Norėdami sužinoti, ar gyvybė egzistuoja už Žemės ribų, turime susitvarkyti su savo reikšmingumu visatoje. Ar mes esame kažkas unikalaus, ar mes niekuo neypatingi?
Mes visi gyvename mažoje planetoje, skriejančioje aplink vidutinio amžiaus žvaigždę, kuri yra viena iš apytiksliai 200 milijardų žvaigždžių didžiuliame materijos sūkuryje, kuris sudaro Paukščių Tako galaktiką. Mūsų galaktika yra viena iš, ko gero, kelių šimtų milijardų panašių struktūrų stebimoje visatoje, ir jos mastas šiandien visomis kryptimis nuo mūsų yra daugiau nei 270 000 000 000 000 000 000 000 000 (2,7 × 1023) mylių.
Pagal bet kokį menką žmogaus standartą visata yra milžiniškas materijos kiekis ir milžiniškas erdvės kiekis. Mūsų rūšis susiformavo nereikšmingu kolosalios istorijos momentu, ir panašu, kad bus dar ilgesnė ateitis su mūsų dalyvavimu ar be mūsų.
Bandymai apibrėžti mūsų poziciją, nustatyti mūsų reikšmingumą gali atrodyti kaip kažkoks hipertrofuotas pokštas. Turime būti siaubingai kvaili, jei įsivaizduojame, kad apskritai galime rasti sau kokią nors prasmę.
Vis dėlto mes stengiamės tai padaryti, nepaisant akivaizdaus vidutinybės, kuris tapo matomas, kai Renesanso mokslininkas Nikola Kopernikas, maždaug prieš 500 metų, nustojo Žemę laikyti Saulės sistemos centru. Jo idėja tapo vienu didžiausių mokslinių atradimų per pastaruosius kelis šimtus metų, taip pat svarbiu rodikliu mūsų kelyje suprasti vidinę kosmoso struktūrą ir realaus pasaulio prigimtį.
Bandydami įvertinti savo vertę, susiduriame su mįsle: kai kurie atradimai ir teorijos rodo, kad gyvenimas gali būti įprastas ir įprastas, o kiti sako priešingai. Kaip turėtume pradėti kaupti savo žinias apie kosmosą - nuo bakterijų iki Didžiojo sprogimo - ir paaiškinti, ar esame svarbūs, ar ne? Sužinodami daugiau apie savo vietą visatoje, bandome suprasti, ką visa tai reiškia mūsų bandymams sužinoti, ar kosmose yra kitų gyvių? Kokie bus mūsų tolesni žingsniai šia linkme?
Ką mes žinome
Reklaminis vaizdo įrašas:
1600-aisiais prekybininkas ir mokslininkas Antonijus van Leeuwenhoekas, naudodamasis savo rankomis pagamintais mikroskopais, tapo pirmuoju asmeniu, išvydusiu bakterijas - kelione, kuri nuvedė jį į svetimą mikrokosmoso pasaulį. Šis nuostabus nusileidimas, šis slydimas žemyn fizinių matmenų laiptais į nepaprastai augantį mumyse pasaulį, buvo pirmas žingsnis siekiant suprasti, kad mūsų kūno komponentai, mūsų molekulinių struktūrų masė, egzistuoja pačiame tolimiausiame biologinio masto spektro gale. Abejoju, ar prieš nuostabų Levenguko atradimą žmonės turėjo galimybę galvoti apie šį faktą ne paviršutinišku, bet kažkokiu kitu, gilesniu lygmeniu.
Streptococcus pyogenes bakterijos
Žemėje yra organizmų, kurie yra fiziškai didesni ir masyvesni nei mes - pažvelk į banginius ar medžius. Tačiau mes esame daug arčiau viršutinės gyvenimo skalės, o ne prie mikroskopinės galo. Mažiausios dauginančios bakterijos yra šimtus milijardų kartų mažesnės nei metras, o mažiausios virusai vis dar dešimt kartų mažesni. Žmogaus kūnas yra maždaug 10 ar 100 milijonų kartų didesnis už paprasčiausią mums žinomą gyvenimą.
Tarp šilto kraujo sausumos žinduolių taip pat esame tarp didelių egzempliorių, tačiau ne pačiame skalės viršuje. Priešingame gale yra mažiausi mūsų giminaičiai, mažyčiai šnipai - labai maži vilnos ir mėsos padarai, sveriantys tik du gramus. Jie egzistuoja galimo krašto ribose, o jų kūnai nuolat praranda šilumą, kurią vargu ar kompensuoja gausaus maisto pagalba.
Tačiau dauguma žinduolių yra artimesni jų dydžiui nei mūsų - ypač jei manote, kad vidutinis žinduolių kūno svoris yra 40 gramų. Mūsų sudėtingi ląstelių pagrindu pagaminti protingi kūnai yra pačiame viršuje, o palyginti nedaug žinduolių yra didesni už mus.
