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Recentemente, a CNN informou que a última descoberta mostra que as espessas nuvens ácidas de Vênus contêm “fosfina, um gás que significa vida na Terra”. Outro gás especial também foi descoberto na atmosfera de Vênus – Amônia. A fosfina e a amônia são consideradas marcadores de vida em exoplanetas, e a descoberta gerou especulações sobre a existência de vida em Vênus.

Então, estamos sozinhos no universo?

O conteúdo a seguir foi extraído de "A Questão Fundamental da Astronomia: Quem somos, de onde viemos e para onde iremos", que foi resumido e modificado do texto original. As ilustrações utilizadas no artigo são deste livro. Publicado com permissão do editor.

"A questão final em astronomia: quem somos, de onde viemos e para onde estamos indo", [EUA] Neil deGrasse Tyson [EUA] James Tryfield, Fu Lei, Hu Fanghao e Wang Traduzido por Ke Chao, julho de 2023 edição da Jiangsu Phoenix Science and Technology Press.

Qualquer pessoa que queira responder a perguntas como “O que é a vida” e “Estamos sozinhos?” será inevitavelmente limitada pelo seu próprio conhecimento: a única categoria importante de vida que conhecemos ou estudamos até agora só existe na Terra. Mas a vida nos exoplanetas pode parecer e funcionar de forma diferente de tudo o que alguma vez foi observado antes e, para continuar a procura de vida nesses exoplanetas, precisamos de reconhecer as nossas tendências míopes.

Há muito tempo, antes do advento do sequenciamento de DNA e de outras biotecnologias, costumávamos dividir a vida em duas categorias: plantas e animais. Mas mais tarde aprendemos que a diversidade de organismos unicelulares e multicelulares neste planeta é de tirar o fôlego. Apesar disso, todas as formas de vida conhecidas na Terra, incluindo animais, plantas, protistas, fungos, arquéias e bactérias, partilham uma estrutura química básica comum, que consiste no facto de serem todas construídas em torno de átomos de carbono como espinha dorsal. Portanto, é compreensível que as pessoas pensem que todos os seres vivos devem ser estruturados desta forma - que toda a vida é baseada no carbono, tal como as formas de vida no nosso mundo.

Nos filmes de ficção científica de Hollywood, os alienígenas geralmente aparecem em formas humanóides, o que mostra uma tendência de auto-preferência. Por que os alienígenas precisam ter dentes, ombros e dedos como os humanos? Além disso, por que os alienígenas têm que se parecer com plantas ou animais da Terra? Se os alienígenas no universo são ainda mais diferentes de nós do que nós da E. coli, então como seria a vida extraterrestre?

Estamos sozinhos? A natureza humana nos leva a olhar para cima e pensar.

Duas formas de desenvolvimento de vida diferentes das nossas

Vamos explorar juntos duas formas de desenvolvimento de vida que são diferentes das nossas.

A vida pode ser baseada em outros átomos além dos átomos de carbono. Um exemplo popular entre os escritores de ficção científica é a vida baseada em silício.

O silício é uma alternativa atraente ao carbono porque sua estrutura eletrônica é semelhante à do carbono.

Está logo abaixo do carbono na tabela periódica, por isso também pode ligar-se quimicamente a 4 átomos diferentes, o que é uma propriedade útil para a construção de moléculas complexas como o DNA. Mas as ligações de silício tendem a ser mais fortes do que as ligações de carbono, tornando menos provável a formação de moléculas complexas e, portanto, de vida complexa.

Uma segunda forma de desenvolvimento da vida, diferente da que conhecemos, é que a vida poderia ter surgido em um ambiente líquido que não fosse feito de água. Sabemos de pelo menos um lugar onde existem lagos que não são feitos de água: a maior lua de Saturno, Titã, o único planeta conhecido no sistema solar com líquido fluindo em sua superfície. Como mencionado anteriormente, num ambiente de 180 graus Celsius negativos na superfície de Titã, lagos de metano e etano líquidos estendem-se até aos seus pólos. Em comparação, a temperatura mais fria registada na Terra (medida na Antártida) é de 89 graus Celsius negativos.

