädänmunan hajusta, jota joskus haistamme kuumien altaiden ympärillä.

· Pinta-asetus: Voiko elämä kehittyä vain planeetan pinnalla? Monissa paikoissa aurinkokunnassa, kuten Jupiterin ja Saturnuksen kuuissa, suurin osa nestemäisestä vedestä ei ole pinnalla, vaan maanalaisissa valtamerissä. Ja voisiko elämä kehittyä ja kukoistaa kokonaan kaasujättiplaneettojen ilmakehissä?

· Tähtien mieltymys: Voiko elämää kehittyä vain tähtiä kiertävillä planeetoilla? Loppujen lopuksi laskelmat osoittavat, että Linnunradan ympärillä ja sen ulkopuolella voi vaeltaa enemmän niin kutsuttuja rogue-planeettoja kuin tähtiä kiertäviä planeettoja. Voiko elämä kehittyä luottamatta tähtiin energialähteenä? Voisiko planeetan sisällä oleva radioaktiivinen lämpö korvata auringonvalon?

· Kemian mieltymykset: Meidän on kysyttävä, pitääkö elämän perustua kemiaan? Jos elämä vaatii energian virtausta, jotkut teoreettiset laskelmat viittaavat siihen, että sähkö- ja magneettikenttien vuorovaikutus voisi kehittää eläviin järjestelmiin tyypillisiä monimutkaisuustasoja.

On selvää, että jokaisen mieltymyksen kyseenalaistaminen avaa uusia ja yhä uskomattomampia elämänmalleja. Mistä haluat aloittaa?

Varhaisen Maan vulkaanista, elotonta pintaa pommittivat säännöllisesti komeetat ja meteorit, jotka toivat elämän perusainekset mukanaan muualta aurinkokunnasta.

Jos suunnittelet suuren hakuprojektin toteuttamista, se auttaa tietämään tarkalleen mitä etsit.

Ihmiset sekoittavat usein maan ulkopuolisen elämän etsimisen maan ulkopuolisen sivilisaation etsimiseen, joten aloitetaan ajatuskokeella. Miten vierasvieraat olisivat nähneet planeettamme eri aikoina maapallon historiassa?

Ensimmäiset 500 miljoonaa vuottaan Maa oli kuuma, ilmaton pallo, joka kellui avaruudessa, vailla elämää, puhumattakaan älykkäästä elämästä.

Noin seuraavan kolmen miljardin vuoden ajan maapallo on vihreän liman kelluva maailma. Kelluvat, suhteellisen yksinkertaiset mikro-organismit keräävät energiaa auringonvalosta. Tässä maailmassa on elämää, mutta heillä ei ilmeisesti vielä ole sitä, mitä kutsuisimme älyksi.

Joskus viimeisten sadan miljoonan vuoden aikana ulkomaalaiset kävijät olisivat löytäneet monimutkaisempia elämänmuotoja. Mitä tulee siihen, milloin he voivat ylittää älykkään elämän kynnyksen, riippuu siitä, mikä on mielestäsi älyllistä elämää: matoja, kaloja? Tai dinosaurus, kädellinen tai kissa?

Maan ulkopuolisen sosiologian on otettava huomioon älykkäät elämänmuodot eri puolilta galaksia, ja Star Warsin kosminen palkki on täydellinen esimerkki maan ulkopuolisesta sosiologiasta.

Sen sijaan, että eksymme epämääräisiin keskusteluihin älykkyyden määritelmästä, katsotaanpa, kuinka olemme tähän mennessä etsineet elämää eksoplaneetoilta, ja verrataan sitä siihen, kuinka etsimme älyllistä elämää.

Käytämme periaatteessaspektriOpi etsimään sitä, mitä astrobiologit kutsuvat biosignatuureiksi, molekyylejä, joita biologiset organismit tuottavat planeetan ilmakehässä. Näitä molekyylejä ovat fotosynteesistä peräisin oleva happi ja anaerobisten mikro-organismien tuottama metaani. Mutta tässä lähestymistavassa on ongelma: näitä molekyylejä voidaan tuottaa myös tavallisilla kemiallisilla ja mineralogisilla prosesseilla. Tiedämme esimerkiksi, että auringon ultraviolettivalo voi hajottaa ilmakehän vesimolekyylejä ja tuottaa happimolekyylejä ilman elämän osallisuutta. Tällä hetkellä ainoa tapa havaita älykästä elämää maailmankaikkeudessa on etsiä sähkömagneettisia signaaleja, jotka lähtevät tarkoituksellisesti tai tahattomasti eksoplaneetoista, mutta se tarkoittaa, että määrittelemme älykkään elämän kyvyksi rakentaa radioteleskooppeja. Tämä tarkoittaa myös sitä, että jos käytämme omaa älyllisen elämän määritelmäämme, niin pitkä ihmiskunnan historian ajanjakso Homo habilisin ajasta 2 miljoonaa vuotta sitten 1800-luvulle ei ole nähtävissä maan ulkopuolisille tarkkailijoille. Monisoluiset organismit tai monimutkainen elämä ilmestyivät noin miljardi vuotta sitten. Tämän laskelman perusteella älykäs elämä, joka määritellään kyvyksi lähettää radiosignaaleja, muodostaa vain pienen osan monimutkaisen elämän historiasta maapallolla - noin 0,00001%.

Stromatoliitit ovat alkukantaisten mikro-organismien rakentamia biologisia sedimenttirakenteita, jotka on esitetty täällä Australiassa. Vaikka ne ovat nykyään harvinaisia, ne rakentaneet mikrobit olivat hallitsevin elämänmuoto maapallolla 3,5 miljardia vuotta sitten.

Onko reilua olettaa olemassa olevien rajallisten tietojen perusteella, että Maan ulkopuolella ei ole älyllistä elämää?

Vaikka olemme lähettäneet Marsiin luotainlaivaston ja antaneet niiden vaeltaa pinnalla keräämässä tietoja, tutkijat keskustelevat edelleen siitä, onko Marsissa mikrobeja. Toisin sanoen, sen perusteella, mitä nyt tiedämme, saatamme elää galaksissa, jossa on monia vihreitä kelluvia planeettoja, joista joillakin voi asua dinosauruksia, mutta joista mikään ei lähetä meille radiosignaaleja tai ainakaan signaaleja, joita me voi havaita.

Alkuperäinen kirjoittaja/amerikkalainen] Neil deGrasse Tyson [amerikkalainen] James Tryfield

Ote/He Ye

Toimittaja / Zhang Jin

Johdanto Oikoluku/Yang Li