Astronomer foreslår ikke å finne fremmede midler Vi er trygge i rommet

For fire milliarder år siden sirklet åtte planeter solen. Det var potensial for livet på den andre, tredje og fjerde lengst fra stjernen, men ingen eksisterte ennå. På Venus utryddet en overaktiv drivhuseffekt det potensialet. På Mars fikk lavt tyngdekraft solvarme til å tørke bort atmosfæren og fryse ut potensialet. På jorden blomstret livet i havene, spredte seg og utviklet seg til det punkt hvor de i besittelse av det kunne tenke over sin egen opprinnelse.

Men hvorfor jorden? En lite kjent, men overraskende sterk teori tyder på at vi er alene eller nesten alene i universet - ikke fordi livet er sjeldent, men fordi samutvikling med planetariske krefter er så anstrengende at det fleste liv ikke overlever. Proponenter av denne teorien, kalt Gaian Bottleneck, tegner fra den eldre Gaian World-hypotesen, noe som tyder på at livsendringer forandrer miljøet, og bidrar til å opprettholde betingelsene som er nødvendige for at livet skal fortsette å eksistere.

Gaian Bottleneck, er ganske kontroversielt i samfunnet av forskere som studerer livets opprinnelse. Forskere er delt om hvorvidt Venus og Mars noen gang var vert for livet - det er heller ikke et definitivt bevis - og det er fortsatt ingen konsensus om naturen av tidlige Jordprosesser. Med ingen klar konsensus om livets opprinnelse på selve jorden og ingen data om liv andre steder, teorier som Gaian Bottleneck opprettet av Aditya Chopra, kan en astrobiologi postdoc ved University of Washington og Charles Lineweaver ikke være nøyaktig bevist eller disproven. I stedet blir de en del av en kompleks idéside om forholdet til resten av universet som informerer hvordan vi prøver å svare på et av menneskets mest eksistensielle spørsmål: Er vi alene?

"Det vi forutsetter er at vi vil finne at de fleste planeter ikke er bebodd," sier Chopra Omvendt, "Og vi burde ikke bli skuffet."

Det faktum at livet har vist seg å være vanskelig å finne utover Jorden, har lange forbausede forskere, de fleste av dem er ikke komfortabel å hoppe til konklusjonen om at vi er alene. Den mest kjente måten å kutte gjennom knutene av motsetninger som skaper, kalles en avhandling som kalles det store filteret som utgjør utryddelsesbegivenhet. Drap av alle levende vesener forekommer relativt ofte på mange planeter.

Fordi utryddelsesnivåhendelser kan ta mange forskjellige former, er det et stort utvalg av Great Filter-hypoteser, og ni forskjellige punkter der livet kunne mislykkes. James Kasting, en geofysiker ved Penn State University, setter det i sterke termer. "Jeg er bekymret for at filteret er i vår fremtid, og ikke i vår fortid," sier han.

Men med så lite data på livet, er det vanskelig å vite nøyaktig hva trykkpunktet vil være. "Det store filteret kan være denne Gaian flaskehalsen, men det kan være selve livets opprinnelse," forklarer Kasting. "Det kan være opprinnelsen til eukaryoter, opprinnelsen til sex, opprinnelsen til intelligent liv - det kan være at teknologiske sivilisasjoner som våre ødelegger seg selv. Jeg tror klimaendringer kan være et flott filter for oss."

Chopra og Lineweaver ser imidlertid på mangelen på liv i universet og kommer til motsatt konklusjon: Hvis livet er vanlig og vi ikke har funnet det i universet, er det mulig at vi eksisterer på den andre siden av filteret. Hvis det er ett punkt i utviklingen av livet som er så vanskelig, får det fleste liv til å bli utdød, er det mulig at jordboere har vært der og gjort det.