Neabejotina, kad esame būtent šiame krašte, šioje riboje tarp kompleksinės biologiškai mažų įvairovės ir ribotų biologiškai didelių galimybių. Dabar įsivaizduokite mūsų planetinę sistemą. Mūsų žvaigždė nėra viena iš labiausiai paplitusių žvaigždžių rūšių (dauguma jų yra mažesnės masės), mūsų orbitos šiuo metu yra labiau suapvalintos ir labiau nutolusios viena nuo kitos nei daugumoje kitų egzoplanetinių sistemų, ir mes neturime jokių superžvaigždžių. Žemė tarp mūsų planetos kaimynų.
Tokį pasaulį, kurio masė kelis kartus didesnė už Žemę, atstovauja mažiausiai 60% visų sistemų, tačiau mūsų Saulės sistemoje to nėra. Jei būtumėte planetų sistemų architektas, jūs laikytumėte mūsų projektą izoliuotu, šiek tiek kitokiu nei įprasta.
Kai kurios iš šių savybių yra pagrįstos tuo, kad mūsų Saulės sistema neišvengė didelio dinamiško persitvarkymo, kurio nesugebėjo padaryti dauguma kitų planetų sistemų. Tai nereiškia, kad mus garantuoja rami ir rami ateitis - naujausi gravitacijos modeliai rodo, kad per kelis šimtus milijonų metų mūsų sistemą gali paveikti chaotiškesnis laikotarpis.
Ir dar po penkių milijardų metų saulė gali išsiplėsti prasidėjus spazminiam senėjimo periodui ir žymiai pakeisti planetų švitinimą. Visi rodikliai rodo, kad dabar gyvename vidutiniu ar ribiniu laiku, pereinamuoju laikotarpiu tarp žvaigždės-planetos jaunimo ir ateinančio silpnumo periodo.
Mūsų palyginti ramus egzistavimas šiuo laikotarpiu, jei vertintume jį atgaline data, nestebina. Kaip ir kitais mūsų situacijos aspektais, mes gyvename vidutinio klimato vietoje, ne per šiltoje ir ne per šaltoje, chemiškai mūsų aplinka nėra per daug aktyvi ir ne per inertiška, ji nėra per daug nepastovi ir nėra visiškai be pokyčių.
Be to, šiandien akivaizdu, kad ši astrofiziškai rami kaimynystė tęsiasi toli už mūsų galaktikos ribų. Visatos, kaip visumos, požiūriu, mes egzistuojame laikotarpiu, kuris yra daug senesnis nei greitas ir smurtinis jaunos, karštos erdvės laikotarpis. Žvaigždžių kūrimo procesas visur lėtėja. Kitos saulės, kitos planetos formuojasi vidutiniu greičiu, kuris yra tik 3% to, kuris buvo prieš 11–8 milijardus metų.
Šios žvaigždės pradeda lėtai judėti visata. Ir, jei jūs manote didele kosmologine prasme, tik po 6 ar 5 milijardų metų mūsų Visata po Didžiojo sprogimo pradėjo lėtėti. Tamsi energija, gimusi iš paties vakuumo, spartina kosmoso augimą ir padeda slopinti didesnių kosminių struktūrų vystymąsi. Bet tai reiškia, kad gyvenimas atskiroje ateityje galiausiai pasmerktas nuobodžiai izoliacijai vis labiau nesuvokiamoje visatoje.
Sujunkite visus šiuos veiksnius ir tada paaiškės, kad mūsų požiūris į vidinę ir išorinę erdvę yra labai ribotas. Tai vaizdas iš siauro stulpo. Iš tikrųjų mūsų intuityvus atsitiktinių įvykių supratimas ir mūsų mokslo raida statistinių išvadų srityje galbūt būtų kitokie, jei tvarkos ar chaoso, erdvės ir laiko srityje būtų kitų aplinkybių.
Pats faktas, kad esame per toli nuo bet kokio kito gyvenimo kosmose - tiek, kad dar nespėjome užfiksuoti nei jo ženklų, nei su juo susidurti, daro didelę įtaką išvadoms, kurias galime padaryti.
išvados
Turime pakankamai įrodymų, patvirtinančių pagrindinę Koperniko idėją, kad mes nesame niekuo ypatingi. Tačiau tuo pačiu metu yra keletas būdingų mūsų aplinkos bruožų, kurie rodo priešingai.
Kai kurios iš šių savybių sukėlė vadinamąjį antropinį principą, pagal kurį tam tikros pagrindinės gamtos konstantos atrodo „gerai sureguliuotos“, taigi pagrindinės visatos savybės yra subalansuotos šalia ribų, kurios leidžia egzistuoti žemei ir gyvybei joje. Jei einate per toli bet kuria kryptimi, tada kosmoso pobūdis gali būti visiškai kitoks.
