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Recientemente, CNN informó que el último descubrimiento muestra que las espesas nubes ácidas de Venus contienen "fosfina, un gas que significa vida en la Tierra". También se ha descubierto otro gas especial en la atmósfera de Venus: el amoníaco. Tanto la fosfina como el amoníaco se consideran marcadores de vida en exoplanetas, y el descubrimiento generó especulaciones sobre la existencia de vida en Venus.

Entonces, ¿estamos solos en el universo?

El siguiente contenido está extraído de "La cuestión fundamental de la astronomía: quiénes somos, de dónde venimos y adónde iremos", que ha sido abreviado y modificado del texto original. Las ilustraciones utilizadas en el artículo son de este libro. Publicado con permiso del editor.

"La pregunta fundamental en astronomía: quiénes somos, de dónde venimos y a dónde vamos", [EE.UU.] Neil deGrasse Tyson [EE.UU.] James Tryfield, Fu Lei, Hu Fanghao y Wang Traducido por Ke Chao, julio de 2023 edición de Jiangsu Phoenix Science and Technology Press.

Cualquiera que quiera responder a preguntas como "¿Qué es la vida" y "¿Estamos solos?" se verá inevitablemente limitado por su propio conocimiento: la única categoría importante de vida que conocemos o hemos estudiado hasta ahora sólo existe en la Tierra. Pero la vida en los exoplanetas podría verse y funcionar como nada jamás observado antes, y para continuar la búsqueda de vida allí, debemos reconocer nuestras tendencias miopes.

Hace mucho tiempo, antes de la llegada de la secuenciación del ADN y otras biotecnologías, solíamos dividir la vida en dos categorías: plantas y animales. Pero luego supimos que la diversidad de organismos unicelulares y multicelulares en este planeta es impresionante. A pesar de esto, todas las formas de vida conocidas en la Tierra, incluidos animales, plantas, protistas, hongos, arqueas y bacterias, comparten una estructura química básica común, es decir, todas están construidas alrededor de átomos de carbono como columna vertebral. Así que es comprensible que la gente piense que todos los seres vivos deben estructurarse de esta manera: que toda la vida se basa en el carbono, al igual que las formas de vida de nuestro mundo.

En las películas de ciencia ficción de Hollywood, los extraterrestres suelen aparecer con formas humanoides, lo que muestra una tendencia a la autopreferencia. ¿Por qué los extraterrestres tienen que tener dientes, hombros y dedos como los humanos? Además, ¿por qué los extraterrestres tienen que parecerse a plantas o animales de la Tierra? Si los extraterrestres del universo son incluso más diferentes de nosotros que nosotros de E. coli, entonces ¿cómo sería la vida extraterrestre?

¿Estamos solos? La naturaleza humana nos impulsa a mirar hacia arriba y pensar.

Dos formas de desarrollo de vida diferentes a la nuestra

Exploremos juntos dos formas de desarrollo de vida diferentes a la nuestra.

La vida puede estar basada en otros átomos además de los átomos de carbono. Un ejemplo popular entre los escritores de ciencia ficción es la vida basada en el silicio.

El silicio es una alternativa atractiva al carbono porque su estructura electrónica es similar a la del carbono.

Está justo debajo del carbono en la tabla periódica, por lo que también puede unirse químicamente a 4 átomos diferentes, lo cual es una propiedad útil para construir moléculas complejas como el ADN. Pero los enlaces de silicio tienden a ser más fuertes que los enlaces de carbono, lo que hace que sea menos probable que se formen moléculas complejas y, por tanto, vida compleja.

Una segunda forma de desarrollarse la vida, diferente a la que conocemos, es que la vida podría haber surgido en un ambiente líquido que no estuviera hecho de agua. Sabemos de al menos un lugar donde existen lagos que no están hechos de agua: la luna más grande de Saturno, Titán, que es el único planeta conocido en el sistema solar que tiene líquido que fluye en su superficie. Como se mencionó anteriormente, en un ambiente de -180 grados Celsius en la superficie de Titán, lagos de metano y etano líquidos se extienden hasta sus polos. En comparación, la temperatura más fría registrada en la Tierra (medida en la Antártida) es de -89 grados Celsius.