For å skape Gaian Bottleneck-hypotesen, viste de seg til en teori om samspillet mellom liv og planeten kalt Gaia-hypotesen. I en Gaian-verden er livets eksistens det som gjør en planet beboelig. Det er en kontroversiell ide, og da den først ble foreslått på 1970-tallet, ble det nesten et teologisk aspekt - at livet fungerer sammen med ikke-levende prosesser for å skape et selvregulerende system. Teorien har blitt akseptert i en viss grad i dag - ideen om at livets påvirkning av miljøet generelt er avtalt, men det vitenskapelige samfunn avviser i stor grad de antropomorfe og teologiske aspektene.

Den kontroversielle delen av Chopras og Lineweaver's Gaian Bottleneck er dens grunnleggende premiss om at tidlig mikrobielt liv er det som holdt Jorden fra å vise seg som Venus eller Mars. Det er nesten umulig å bevise, spesielt fordi nøyaktig hvilken effekt livet har på det moderne miljøet, er vanskelig å forklare.

I løpet av de siste millioner årene har jordens miljø vært det beste stedet å være hvis du er en aerobisk kompleks organisme, som vi er, sier James Kirchner, geokemist ved det sveitsiske føderale forskningsinstituttet. "Vi må selvfølgelig gjenkjenne at det er et element av overlevelsesfeil der." Kirchner påpeker at de fleste av organismene som har bodd på jorden, har gått ut og levd i klipper og biomer som er helt forskjellige fra det som eksisterer på jorden i dag - "Så å vende seg og si at klimaet er ideelt, er som: Selvfølgelig - for oss," sier han.

Men Chopra påpeker at jorden har vært beboelig for andre organismer gjennom sin historie, noe som ikke er tilfelle for våre søsterplaneter, Venus og Mars. Det er teorier om at både Venus og Mars hadde noen form for mikrobielt liv, sier Chopra. Vi vet at Mars hadde store hav på et tidspunkt, og det er sannsynlig at Venus hadde hav også tidlig i sitt planetariske liv. Med miljøer som for tidlig jord, ville det være fornuftig for begge å ha hatt mikrobielt liv, sier Chopra. Og livssviktet og de ubeboelige forholdene på begge planene antyder at Chopra at opprettholde det livet for milliarder år er uvanlig. Men det er uklart akkurat hva som ville gjøre livet på jorden spesielt. "Det avhenger av hvilket valgprosessliv livet på jorden opplevde," sier Chopra. "Det er trolig at noen av dem er sjeldne."

Når vi ser etter intelligent liv, peker Chopra ut, vi bruker en antagelse at livet går ut av en lang periode. Men sen utryddelse av livet er noe vi ikke har noen bevis for, sier han. "Vi må som rasjonelle forskere vende seg mot ideen om tidlig utryddelse av livet, som vi har noen bevis for."

Men det er ikke mye bevis for å støtte hypotesen. Vi har ikke kommet til det punktet hvor vi kan finne fossil bevis på mikrobiell liv på Venus eller Mars ennå, så Chopras hypotese er basert på forskning om livets opprinnelse på jorden og dens hypotetiske tap på Venus og Mars. En av de store skillelinjene mellom Chopra og skeptikere er hastigheten på hydrogenutslipp til rom, noe som kan føre til at planeter tørker ut. Chopra er ikke enig, og mener at det er nok bevis i eldgamle fossiler for å foreslå at jorden var dekket av mikrobielle matter som endret hastigheten av hydrogen tap, holde jorden beboelig.

Chopra forutser at livet ville ha sett veldig annerledes ut i Venus og Mars. I stedet for kolonier og sterke mikrobielle samfunn tror han Venus og Mars hadde lommer med mikrober. På Venus eller Mars, "finner vi personer som ikke klarte å kontrollere klimagassen og albedo av planeten," sier han. I denne teorien var mikroberene ikke samvirkende nok til å påvirke atmosfæren eller reflektiviteten til overflatene av Venus eller Mars.