Em contraste com o ambiente extremamente frio de Titã, também podemos imaginar um exoplaneta com uma superfície coberta por rocha derretida, onde a vida prospera em fornalhas abrasadoras. Simplesmente não sabemos quais reações químicas complexas ocorrem em temperaturas tão extremas, e pode haver algo completamente inesperado esperando para ser descoberto.

Representação artística do exoplaneta 55 Cancri e. Ele orbita muito perto de sua estrela-mãe e está bloqueado pelas marés, de modo que toda a superfície voltada para a estrela-mãe está provavelmente coberta por magma em ebulição.

Até agora, consideramos apenas a vida baseada em reações químicas, que chamamos de preferências químicas. No entanto, cientistas imaginativos especularam sobre as estruturas complexas de formas de vida completamente diferentes, tais como a interacção entre campos eléctricos e magnéticos, ou as forças electrostáticas entre grãos de poeira em nuvens interestelares. Como seria essa forma de vida? Se conseguirmos percebê-los com os nossos sentidos humanos embotados, eles podem ser incompreensíveis para todos, exceto para os pensadores de mente mais aberta.

A surpreendente variedade de modos de vida possíveis em inúmeros exoplanetas em todo o universo fornece-nos provas convincentes de que a vida, inteligente ou não, não é exclusiva da Terra e não pode existir sem que ela tenha aparecido noutros lugares, embora as formas de vida na Terra tenham surgido de uma série de formas de vida. eventos improváveis ​​e raros.

Não há dúvida de que nós, humanos, não gostamos de pensar que estamos sozinhos. Há muito tempo, organizamos seres no céu - deuses, demônios, alienígenas... Nossa imaginação é ilimitada.

O brilho do sol como potencial lar para a vida está desaparecendo

Só no século XX é que tivemos a tecnologia para usar a ciência para testar as nossas crenças sobre outras formas de vida. No século XVIII, alguns astrônomos pensavam que o Sol poderia abrigar vida baseada em carbono. É claro que esses seres não vivem na superfície quente do Sol, mas no interior sólido do Sol, onde acreditam que ele deva existir. Alguns até imaginaram que, se apontassem o telescópio na direção certa, poderiam ver através das manchas solares uma aldeia habitada abaixo. Afinal, naquela época não tínhamos dominado nem entendido a termodinâmica, um ramo da física. A termodinâmica nos diz que o calor gerado por uma fervura externa irá evaporar qualquer aldeia dentro dela.

Com o tempo, o brilho do sol como um potencial lar para a vida desapareceu, mas outras ideias estranhas surgiram. Por exemplo, em 1837, o inglês Thomas Dick publicou um livro com título exagerado: “Paisagens Celestiais” ou “Os Milagres Revelados pelos Sistemas Planetários, Explicando a Perfeição de Deus e a Diversidade do Mundo”. Neste livro, ele afirma que poderíamos encontrar humanos vivendo nos anéis de Saturno.

No romance de 1901 "Os primeiros homens na lua", de Herbert George Wells, e no filme de mesmo nome de 1964, os humanos na lua encontraram pessoas lunares semelhantes a insetos sob a superfície.

No início do século 20, muitas pessoas ainda acreditavam que havia vida na Lua, em Marte e em Vênus. Por exemplo, em 1901, Welles, o escritor mais conhecido por seus primeiros trabalhos, Guerra dos Mundos, contou a história de um cavalheiro britânico que viaja à Lua em busca de uma atmosfera respirável e encontra um homem que ele chama de Homem do Selênio (O Homem do Selênio). história da raça selenita. Esta crença ganhou força quando o famoso astrônomo americano Percival Lowell começou a publicar livros sobre suas observações de Marte. Lowell imaginou o Planeta Vermelho como o lar de uma civilização moribunda, com uma rede de canais que transportavam água dos pólos para o equador – outra ideia perdida sobre a vida em Marte.

Hoje sabemos que a vida (provavelmente microbiana) é mais provável de ser encontrada nos oceanos subterrâneos de luas como Europa, e há uma ténue esperança nos aquíferos abaixo da superfície de Marte.