Šiek tiek pakeiskite santykinę traukos jėgą, tada žvaigždės arba nesudarys ir nebus sunkių elementų, arba bus sukurtos didžiulės žvaigždės, kurios greitai išnyks, nepalikdamos jokių pėdsakų, palikuonių ar kelio į gyvenimą. Ir jei pakeisite elektromagnetines jėgas, tada cheminiai ryšiai tarp atomų bus per silpni arba per stiprūs, kad sukurtumėte įvairias molekulines struktūras, kurios leidžia jums turėti tokį neįtikėtiną sudėtingumą erdvėje.
Spiralinė galaktika NGC 4258
Ką mes galvojame apie visus šiuos prieštaravimus? Mano nuomone, faktai mus stumia į naują mokslinę mūsų santykinės vietos erdvėje idėją, išsiskyrimą tiek su Koperniko principais, tiek su antropinėmis idėjomis, taip pat manau, kad judant šia kryptimi ši nauja idėja taps nepriklausomu principu. Galbūt šią naują idėją galime pavadinti kosmo-chaotišku principu, platforma tarp tvarkos (pradinės graikų kalbos žodžio kosmoso reikšmės) ir chaoso.
Jo esmė slypi tame, kad gyvybė, o ypač gyvybė Žemėje, visada bus sąlyčio taške arba zonų sandūroje, kurią lemia tokios charakteristikos kaip energija, vieta, mastelis, laikas, tvarka ir chaosas. Tokie veiksniai, kaip planetų orbitų stabilumas ar chaosas, arba klimato ir geofizikos pokyčiai planetoje, yra tiesioginis šių charakteristikų pasireiškimas.
Jei perkeliate per toli nuo šių ribų, pusiausvyra pasislenka į nepalankią būseną. Mūsų gyvenimas reikalauja teisingo ingredientų derinio, ramybės ir chaoso mišinio - tinkamo yin ir yang derinio.
Artėjant šioms riboms, tokie pokyčiai ir variacijos yra įmanomi, tačiau nereikėtų per daug priartėti, kad nebūtų nuolat užgožta pati sistema. Yra akivaizdžių paralelių su gyvenamosios zonos (Goldilockso zona) samprata, pagal kurią aplink žvaigždę esančios planetos kosminės aplinkos temperatūra yra siaurame parametrų diapazone.
Jei neatsižvelgiate į gyvenimo egzistavimą, tada gyvenamoji zona gali būti daug dinamiškesnė - jos nereikia fiksuoti erdvėje ir laike. Greičiau tai yra nuolat judanti, vingiuojanti ir lenkianti trajektorija su daugybe parametrų - pavyzdžiui, šokėjo rankomis ir kojomis nutiesti takai.
Jei visuotinė taisyklė yra ta, kad gyvenimas gali egzistuoti tik tokiomis sąlygomis, tada atsiranda tam tikrų intriguojančių galimybių, susijusių su mūsų reikšmingumu erdvėje. Priešingai nei griežtos Koperniko idėjos, kurios pabrėžia mūsų vidutiniškumą ir todėl daro prielaidą, kad erdvėje yra daug panašių sąlygų, mintis, kad gyvenimui reikia koreguoti įvairius ir dinamiškus parametrus, sumažina variantų skaičių.
Gyvenimo galimybės, atsirandančios dėl šio naujo požiūrio, taip pat skiriasi nuo antropinių idėjų, kurios savo radikaliausia dalimi numato tik vieną gyvenimo formavimosi erdvėje ir laike vietą. Vietoj to, naujoji taisyklė apibrėžia, kur turėtų atsirasti gyvybė, ir galimą dažnumą, kuriuo ji tai daro. Naujoji taisyklė paaiškina pagrindines charakteristikas, būtinas gyvenant galimoje erdvėje su daugeliu valsavimo parametrų - tai nurodo derlingas zonas.
Tokia gyvenimo taisyklė nebūtinai paverčia gyvas būtybes kažkokia ypatinga tikrovės dalimi. Biologija yra bene sudėtingiausias fizinis reiškinys mūsų visatoje - ar bet kurioje visatoje, kuri laikosi tam tikrų dėsnių. Bet tai, ko gero, yra kraštutinė savitumo riba: itin sudėtinga natūrali struktūra, atsirandanti tinkamomis sąlygomis, tvarkos ir chaoso riboje.
Ir šis sampratos, kur gyvenimas tiksliai telpa į didingą gamtos schemą, formulavimas tiesiogiai veda prie mįslės sprendimo, kuriame yra įtikinamų, bet ne galutinių argumentų, kad gyvenimas turėtų egzistuoti gausiai ir kad jis yra itin retas.
Calebas Scharfas
Calebas Scharfas yra Kolumbijos universiteto Tarpdisciplininio astrobiologijos centro direktorius; jis yra knygos „Gravity“varikliai: kaip burbulus pučiančios juodos skylės valdo galaktikas, žvaigždes ir gyvenimą kosmose.