Lai uzzinātu, vai dzīvība pastāv ārpus Zemes, mums jātiek galā ar savu nozīmi Visumā. Vai mēs esam kaut kas unikāls vai arī neesam nekas īpašs?
Mēs visi dzīvojam uz mazas planētas, kas riņķo ap pusmūža zvaigzni, kas ir viena no aptuveni 200 miljardiem zvaigžņu plašajā matērijas virpulī, kas veido Piena ceļa galaktiku. Mūsu galaktika ir viena no, domājams, vairākiem simtiem miljardu līdzīgu struktūru novērojamajā Visumā, un tās apjoms mūsdienās visos virzienos no mums ir vairāk nekā 270 000 000 000 000 000 000 000 (2,7 × 1023) jūdzes.
Pēc jebkura niecīga cilvēka standarta Visums ir milzīgs matērijas daudzums un milzīgs daudzums vietas. Mūsu suga izveidojās nenozīmīgā kolosālas vēstures brīdī, un, šķiet, būs vēl garāka nākotne ar vai bez mūsu līdzdalības.
Mēģinājumi noteikt mūsu nostāju, noteikt mūsu nozīmi var šķist kaut kāds hipertrofēts joks. Mums jābūt briesmīgi stulbiem, ja iedomājamies, ka vispār varam atrast sev kādu jēgu.
Tomēr mēs cenšamies to izdarīt, neskatoties uz mūsu šķietamo viduvējību, kas kļuva redzama, kad renesanses zinātnieks Nikola Koperniks pirms apmēram 500 gadiem pārtrauca uzskatīt Zemi par Saules sistēmas centru. Viņa ideja ir kļuvusi par vienu no lielākajiem zinātniskajiem atklājumiem pēdējo simtu gadu laikā, kā arī par nozīmīgu rādītāju mūsu ceļā uz kosmosa iekšējās struktūras un reālās pasaules būtības izpratni.
Mēģinot novērtēt savu vērtību, mēs saskaramies ar mīklu: daži atklājumi un teorijas liek domāt, ka dzīve var būt parasta un parasta, bet citi apgalvo pretējo. Kā mums vajadzētu sākt apkopot savas zināšanas par kosmosu - no baktērijām līdz Lielajam sprādzienam -, lai izskaidrotu, vai mēs esam svarīgi vai ne? Un, uzzinot vairāk par mūsu vietu Visumā, mēs cenšamies saprast, ko tas viss nozīmē mūsu mēģinājumiem uzzināt, vai kosmosā ir citas dzīvas būtnes? Kādi būs mūsu nākamie soļi šajā virzienā?
Ko mēs zinām
Reklāmas video:
1600. gados tirgotājs un zinātnieks Antonijs van Lēvvenheks, izmantojot savus pašu izgatavotos mikroskopus, kļuva par pirmo cilvēku, kurš redzēja baktērijas - ceļojumu, kas viņu aizveda mikrokosma svešzemju pasaulē. Šī ievērojamā nolaišanās, šī slīdēšana pa fizisko dimensiju kāpnēm mežonīgi augošajā pasaulē, kas mūsos bija, bija pirmais solis ceļā uz izpratni, ka mūsu ķermeņa sastāvdaļas, mūsu molekulāro struktūru masa, pastāv bioloģiskā mēroga spektra pašā galā. Es šaubos, ka pirms Levenguka apbrīnojamā atklājuma cilvēkiem bija iespēja domāt par šo faktu nevis virspusējā, bet kādā citā, dziļākā līmenī.
Streptococcus pyogenes baktērijas
Uz Zemes ir organismi, kas ir fiziski lielāki un masīvāki nekā mēs - paskatieties uz vaļiem vai kokiem. Tomēr mēs esam daudz tuvāk dzīves skalas augšējam galam nekā mikroskopiskajam galam. Vismazākās reproducējošās baktērijas ir simtiem miljardu reižu mazākas par metru, un mazākās vīrusi joprojām ir desmit reizes mazāki. Cilvēka ķermenis ir apmēram 10 vai 100 miljonus reižu lielāks nekā vienkāršākā dzīve, kādu mēs zinām.
Starp siltasiņu sauszemes zīdītājiem mēs atrodamies arī starp lielajiem īpatņiem, taču ne pašā skalas augšgalā. Pretējā galā ir mūsu mazākie radinieki, sīki pīles - ļoti mazi vilnas un gaļas radījumi, kas sver tikai divus gramus. Viņi pastāv uz iespējamās robežas, un viņu ķermeņi pastāvīgi zaudē siltumu, ko viņi diez vai var kompensēt ar bagātīgu ēdienu palīdzību.
Tomēr lielākā daļa zīdītāju ir tuvāk to izmēram nekā mūsējie - it īpaši, ja ņemat vērā, ka zīdītāju populācijas vidējais ķermeņa svars ir 40 grami. Mūsu izsmalcinātie uz šūnām balstītie viedie ķermeņi atrodas pašā augšgalā, un salīdzinoši maz zīdītāju ir lielāki par mums.