Os cientistas que estudam a vida devem trabalhar sob obstáculos exclusivos de sua área. Publicamente, celebramos a biodiversidade do planeta, mas, em privado, lamentamos que tudo possa ser atribuído a uma única origem, a um único exemplo de vida.

Existem mais de 100 objetos esféricos no sistema solar que podem ser comparados e contrastados com a Terra, e a Terra é apenas um deles. Aliás, é por isso que os departamentos de geologia se tornaram tão raros nas nossas universidades - eles evoluíram para departamentos de ciências planetárias.

Os biólogos, porém, não têm esse luxo. Todos os seres vivos na Terra têm o mesmo funcionamento químico controlado por moléculas de ADN, deixando claro que todos evoluímos a partir de uma única célula progenitora primitiva que emergiu nos oceanos da Terra há milhares de milhões de anos.

Por que isso é importante? Imagine se a única criatura aquática que você já viu fosse um peixinho dourado. Então você presumiria que todas as criaturas aquáticas são vertebrados alaranjados que preferem água doce e se alimentam de plantas e insetos. Imagine ir à praia pela primeira vez um dia e ver um grande tubarão branco, depois uma água-viva e depois um caranguejo. Tudo o que você sabe sobre a vida aquática precisa ser reavaliado, e só então surgirá a biologia marinha e de água doce.

O Allen Telescope Array (ATA), operado pelo Instituto da Califórnia para a Exploração de Inteligência Extraterrestre (SETI), continua a realizar pesquisas do céu em busca de sinais de vida inteligente além do sistema solar.

Como nossa visão da vida mudará?

Como mudaria a nossa visão da vida se descobríssemos outras formas de vida?

Primeiro, toda a vida na Terra envolve processos químicos nos quais os átomos de carbono se combinam num ambiente de água líquida. Como veremos no restante deste capítulo, quase todo pensamento sobre a vida extraterrestre pressupõe que essa característica esteja presente em toda a vida que encontramos por aí. Este é o ponto de vista derivado do peixinho dourado mencionado anteriormente.

Para quem nunca viu outra criatura aquática, imaginar a vida extraterrestre é baseado em um peixinho dourado. Eles podem imaginar como poderia existir vida na água, mas imaginar e encontrar um camarão, um tipo de coral ou uma baleia de 50 toneladas requer mais informação, tempo e principalmente imaginação. Quando os humanos carecem de informação, é fácil desenvolver preconceitos ou preferências. Descobrir vida noutro lugar pode (ou não) forçar-nos a abandonar as fontes destes preconceitos.

·Preferência por carbono: A vida depende necessariamente de átomos de carbono? Escritores de ficção científica e cientistas sérios pensaram sobre a vida baseada no silício e em outros átomos.

·Preferência pela água: A água é o único fluido capaz de suportar processos de formação de vida? Amônia e metano líquido estão entre outras possibilidades, e os químicos selecionaram o sulfeto de hidrogênio, o gás responsável pelo cheiro de ovo podre que às vezes sentimos perto de piscinas quentes.

·Preferência de Superfície: A vida só pode evoluir na superfície de um planeta? Em muitos lugares do sistema solar, como nas luas de Júpiter e Saturno, a maior parte da água líquida não está na superfície, mas em oceanos subterrâneos. E a vida poderia evoluir e florescer inteiramente nas atmosferas de planetas gigantes gasosos?

· Preferência estelar: a vida só pode se desenvolver em planetas que orbitam estrelas? Afinal, os cálculos mostram que pode haver mais planetas chamados de rebeldes vagando pela Via Láctea e além do que planetas orbitando estrelas. A vida pode se desenvolver sem depender das estrelas como fonte de energia? O calor radioativo dentro de um planeta poderia substituir a luz solar?

· Preferência química: Devemos perguntar: a vida tem que ser baseada na química? Se a vida requer fluxo de energia, alguns cálculos teóricos sugerem que a interação dos campos elétricos e magnéticos poderia desenvolver os níveis de complexidade tipicamente associados aos sistemas vivos.

