https://frosthead.com

Søgningen efter livet på tværs af universet

Da Jeremy Drake begyndte sin karriere i slutningen af ​​1980'erne, syntes spørgsmålet om, hvorvidt vi er alene i universet, stadig uden for videnskabens område.

”Det var som om vi ikke kan bevise eller benægte Guds eksistens, ” siger Drake. ”Der var ingen data.”

Meget har ændret sig, siden Drake, nu 49 og en senior astrofysiker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, begyndte at studere stjerner som doktorand ved Oxford.

I midten af ​​1990'erne afslørede mere avancerede teleskoper og spektrometre de første planeter, der kredsede om fjerne stjerner - en opdagelse, der for første gang åbnede den fristende mulighed for liv et andet sted i galaksen. I årenes løb er antallet af kendte planeter eksploderet til mere end 1.700. Lige sidste måned annoncerede NASA, at dets Kepler-rumteleskop, der blev lanceret i 2009, havde gjort det muligt at identificere 715 nye planeter, der kredser om 305 stjerner, herunder fire, der har den rigtige størrelse og afstand fra deres stjerner til at støtte flydende vand, og dermed livet som vi kender det.

Selvom det er usandsynligt, at vi snart vil kunne undersøge disse planeter nøje, begynder forskere at foretage den grundlæggende forskning, der en dag kan hjælpe med at bestemme, hvilke nyopdagede planeter der har størst chance for at være vært for udenjordisk liv. Og meget af dette arbejde sker nu på Smithsonian.

I 2012 arrangerede Drake, hvis laboratorium ligger på en bakke i et roligt hjørne på Harvards campus, en konference kaldet "Life in the Cosmos" i Washington, DC, hvor Smithsonian-videnskabsfolk samles fra så forskellige institutioner som Natural History Museum, the Air og Space Museum og Smithsonian Tropical Research Institute i Panama. Mens en astrofysiker ved første øjekast muligvis ser ud til at have lidt til fælles med paleontologer eller regnskovøkologer, håber Drake, at de tværfaglige samarbejder, der opstår ved dette projekt, vil hjælpe os med bedre at forstå livets oprindelse på Jorden - og hvordan det kan udvikle sig andre steder i galaksen.

”Dette er det bredeste videnskabelige problem, ” siger han. ”Og efter min mening er det måske det vigtigste spørgsmål.”

Hvad er chancerne for, at der er liv derude?

Situationen ændrer sig så hurtigt. Før 1995 havde vi ingen idé - vi havde kun et kendt solsystem. [I 1961] sagde Drake Ligningen - selvfølgelig Drake, naturligvis grundlæggende, at bestemmelse af sandsynligheden for antallet af planeter i galaksen er ren gætteri. Omkring 1980 begyndte vi først at se disse ting, der kaldes ”støvede skiver” omkring sollignende stjerner, og større og bedre missioner så dem i større antal. Det bringer os til den æra med planetdetektion, der starter i midten af ​​90'erne. Selvfølgelig var disse første planeter meget tæt på deres moderstjerne, gasgiganter uden nogen chance for at huse livet overhovedet. Og det er fordi det var de nemmeste at opdage. Men vi er nu klar over, at der er en meget stor sandsynlighed for flere jordlignende planeter omkring stjerner. Der kan være andre måder at udvikle liv på, som ikke nødvendigvis har brug for planeter, men den letteste måde er bestemt at have et slags stabilt miljø, som et planetarisk system, der har energiinput fra en nærliggende stjerne. Så planeter er en god indsats.

Hvordan kom du til at organisere “Livet i kosmos”?

Det var sandsynligvis 2010, og jeg studerede de ydre atmosfærer af stjerner, som i solen omtales som solcorona. Der var allerede betydelige data om planetenes eksistens, og jeg begyndte at tænke over, hvad planeternes strålingsmiljøer ville være. Jeg troede, at det kunne knyttes til, hvad andre mennesker gjorde, folk som Bob Craddock på Air and Space Museum, der har undersøgt et meget vigtigt problem inden for planetfysik: Hvordan mistede Mars sin atmosfære? Hvis du vil have liv på en planet, er det ikke noget, du vil ske.

Det er et par år siden du holdt konferencen i Washington. Er der kommet nogle interessante undersøgelser eller samarbejder ud af det?

Ja, der er nogle undersøgelser, nogle potentielle samarbejder, der stadig er i spædbarnet. Det største problem i videnskaben er altid penge. Vi ansøger om at finansiere en fem-årig undersøgelse af, hvordan de byggesten, der er nødvendige for planetenes levedygtighed, samles. Vi har et andet forslag til at se på den atmosfæriske udvikling af planeter. Vi havde et frøprojekt med folket nede i Panama [på Smithsonian Tropical Research Institute], der så på, hvordan fosfortilgængelighed vil påvirke økosystemer. Fosfor er nødvendigt for livet, men det er faktisk meget kortvarigt i en aktiv planet, fordi det bliver slukket ud af jorden ved normalt vejr. Det fyldes på jorden med geologisk aktivitet - så hvor vigtig er geologisk aktivitet for livets udvikling? Det ved vi ikke rigtig. Noget som pladetektonik på Jorden, er det et krav til liv andre steder?

