Μια νέα μελέτη από Penn State Extraterrestrial Intelligence Center αμφισβητεί τη μακροχρόνια πεποίθηση ότι η ευφυής ζωή στο σύμπαν είναι σπάνια, και υποδεικνύει ότι μπορεί να είναι πιο πιθανή από όσο νομίζουμε. Το 1961, ο αστροφυσικός Frank Drake εισήγαγε την εξίσωση Drake, ένα μαθηματικό πλαίσιο που σχεδιάστηκε για να εκτιμήσει την πιθανότητα τεχνολογικά προηγμένων πολιτισμών στον Γαλαξία μας και τις δυνατότητές τους για επικοινωνία. Αυτή η εξίσωση σηματοδότησε μια σημαντική αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο η ανθρωπότητα αντιλαμβάνεται τη θέση της στο Σύμπαν.
Μέχρι το 2023, οι πρόοδοι στην επιστήμη των εξωπλανητών, την αστροβιολογία και την έρευνα SETI οδήγησαν σε βελτιώσεις της αρχικής φόρμουλας του Drake. Μεταξύ αυτών, η Καναδή αστροφυσικός Sara Seager εισήγαγε μια εναλλακτική εξίσωση που εστιάζει όχι μόνο στην ευφυή ζωή αλλά και στην ανίχνευση βιοϋπογραφών – χημικών δεικτών βιολογικής δραστηριότητας.
Προηγουμένως, οι θεωρητικοί φυσικοί είχαν προσεγγίσει το ζήτημα διαφορετικά. Το 1983, ο φυσικός Brandon Carter πρότεινε το μοντέλο των «σκληρών βημάτων», το οποίο υποστήριξε ότι η ζωή είναι εξαιρετικά σπάνια λόγω μιας σειράς απίθανων εξελικτικών αλμάτων —ή «σκληρών βημάτων»—απαραίτητων για την εμφάνιση πολύπλοκων οργανισμών. Ο Κάρτερ πρότεινε ότι η ακολουθία των εξελικτικών ορόσημων της Γης ήταν εξαιρετικά απίθανη. Η νέα μελέτη του Penn State επανεξετάζει αυτό το μοντέλο, προσφέροντας μια νέα προοπτική στην ιδέα ότι η ζωή μπορεί να είναι πιο συνηθισμένη από ό,τι είχε προτείνει αρχικά ο Carter.
Πέρα από τους μαθηματικούς τύπους, οι επιστήμονες έχουν από καιρό εξερευνήσει την κατοικησιμότητα των πλανητών χρησιμοποιώντας την έννοια των Goldilocks Zones (Κατοικήσιμων Ζωνών) – περιοχών γύρω από αστέρες όπου οι συνθήκες είναι «ακριβώς κατάλληλες» για υγρό νερό και, ενδεχομένως, ζωή. Ενώ ο όρος απέκτησε ευρεία χρήση στις δεκαετίες του 1990 και του 2000, εισήχθη για πρώτη φορά από τον Stephen H. Dole στο βιβλίο του Habitable Planets for Man το 1964, που δημοσιεύτηκε από την RAND Corporation.
Ο Dole εξέτασε παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η ατμόσφαιρα και το υγρό νερό για τον προσδιορισμό της κατοικισημότητας των πλανητών. Πιο πρόσφατα, η Sara Seager επέκτεινε αυτές τις ιδέες εισάγοντας Hycean κόσμους – μια κατηγορία εξωπλανητών με ατμόσφαιρες πλούσιες σε υδρογόνο και τεράστιες επιφάνειες καλυμμένες από ωκεανούς που θα μπορούσαν ενδεχομένως να υποστηρίξουν τη ζωή.
Τώρα, στην πρόσφατη εργασία της, η ερευνητική ομάδα που αποτελείται από τους Daniel B. Mills, Jennifer L. Macalady, Adam Frank και Jason T. Wright επαναξιολογεί το μοντέλο των «σκληρών βημάτων» ρίχνοντας μια κριτική ματιά σε αρκετές από τις βασικές υποθέσεις του με μια άποψη που έχει τις ρίζες του στην ιστορική γεωβιολογία. «Αυτή είναι μια σημαντική αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε την ιστορία της ζωής», δήλωσε η Jennifer Macalady, καθηγήτρια γεωεπιστημών στο Penn State και συν-συγγραφέας της νέας εργασίας.
Η μελέτη «υποδεικνύει ότι η εξέλιξη της πολύπλοκης ζωής μπορεί να αφορά λιγότερο την τύχη και περισσότερο την αλληλεπίδραση μεταξύ της ζωής και του περιβάλλοντός της, ανοίγοντας συναρπαστικούς νέους δρόμους έρευνας στην προσπάθειά μας να κατανοήσουμε την προέλευσή μας και τη θέση μας στο σύμπαν», λέει η Macalady.