É lógico que questionar todas as preferências abre padrões de vida novos e cada vez mais incríveis. Por onde você quer começar?

A superfície vulcânica e sem vida da Terra primitiva era regularmente bombardeada por cometas e meteoros que traziam consigo os ingredientes básicos da vida de outras partes do sistema solar.

Se você está planejando implementar um grande projeto de pesquisa, será útil saber exatamente o que você está procurando.

As pessoas muitas vezes confundem a busca por vida extraterrestre com a busca por civilização extraterrestre, então vamos começar com um experimento mental. Como os visitantes alienígenas teriam visto o nosso planeta em diferentes momentos da história da Terra?

Durante os seus primeiros 500 milhões de anos, a Terra foi uma esfera quente e sem ar flutuando no espaço, desprovida de vida, muito menos de vida inteligente.

Durante os próximos três mil milhões de anos, a Terra será um mundo flutuante de lodo verde. Microrganismos flutuantes e relativamente simples colhem energia da luz solar. Existe vida neste mundo, mas eles obviamente ainda não possuem o que chamaríamos de inteligência.

Em algum momento nas últimas centenas de milhões de anos, visitantes alienígenas teriam descoberto formas de vida mais complexas. Quanto a quando eles poderão cruzar o limiar da vida inteligente, depende do que você considera vida inteligente: minhocas, peixes? Ou um dinossauro, um primata ou um gato?

A sociologia extraterrestre precisa levar em conta as formas de vida inteligentes de toda a galáxia, e a barra cósmica em Star Wars é um exemplo perfeito de sociologia extraterrestre.

Em vez de nos perdermos em debates vagos sobre a definição de inteligência, vamos dar uma vista de olhos à forma como procurámos vida em exoplanetas até agora e comparar isso com a forma como procuramos vida inteligente.

Basicamente usamosespectroAprenda a procurar o que os astrobiólogos chamam de bioassinaturas, aquelas moléculas produzidas por organismos biológicos em atmosferas planetárias. Essas moléculas incluem oxigênio da fotossíntese e metano produzido por microrganismos anaeróbicos. Mas há um problema com esta abordagem: estas moléculas também podem ser produzidas através de processos químicos e mineralógicos padrão. Por exemplo, sabemos que a luz ultravioleta do Sol pode quebrar as moléculas de água na atmosfera e produzir moléculas de oxigénio sem o envolvimento da vida. Atualmente, a única maneira de detectar vida inteligente no universo é procurar sinais eletromagnéticos emitidos intencionalmente ou não por exoplanetas, mas isso significa que definimos vida inteligente como tendo a capacidade de construir radiotelescópios. Isto também significa que se usarmos a nossa própria definição de vida inteligente, então o longo período da história humana desde a época do Homo habilis, há 2 milhões de anos, até ao século XIX, não será visível para observadores extraterrestres. Os organismos multicelulares, ou vida complexa, surgiram há cerca de mil milhões de anos. Com base neste cálculo, a vida inteligente, definida como a capacidade de emitir sinais de rádio, representa apenas uma pequena parte da história da vida complexa na Terra – cerca de 0,00001%.

Estromatólitos são estruturas biológicas sedimentares construídas por microrganismos primitivos, mostradas aqui na Austrália. Embora sejam raros agora, os micróbios que os construíram eram a forma de vida mais dominante na Terra há 3,5 mil milhões de anos.

É justo assumir, com base nos dados limitados que temos, que não existe vida inteligente fora da Terra?

Embora tenhamos enviado uma frota de sondas a Marte e deixado-as percorrer a superfície recolhendo dados, os cientistas ainda estão a debater se existem micróbios em Marte. Em outras palavras, com base no que sabemos agora, podemos viver em uma galáxia que contém muitos planetas verdes flutuantes, talvez alguns com dinossauros vivendo neles, mas nenhum deles está nos enviando sinais de rádio, ou pelo menos quaisquer sinais que nós pode detectar.

Autor original/americano] Neil deGrasse Tyson [americano] James Tryfield

Trecho/Ele Ye

Editor/Zhang Jin

Revisão de introdução/Yang Li