A diferencia del entorno extremadamente frío de Titán, también podemos imaginar un exoplaneta con una superficie cubierta de roca fundida, donde la vida prospera en hornos abrasadores. Simplemente no sabemos qué reacciones químicas complejas tienen lugar a temperaturas tan extremas, y podría haber algo completamente inesperado esperando ser descubierto.

Representación artística del exoplaneta 55 Cancri e. Orbita muy cerca de su estrella madre y está bloqueada por mareas, por lo que es probable que toda la superficie que mira a la estrella madre esté cubierta de magma en ebullición.

Hasta ahora, sólo hemos considerado la vida basada en reacciones químicas, a las que llamamos preferencias químicas. Sin embargo, científicos imaginativos han especulado sobre las complejas estructuras de formas de vida completamente diferentes, como la interacción entre campos eléctricos y magnéticos o las fuerzas electrostáticas entre los granos de polvo en las nubes interestelares. ¿Cómo sería esta forma de vida? Si incluso podemos percibirlos con nuestros embotados sentidos humanos, pueden resultar incomprensibles para todos, excepto para los pensadores de mente más abierta.

La sorprendente variedad de posibles modos de vida en innumerables exoplanetas en todo el universo nos proporciona evidencia convincente de que la vida, inteligente o no, no es exclusiva de la Tierra y no puede existir sin que aparezca en otros lugares, aunque las formas de vida en la Tierra surgieron de una serie de. eventos poco probables y raros.

No hay duda de que a los humanos no nos gusta pensar que estamos solos. Hace mucho tiempo dispusimos seres en el cielo: dioses, demonios, extraterrestres... Nuestra imaginación no tiene límites.

El brillo del sol como posible hogar para la vida se está desvaneciendo

No fue hasta el siglo XX que tuvimos la tecnología para utilizar la ciencia para poner a prueba nuestras creencias sobre otras formas de vida. En el siglo XVIII, algunos astrónomos pensaron que el Sol podría albergar vida basada en el carbono. Por supuesto, estos seres no viven en la superficie caliente del sol, sino en el interior sólido del sol donde creen que debe existir. Algunos incluso imaginaron que si apuntabas tu telescopio en la dirección correcta, podrías ver a través de las manchas solares un pueblo habitado debajo. Después de todo, en aquella época no dominamos ni entendíamos la termodinámica, una rama de la física. La termodinámica nos dice que el calor generado por un exterior en ebullición evaporará cualquier aldea que se encuentre dentro.

Con el tiempo, el brillo del sol como posible hogar para la vida se desvaneció, pero surgieron otras ideas extrañas. Por ejemplo, en 1837, el inglés Thomas Dick publicó un libro con un título exagerado: "Paisajes celestiales" o "Los milagros revelados por los sistemas planetarios, explicando la perfección de Dios y la diversidad del mundo". En este libro afirma que podríamos encontrar humanos viviendo en los anillos de Saturno.

En la novela de 1901 "Los primeros hombres en la luna" de Herbert George Wells y la película del mismo nombre de 1964, los humanos en la luna encontraron personas lunares parecidas a insectos debajo de la superficie.

A principios del siglo XX, mucha gente todavía creía que había vida en la Luna, Marte y Venus. Por ejemplo, en 1901 Welles, el escritor más conocido por sus primeros trabajos La guerra de los mundos, contó la historia de un caballero británico que viaja a la luna en busca de una atmósfera respirable y se encuentra con un hombre al que llama el Hombre de Selenio (La historia de la raza selenita. Esta creencia adquirió fuerza cuando el famoso astrónomo estadounidense Percival Lowell comenzó a publicar libros sobre sus observaciones de Marte. Lowell imaginó el Planeta Rojo como el hogar de una civilización moribunda, con una red de canales que transportaban agua desde los polos hasta el ecuador: otra idea perdida sobre la vida en Marte.

Hoy sabemos que es más probable que se encuentre vida (muy probablemente microbiana) en los océanos subterráneos de lunas como Europa, y también hay una leve esperanza en los acuíferos bajo la superficie de Marte.