Nav šaubu, ka mēs atrodamies tieši šajā malā, uz šīs robežas starp bioloģiski mazo sarežģīto daudzveidību un bioloģiski lielā ierobežotajām iespējām. Tagad iedomājieties mūsu planētu sistēmu. Mūsu zvaigzne nepieder pie visplašāk izplatīto zvaigžņu tipa (lielākā daļa no tām ir mazākas pēc masas), mūsu orbītas pašlaik ir noapaļotas un izvietotas viena no otras vairāk nekā lielākajā daļā citu eksoplanetāro sistēmu, un mums nav neviena superzvaigznes. Zeme starp mūsu planētu kaimiņiem.
Šāda pasaule, kas vairākas reizes pārsniedz Zemes masu, ir pārstāvēta vismaz 60% no visām sistēmām, bet mūsu Saules sistēmā tā nav. Ja jūs būtu planētu sistēmu arhitekts, tad jūs uzskatītu, ka mūsu dizains ir izolēts, nedaudz atšķirīgs no normas.
Dažas no šīm īpašībām ir balstītas uz faktu, ka mūsu Saules sistēma ir izvairījusies no lielas dinamiskas reorganizācijas, ko nav izdevies izdarīt lielākajai daļai citu planētu sistēmu. Tas nenozīmē, ka mums ir droša klusa un mierīga nākotne - jaunākās gravitācijas simulācijas rāda, ka dažu simtu miljonu gadu laikā mūsu sistēmu var ietekmēt haotiskāks periods.
Un vēl pēc pieciem miljardiem gadu saule var izplesties, sākoties spazmotiskam novecošanās periodam, un ievērojami mainīt planētu apstarošanu. Visi rādītāji norāda, ka mēs tagad dzīvojam starpposmā vai robežlīnijā, pārejas periodā starp zvaigžņu-planētu jaunatni un nākamo vājuma periodu.
Mūsu salīdzinoši mierīgā esamība šajā periodā, ja to vērtējam retrospektīvi, nav pārsteidzoša. Tāpat kā ar citiem mūsu situācijas aspektiem, mēs dzīvojam mērenā vietā, ne pārāk silti un ne pārāk auksti, ķīmiski mūsu vide nav pārāk aktīva vai pārāk inerta, tā nav pārāk gaistoša un nav pilnīgi bez izmaiņām.
Turklāt šodien ir acīmredzams, ka šī astrofiziski mierīgā apkaime sniedzas tālu aiz mūsu galaktikas robežām. No Visuma viedokļa kopumā mēs pastāvam periodā, kas ir daudz vecāks par jaunas, karstas telpas ātru un vardarbīgu periodu. Visur zvaigžņu veidošanas process palēninās. Citas saules, citas planētas veidojas ar vidējo ātrumu, kas ir tikai 3% no laika, kas bija laikposmā no 11 līdz 8 miljardiem gadu.
Šīs zvaigznes sāk lēnām pārvietoties pa Visumu. Un, ja mēs runājam lielā kosmoloģiskā izteiksmē, tad tikai pirms 6 vai 5 miljardiem gadu mūsu Visums sāka palēnināties pēc Lielā sprādziena. Tumšā enerģija, kas dzimusi no paša vakuuma, paātrina kosmosa augšanu un palīdz nomākt lielāku kosmisko struktūru attīstību. Bet tas nozīmē, ka dzīve galu galā atsevišķā nākotnē ir lemta blāvai izolācijai arvien nesaprotamākā Visumā.
Apvienojiet visus šos faktorus, un tad kļūst skaidrs, ka mūsu skatījums uz iekšējo un ārējo telpu ir stipri ierobežots. Tas ir skats no šaura stabiņa. Patiesībā mūsu intuitīvā izpratne par nejaušiem notikumiem un mūsu zinātniskā attīstība statistikas secinājumu jomā varētu būt atšķirīga, ja kārtības vai haosa, telpas un laika jomā būtu citi apstākļi.
Un pats fakts, ka mēs esam pārāk tālu no jebkuras citas dzīves kosmosā - tādā mērā, ka mums vēl nav izdevies notvert nevienu no tās pazīmēm vai ar to saskarties, spēcīgi ietekmē secinājumus, kurus mēs varam izdarīt.
secinājumi
Mums ir pietiekami daudz pierādījumu, kas apstiprina Kopernika pamatideju, ka mēs neesam nekas īpašs. Bet tajā pašā laikā ir vairākas mūsu videi raksturīgas iezīmes, kas norāda uz pretējo.
Dažas no šīm īpašībām ir radījušas tā saukto antropisko principu, saskaņā ar kuru noteiktas fundamentālās konstantes dabā šķiet "precīzi noregulētas", un tādējādi Visuma pamatkvalitātes tiek līdzsvarotas tuvu tām robežām, kas ļauj pastāvēt zemei un dzīvībai uz tās. Ja jūs dodaties pārāk tālu jebkurā virzienā, tad kosmoss var būt pilnīgi atšķirīgs.