Uten samarbeidsmikrober som påvirker den tidlige atmosfæren, vil det meste liv utgjøre tidlig i planetariske historie, sier Chopra. For å gjøre det intelligente livet enda mer sjeldent i universet, og Chopra påpeker det av hele livet på jorden, virker bare mennesker som et intelligent liv. "Bare fordi det skjedde en gang på jorden, betyr det ikke at vi skulle forvente det andre steder." Likevel, sier Chopra, hvis vi finner en planet som har flytende vann etter tusenvis av år, kan det være en indikasjon på at en slik planet har intelligent livet - men han synes å finne en slik planet er ekstremt usannsynlig.

"Universet er ikke forpliktet til å unngå skuffelse om at vi er alene," sier Chopra. "Selv om vi ikke er alene i hele universet, bare på grunn av planetenes sjeldenhet bebodd i milliarder år: Det er rimelig å anta at vi er alene i vårt lokale univers."

Andre forskere har presset tilbake mot denne teorien, avvist forutsetninger om vanntap og forvitring i den tidlige verden, til eksistensen av liv andre steder. Lee Kump, en biokjemisk geolog fra Penn State University, sier at det finnes modeller som viser at Jorden fortsatt vil være våt uten mikrobiell liv. Og Kasting fra Penn peker også på: "Vi vet ikke hvor utbredt livet var i den tidlige Jorden." Han er skeptisk overfor at mikrober kunne ha hatt en verdensendrende effekt fordi tidlig jord ikke hadde veldig mye eksponert land. Det er også problemet at bergarter fra 3,5 milliarder år siden er svært sjeldne. Dette gjør det vanskelig å argumentere om livet var utbredt eller bare tilstede i lommer rundt hydrotermiske vents og grunt vann på den tidlige Jorden.

Imidlertid, uten sterk observasjonsbevis enten, tar Kump en midtvei på livets innflytelse. "Det er svært sannsynlig at klimahistorien for planeten var sterkt påvirket, hvis ikke bestemt av disse samspill med livet," sier han. "Men det er ikke helt det samme som å si at den eneste grunnen til at det er beboelig, er på grunn av livet." Det er vanskelig å skyve denne hypotesen ut over livets opprinnelse på universet. "Når du åpner muligheten for at det finnes solsystemer der ute som kanskje har vært mindre utfordrende for fysiske prosesser," sier Kump, "jeg synes det er vanskelig å si at livet var helt avgjørende. Du må gjøre mange forferdelige antagelser for å få noe svar i det hele tatt."

Å finne et svar har vært Kasting livets arbeid. "Jeg tror livet oppstår ofte, om ikke hele tiden," sier han. Hvis forskere kan få en fin titt på 10-20 jordlignende planeter i beboelige soner, tror han at de vil finne livet. Han leter etter gasser som nitrogenoksid eller metan i en atmosfære med oksygen, da disse gassene er vanskelige å lage uten liv.

For å finne disse gassene, vil forskerne trenge et meget kraftig, direkte imaging teleskop. Reduserte gasser vil sannsynligvis være tilstede i atmosfæren i svært lave konsentrasjoner - noen få hundre deler per million. "Jeg ønsker sjansen til å teste den hypotesen," sier Kasting, og påpeker at han ikke har mye tid igjen i sitt liv for å gjøre det.

Hvorvidt Chopra er riktig, eller ikke, å ha diskusjonen om sammenhengen mellom livets opprinnelse og det ytre liv, er viktig, sier Kasting. "Vi trenger argumenter som dette fordi vi trenger drivkraften til å bygge store teleskoper og gjøre fremtidige planetoppdrag."

Uten eksperimentelt bevis for Gaian Bottleneck, er Chopra og Lineweavers teori forblir overbevisende for det vitenskapelige samfunn. Chopra håper at arbeid fra forskere som Kasting vil gi svar i de neste 30 årene. Når det gjelder om vi er alene i universet, sier Chopra svaret, uansett om det er ja eller nei, er "dypt uansett hva svaret kan være."