Los científicos que estudian la vida deben trabajar con obstáculos exclusivos de su campo. Públicamente celebramos la biodiversidad del planeta, pero en privado lamentamos que todo pueda rastrearse hasta un único origen, un único caso de vida.

Hay más de 100 objetos esféricos en el sistema solar que se pueden comparar y contrastar con la Tierra, y la Tierra es solo uno de ellos. Por cierto, esta es la razón por la que los departamentos de geología se han vuelto tan raros en nuestras universidades: han evolucionado hasta convertirse en departamentos de ciencia planetaria.

Los biólogos, sin embargo, no pueden darse ese lujo. Todos los seres vivos de la Tierra tienen el mismo funcionamiento químico controlado por moléculas de ADN, lo que deja claro que todos evolucionamos a partir de una única célula progenitora primitiva que surgió en los océanos de la Tierra hace miles de millones de años.

¿Por qué es esto importante? Imagínese si la única criatura acuática que haya visto fuera un pez dorado. Entonces asumiría que todas las criaturas acuáticas son vertebrados de color naranja que prefieren el agua dulce y se alimentan de plantas e insectos. Imagínese ir a la playa por primera vez un día y ver un gran tiburón blanco, luego una medusa y luego un cangrejo. Es necesario reevaluar todo lo que se sabe sobre la vida acuática, y sólo entonces surgirá la biología marina y de agua dulce.

El Allen Telescope Array (ATA), operado por el Instituto SETI de California, continúa realizando estudios del cielo para buscar signos de vida inteligente más allá del sistema solar.

¿Cómo cambiará nuestra visión de la vida?

¿Cómo cambiaría nuestra visión de la vida si descubriésemos otras formas de vida?

En primer lugar, toda la vida en la Tierra implica procesos químicos en los que los átomos de carbono se combinan en un entorno de agua líquida. Como veremos en el resto de este capítulo, casi todo pensamiento sobre la vida extraterrestre supone que esta característica está presente en toda la vida que encontramos más allá de la nuestra. Este es el punto de vista derivado de los peces de colores mencionados anteriormente.

Para alguien que nunca ha visto otra criatura acuática, imaginar vida extraterrestre se basa en un pez dorado. Quizás puedan imaginar cómo podría existir vida en el agua, pero imaginar y encontrar un camarón, un tipo de coral o una ballena de 50 toneladas requiere más información, tiempo y, sobre todo, imaginación. Cuando los humanos carecen de información, les resulta fácil desarrollar prejuicios o preferencias. Descubrir vida en otros lugares puede (o no) obligarnos a abandonar las fuentes de estos prejuicios.

·Preferencia de carbono: ¿Depende necesariamente la vida de los átomos de carbono? Tanto los escritores de ciencia ficción como los científicos serios han pensado en la vida basada en el silicio y otros átomos.

·Preferencia por el agua: ¿Es el agua el único fluido capaz de soportar procesos de formación de vida? El amoníaco y el metano líquido se encuentran entre otras posibilidades, y los químicos han preseleccionado el sulfuro de hidrógeno, el gas responsable del olor a huevo podrido que a veces olemos alrededor de las piscinas calientes.

·Preferencia de superficie: ¿Puede la vida evolucionar sólo en la superficie de un planeta? En muchos lugares del sistema solar, como en las lunas de Júpiter y Saturno, la mayor parte del agua líquida no se encuentra en la superficie sino en los océanos subterráneos. ¿Y podría la vida evolucionar y florecer enteramente en las atmósferas de planetas gigantes gaseosos?

· Preferencia estelar: ¿Puede la vida desarrollarse sólo en planetas que orbitan estrellas? Después de todo, los cálculos muestran que puede haber más planetas llamados rebeldes deambulando alrededor de la Vía Láctea y más allá que planetas orbitando estrellas. ¿Puede la vida desarrollarse sin depender de las estrellas como fuente de energía? ¿Podría el calor radiactivo dentro de un planeta reemplazar la luz solar?

· Preferencia por la química: Debemos preguntarnos, ¿la vida tiene que basarse en la química? Si la vida requiere flujo de energía, algunos cálculos teóricos sugieren que la interacción de campos eléctricos y magnéticos podría desarrollar los niveles de complejidad típicamente asociados con los sistemas vivos.