Nedaudz mainiet gravitācijas relatīvo spēku, un tad zvaigznes vai nu neveidosies vispār, un neradīsies smagie elementi, vai arī tiks izveidotas milzīgas zvaigznes, kas pēc tam ātri izzudīs, neatstājot ne pēdas, ne pēcnācējus, ne ceļu uz dzīvi. Un, ja maināt elektromagnētiskos spēkus, tad ķīmiskās saites starp atomiem būs pārāk vājas vai pārāk spēcīgas, lai izveidotu dažādas molekulārās struktūras, kas kosmosā pieļauj tik neticamu sarežģītību.
Spirālveida galaktika NGC 4258
Ko mēs domājam par visām šīm pretrunām? Manuprāt, fakti mūs mudina uz jaunu zinātnisku ideju par mūsu relatīvo vietu kosmosā, šķiršanos gan no Kopernika principiem, gan ar antropiskām idejām, un es arī domāju, ka, virzoties šajā virzienā, šī jaunā ideja kļūs par neatkarīgu principu. Varbūt mēs šo jauno ideju varam saukt par kosmohaotisko principu, platformu starp kārtību (grieķu vārda Kosmos sākotnējo nozīmi) un haosu.
Tās būtība slēpjas faktā, ka dzīvība un it īpaši dzīve uz Zemes vienmēr atradīsies saskares punktā vai zonu krustojumā, ko nosaka tādas īpašības kā enerģija, atrašanās vieta, mērogs, laiks, kārtība un haoss. Faktori, piemēram, planētu orbītu stabilitāte vai haoss, vai klimata un ģeofizikas variācijas uz planētas, ir šo īpašību tiešas izpausmes.
Ja jūs pārvietosities pārāk tālu no šīm robežām, tad līdzsvars pāriet uz nelabvēlīgu stāvokli. Mūsu dzīve prasa pareizu sastāvdaļu kombināciju, mierīgu un haosa sajaukumu - pareizu iņ un jaņ kombināciju.
Tuvojoties šīm robežām, šādas izmaiņas un variācijas ir iespējamas, taču nevajadzētu tuvoties pārāk tuvu, lai nepārtraukti neapgrūtinātu pašu sistēmu. Pastāv acīmredzamas paralēles ar apdzīvojamās zonas (Goldilocks zona) jēdzienu, saskaņā ar kuru kosmosa vides temperatūra planētai ap zvaigzni ir šaurā parametru diapazonā.
Atmetot dzīves esamību, apdzīvojamā zona var būt daudz dinamiskāka - tai nav jābūt fiksētai telpā un laikā. Drīzāk tā ir nepārtraukti kustīga, riņķojoša un saliekta trajektorija ar daudziem parametriem - piemēram, ceļiem, ko ieklāj dejotāja rokas un kājas.
Ja vispārējais noteikums ir tāds, ka dzīve var pastāvēt tikai šajos apstākļos, tad rodas dažas intriģējošas iespējas attiecībā uz mūsu nozīmi kosmosā. Atšķirībā no Kopernika stingrajām idejām, kas uzsver mūsu viduvējību un tāpēc telpā pieņem lielu skaitu līdzīgu apstākļu, priekšstats, ka dzīvei ir jāpielāgo dažādi un dinamiski parametri, samazina iespēju skaitu.
Dzīves iespējas, kas izriet no šīs jaunās pieejas, atšķiras arī no antropiskajām idejām, kas visradikālākajā daļā paredz tikai vienu vietu dzīves veidošanai telpā un laikā. Tā vietā jaunais noteikums nosaka vietu, kur dzīvībai vajadzētu rasties, kā arī iespējamo biežumu, kādā tā notiek. Jaunais noteikums izskaidro pamatīpašības, kas nepieciešamas dzīvošanai iespējamā telpā ar daudziem valša parametriem - tas norāda auglīgās zonas.
Šāda veida noteikumi par dzīvi ne vienmēr pārvērš dzīvās būtnes par kādu īpašu realitātes daļu. Bioloģija, iespējams, ir vissarežģītākā fiziskā parādība mūsu Visumā - vai jebkurā Visumā, kas ievēro noteiktus likumus. Bet tas, iespējams, ir īpatnības galējā robeža: ārkārtīgi sarežģīta dabas struktūra, kas rodas pareizos apstākļos, uz kārtības un haosa robežas.
Un šis jēdziena formulējums par to, kur tieši dzīve iekļaujas lielākajā dabas shēmā, tieši noved pie mīklas risināšanas, kurā ir pārliecinoši, bet ne galīgi argumenti, ka dzīvei vajadzētu pastāvēt pārpilnībā un ka tā ir ārkārtīgi reti.
Kalebs Šarfs
Kalebs Šarfs ir Kolumbijas universitātes starpdisciplinārā Astrobioloģijas centra direktors; viņš ir grāmatas Gravity's Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Rule Galaxies, Stars and Life in Cosmos.