Er tanken om, at denne forskning til sidst når vi har bedre teknologi til at se på disse nyopdagede planeter, kan hjælpe os med at vælge hvilke, der berettiger videre undersøgelse, eller som måske har størst sandsynlighed for at støtte liv?

Det er helt rigtigt. Sandsynligvis er pladetektonik for svært at forudsige med hensyn til modellering af en planet på dette tidspunkt, men måske kunne du forstå groft, hvilke planeter der skulle have den egenskab. Eller du kan sige, ”Okay, hvis vi har begrænsede ressourcer, lad os gå med de planeter, som vi synes har den rigtige atmosfære.” Du ville prøve at finde dem, der er interessante. Dette antal kan være vagt, men det vil bestemt ikke være flertallet.

Hvordan bidrager din egen forskning til at besvare disse spørgsmål?

Jeg arbejder på protoplanetære diske, og også hvor stjerner dannes. Planeter formes sandsynligvis relativt hurtigt på samme tid som stjernen afslutter sin dannelse. Det er et meget, meget kompliceret, men meget interessant astrofysikproblem. Hvad vi gør er at bruge denne høje røntgenstrålekontrast i unge stjerner til dybest set at finde de unge, der danner solsystemer, og derefter se efter protoplanetære diske. Disse undersøgelser giver os en idé om, hvor mange planeter der kan være i galaksen.

Hvis vi finder det, hvordan kan livet på andre planeter se ud?

Jeg formoder, at hvad der sker, er, at vi vil finde en planet med en påviselig iltunderskrift, og sandsynligvis vil det forråde bioaktivitet, sandsynligvis primær oli eller bakterier. Min mistanke er, hvis vi opdager noget - og forudsat at planeten ikke er alt for forskellig fra Jorden - vil den se ud som noget, vi vagt kender. Lige numerisk kom livet ikke rigtigt her på en meget mere sofistikeret måde, indtil for hundreder af millioner af år siden snarere end milliarder, og den mest almindelige ting her er bakterier. Men så igen, jeg er ikke en biolog, så måske noget der ligner det samme for mig ser helt anderledes ud end en biolog.

Hvad med livet baseret på en helt anden kemi - f.eks. Silicium?

Jeg tror ikke det. Det var noget, der kort tid blev rejst for et stykke tid tilbage, men min mistanke er, at livet opstod på Jorden, som det gjorde på grund af grundlæggende elementer i biokemi, og at disse grundlæggende processer er universelle snarere end særegen for os. Vi ved, at vi har haft denne belastning på Jorden i milliarder af år, og kemi har haft en chance for at gøre andre ting, hvis de virkelig virkede.

Der har været meget snak om ekstremofiler - livet her på Jorden, der findes i geotermiske åbninger og andre barske miljøer - som en mulig model for livet på andre planeter. Tror du, det er en mulighed?

Ekstremofile bruges ofte som et argument til at sige, hvordan anderledes liv kan være, end hvad vi i øjeblikket er mest bekendt med. Jeg har personlig det modsatte argument. Jeg tror, ​​at hvad der sker, når du først har fået fodfæste til livet, så har det evnen til at tilpasse sig mere bisarre miljøer. Jeg tror ikke, at det nødvendigvis fortæller dig, at livet kan stamme i bizarre miljøer. Min mistanke er, at du er nødt til at have nogenlunde Goldilocks-lignende forhold for livet for at komme i gang, men når det først er gjort, har du muligheden for at skabe ting, der er meget mere eksotiske.

Naturligvis er hele denne søgen stadig i de meget tidlige stadier, men hvis vi opdager livet andetsteds i galaksen, hvad er chancerne for, at vi kan besøge det?

For at vi skal besøge en anden civilisation, eller for at de skal besøge os, skal der være en del af fysikken, der endnu ikke er forstået. Du kan ikke gøre det ved at rejse med lysets hastighed. For at civilisationer skal kunne rejse afstande af galaktisk type, skal der være en ukendt fysik, der tillader det at ske. Hvis dette sker, har det enorme konsekvenser for vores manglende forståelse af grundlæggende fysik. Der er en af ​​argumenterne mod UFO-fænomenet i øjeblikket: Fysisk er det bare ikke muligt.

Selv hvis vi ikke kan nå det nyopdagede udenjordiske liv, hvad ville det være virkningen af ​​opdagelsen her på Jorden?

Jeg tror, ​​det ville have en enorm indflydelse - psykologisk, teologisk, socialt. Men jeg tror, ​​det ville være den største enkelt videnskabelige opdagelse i historien, en af ​​de vigtigste ting, som mennesker har gjort. Lige nu har vi en landsdækkende tilgang til livet - en "os imod dem" nationalitetstype. Jeg tror, ​​hvis der blev opdaget liv på andre planeter, og bestemt, hvis der blev fundet kommunikation eller tegn på civilisationer, ville jeg håbe, at perspektivet helt ville ændre sig. Vi ville blive mere udadrettede. Ville mennesker føle sig mindre vigtige? Måske ville de gøre det. Det er sandsynligvis en god ting.

Søgningen efter livet på tværs af universet