Es lógico que cuestionar cada preferencia abra patrones de vida nuevos y cada vez más increíbles. ¿Por dónde quieres empezar?

La superficie volcánica y sin vida de la Tierra primitiva era bombardeada periódicamente por cometas y meteoritos que traían consigo los ingredientes básicos de la vida desde otras partes del sistema solar.

Si planea implementar un gran proyecto de búsqueda, será útil saber exactamente lo que está buscando.

La gente suele confundir la búsqueda de vida extraterrestre con la búsqueda de una civilización extraterrestre, así que comencemos con un experimento mental. ¿Cómo habrían visto los visitantes extraterrestres nuestro planeta en diferentes momentos de la historia de la Tierra?

Durante sus primeros 500 millones de años, la Tierra fue una esfera caliente y sin aire que flotaba en el espacio, desprovista de vida, y mucho menos de vida inteligente.

Durante los próximos tres mil millones de años aproximadamente, la Tierra será un mundo flotante de limo verde. Microorganismos flotantes y relativamente simples obtienen energía de la luz solar. Hay vida en este mundo, pero evidentemente todavía no poseen lo que llamaríamos inteligencia.

En algún momento de los últimos cientos de millones de años, los visitantes extraterrestres habrían descubierto formas de vida más complejas. En cuanto a cuándo pueden cruzar el umbral de la vida inteligente, depende de lo que creas que es vida inteligente: ¿gusanos, peces? ¿O un dinosaurio, un primate o un gato?

La sociología extraterrestre necesita tener en cuenta formas de vida inteligentes de toda la galaxia, y la barra cósmica de Star Wars es un ejemplo perfecto de sociología extraterrestre.

En lugar de perdernos en vagos debates sobre la definición de inteligencia, echemos un vistazo a cómo hemos buscado vida en exoplanetas hasta ahora y comparemos eso con cómo buscamos vida inteligente.

Básicamente usamosespectroAprenda a buscar lo que los astrobiólogos llaman biofirmas, aquellas moléculas producidas por organismos biológicos en atmósferas planetarias. Estas moléculas incluyen oxígeno de la fotosíntesis y metano producido por microorganismos anaeróbicos. Pero hay un problema con este enfoque: estas moléculas también se pueden producir mediante procesos químicos y mineralógicos estándar. Por ejemplo, sabemos que la luz ultravioleta del sol puede descomponer las moléculas de agua en la atmósfera y producir moléculas de oxígeno sin la participación de la vida. Actualmente, la única forma en que podemos detectar vida inteligente en el universo es buscar señales electromagnéticas emitidas intencionalmente o no desde exoplanetas, pero eso significa que definimos vida inteligente como la capacidad de construir radiotelescopios. Esto también significa que si utilizamos nuestra propia definición de vida inteligente, entonces el largo período de la historia humana desde la época del Homo habilis hace 2 millones de años hasta el siglo XIX no será visible para los observadores extraterrestres. Los organismos multicelulares, o vida compleja, aparecieron hace unos mil millones de años. Según este cálculo, la vida inteligente, definida como la capacidad de emitir señales de radio, sólo representa una pequeña parte de la historia de la vida compleja en la Tierra: alrededor del 0,00001%.

Los estromatolitos son estructuras sedimentarias biológicas construidas por microorganismos primitivos, como se muestra aquí en Australia. Aunque ahora son raros, los microbios que los construyeron eran la forma de vida más dominante en la Tierra hace 3.500 millones de años.

¿Es justo suponer, basándose en los limitados datos que tenemos, que no hay vida inteligente más allá de la Tierra?

Aunque hemos enviado una flota de sondas a Marte y las hemos dejado recorrer la superficie recopilando datos, los científicos todavía están debatiendo si existen microbios en Marte. En otras palabras, según lo que sabemos ahora, es posible que vivamos en una galaxia que contenga muchos planetas verdes flotantes, tal vez algunos con dinosaurios viviendo en ellos, pero ninguno de los cuales nos envía señales de radio, o al menos ninguna señal que podamos recibir. puede detectar.

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

Extracto/Él Ye

Editor/Zhang Jin

Revisión de introducción/Yang Li