Η ερευνητική ομάδα, που αποτελείται από αστροφυσικούς και γεωβιολόγους, διερεύνησε την ιδέα ότι η πρώιμη Γη ήταν αρχικά πολύ σκληρή για πολλές μορφές ζωής. Τα εξελικτικά ορόσημα εμφανίστηκαν μόνο όταν το παγκόσμιο περιβάλλον έγινε κατάλληλο. Για παράδειγμα, η διαδικασία οξυγόνωσης, καθοδηγούμενη από φωτοσυνθετικά μικρόβια και βακτήρια, ήταν ένα βασικό γεγονός στην εξέλιξη της Γης. Δημιούργησε ατμοσφαιρικές συνθήκες απαραίτητες για την εμφάνιση πολύπλοκης ζωής, εξήγησε ο Dan Mills, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας.
«Υποστηρίζουμε ότι η ευφυής ζωή μπορεί να μην απαιτεί μια σειρά από τυχερά διαλείμματα για να υπάρξει», είπε ο Mills, ο οποίος εργάστηκε στο εργαστήριο αστροβιολογίας της Macalady στο Penn State ως προπτυχιακός ερευνητής. «Οι άνθρωποι δεν εξελίχθηκαν «νωρίς» ή «αργά» στην ιστορία της Γης, αλλά «στην ώρα τους», όταν υπήρχαν οι συνθήκες. Ίσως είναι μόνο θέμα χρόνου και ίσως άλλοι πλανήτες είναι σε θέση να επιτύχουν αυτές τις συνθήκες πιο γρήγορα από τη Γη, ενώ άλλοι πλανήτες μπορεί να χρειαστούν ακόμη περισσότερο.
Η μελέτη εισάγει την ιδέα ότι η κατοικησιμότητα της Γης ακολούθησε μια ακολουθία «παραθύρων κατοικιμότητας» – περιόδους κατά τις οποίες οι συνθήκες έγιναν ευνοϊκές για τη ζωή. Αυτές οι μετατοπίσεις ελέγχονταν από παράγοντες όπως η διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών, η θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας, η αλατότητα των ωκεανών και τα επίπεδα οξυγόνου της ατμόσφαιρας. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η Γη μόλις πρόσφατα σταθεροποιήθηκε σε μια κατάσταση που θα μπορούσε να υποστηρίξει πολύπλοκη ζωή.
«Έχουμε την άποψη ότι αντί να βασίζουμε τις προβλέψεις μας στη διάρκεια ζωής του Ήλιου, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια γεωλογική χρονική κλίμακα, γιατί τόσος χρόνος χρειάζεται για να αλλάξει η ατμόσφαιρα και το τοπίο», δήλωσε ο Jason Wright, καθηγητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο Penn State και συν-συγγραφέας στην εφημερίδα. «Αυτά είναι κανονικά χρονοδιαγράμματα στη Γη. Εάν η ζωή εξελίσσεται με τον πλανήτη, τότε θα εξελιχθεί σε πλανητική χρονική κλίμακα με πλανητικό ρυθμό».
Κοιτάζοντας το μέλλον, οι ερευνητές σχεδιάζουν να δοκιμάσουν ένα εναλλακτικό μοντέλο που αμφισβητεί τη μοναδικότητα των προτεινόμενων εξελικτικών «σκληρών βημάτων». Τα επόμενα σχέδιά τους θα περιλαμβάνουν τη μελέτη της ατμόσφαιρας των εξωπλανητών για βιοϋπογραφές όπως το οξυγόνο, καθώς και την εξέταση του τρόπου με τον οποίο περιβαλλοντικοί παράγοντες – συμπεριλαμβανομένων των χαμηλότερων επιπέδων οξυγόνου και των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών – επηρεάζουν την εξέλιξη της ζωής. Μελετώντας πώς οι μονοκύτταροι και πολυκύτταροι οργανισμοί προσαρμόζονται σε αυτές τις συνθήκες, στοχεύουν να προσδιορίσουν πόσο δύσκολες είναι πραγματικά οι βασικές εξελικτικές μεταβάσεις.
«Αυτή η νέα προοπτική υποδηλώνει ότι η εμφάνιση της ευφυούς ζωής μπορεί να μην απαιτεί τόσο μεγάλη διάρκεια», είπε ο Wright. «Αντί για μια σειρά απίθανων γεγονότων, η εξέλιξη μπορεί να είναι περισσότερο μια προβλέψιμη διαδικασία, που εκτυλίσσεται όσο το επιτρέπουν οι παγκόσμιες συνθήκες. Το πλαίσιό μας δεν ισχύει μόνο για τη Γη αλλά και για άλλους πλανήτες, αυξάνοντας την πιθανότητα να υπάρχει ζωή παρόμοια με τη δική μας αλλού».
Η εργασία δημοσιεύτηκε αρχικά στο Science Advances.
Περισσότερα εδώ
