Астрономы предполагают, что неспособность найти инопланетян означает, что мы в безопасности в космосе

Четыре миллиарда лет назад восемь планет окружили Солнце. На втором, третьем и четвертом удалении от звезды был потенциал для жизни, но еще не существовало. На Венере сверхактивный парниковый эффект уничтожил этот потенциал. На Марсе низкая гравитация позволила солнечному ветру стереть атмосферу, заморозив потенциал. На Земле жизнь расцвела в океанах, разрослась и развилась до такой степени, что те, кто ею владеет, могли обдумать свое происхождение.

Но почему Земля? Малоизвестная, но удивительно мощная теория предполагает, что мы одни или почти одни во вселенной - не потому, что жизнь редка, а потому, что коэволюция с планетарными силами настолько напряжена, что большая часть жизни не выживает. Сторонники этой теории, называемой узким местом Гайана, опираются на более старую гипотезу о мире Гайана, которая предполагает, что наличие жизни меняет окружающую среду, помогая поддерживать условия, необходимые для продолжения существования жизни.

Гайи Узкое, весьма спорным в сообществе ученых, изучающих происхождение жизни. Исследователи разделились во мнениях относительно того, принимала ли когда-либо жизнь на Венере и Марсе - в любом случае нет окончательного доказательства - и до сих пор нет единого мнения о природе ранних процессов на Земле. Без четкого консенсуса о происхождении жизни на самой Земле и без данных о теориях жизни в других местах, таких как «Узкое место Гайана», созданных Адитьей Чопрой, постдоком по астробиологии в Университете Вашингтона и Чарльзом Линвивером, невозможно точно доказать или опровергнуть. Вместо этого они становятся частью сложной сети идей о наших отношениях с остальной вселенной, которые сообщают, как мы пытаемся ответить на один из самых экзистенциальных вопросов человечества: одиноки ли мы?

«Мы предсказываем, что обнаружим, что большинство планет не заселены», - говорит Чопра. обратный «И мы не должны разочаровываться».

Тот факт, что жизнь так трудно найти за пределами Земли, давно озадачил ученых, большинству из которых не очень удобно приходить к выводу, что мы одни. Самый известный способ преодоления создавшегося узла противоречий называется тезисом под названием «Великий фильтр», в котором утверждается, что убийство всех живых существ на уровне исчезновения происходит на многих планетах относительно часто.

Поскольку события уровня исчезновения могут принимать самые разные формы, существует огромное разнообразие гипотез Великого фильтра и девять различных моментов, в которых жизнь может потерпеть неудачу. Джеймс Кастинг, геофизик из Пеннского государственного университета, говорит об этом совершенно откровенно. «Я обеспокоен тем, что фильтр находится в нашем будущем, а не в нашем прошлом», - говорит он.

Однако, имея так мало данных о жизни, трудно точно определить, какой будет точка давления. «Великий Фильтр может быть этим узким местом Гаяна, но он может быть источником самой жизни», - объясняет Кастинг. «Это может быть происхождение эукариот, происхождение пола, происхождение разумной жизни - это может быть, что технологические цивилизации, подобные нашей, уничтожают себя. Я думаю, что изменение климата может стать для нас отличным фильтром ».

Тем не менее, Чопра и Lineweaaver смотрят на отсутствие жизни во вселенной и приходят к противоположному выводу: если жизнь обычна, и мы не нашли ее во вселенной, возможно, что мы существуем на другой стороне фильтра. Если есть одна точка в эволюции жизни, которая настолько сложна, что заставляет большинство жизней вымирать, возможно, что земляне были там и сделали это.

Чтобы создать гипотезу Гайана, они обратились к теории взаимодействия между жизнью и планетой, которая называется Гипотеза Гайи. В мире Gaian существование жизни - то, что делает планету пригодной для жизни. Это противоречивая идея, и когда она впервые была предложена в 1970-х годах, она приобрела почти теологический аспект - что жизнь работает вместе с неживыми процессами для создания саморегулирующейся системы. Сегодня теория в определенной степени принята - идея о том, что жизнь влияет на окружающую среду, в целом согласована, но научное сообщество в значительной степени отвергает антропоморфные и теологические аспекты.

Спорная часть узкого места Гаяна Чопры и Линвивера заключается в его основной предпосылке, что ранняя микробная жизнь - это то, что мешало Земле превратиться в Венеру или Марс. Это почти невозможно доказать, особенно потому, что трудно точно объяснить, какое влияние жизнь оказывает на современную окружающую среду.

За последние несколько миллионов лет окружающая среда Земли была в значительной степени лучшим местом, если вы являетесь аэробным сложным организмом, каким мы являемся, говорит Джеймс Киршнер, геохимик из Швейцарского федерального исследовательского института. «Конечно, мы должны признать, что в этом есть элемент заблуждения выживших». Киршнер отмечает, что большинство организмов, которые жили на Земле, вымерли и жили в климате и биомах, которые полностью отличаются от существующих на Земле сегодня - «Так что обернуться и сказать, что климат идеален, это как: конечно - для нас», - говорит он.

Но Чопра указывает, что Земля была пригодна для обитания других организмов на протяжении всей ее истории, что не относится к нашим родственным планетам, Венере и Марсу. Есть теории, что и у Венеры, и у Марса была какая-то форма микробной жизни, говорит Чопра. Мы знаем, что Марс имел обширные океаны в одной точке, и вполне вероятно, что Венера имела океаны в начале своей планетарной жизни. По словам Чопры, в такой среде, как на ранней Земле, было бы разумно иметь микробную жизнь. А провал жизни и необитаемые условия на обеих планетах позволяют Чопре предположить, что поддерживать эту жизнь в течение миллиардов лет необычно. Но неясно, что именно сделает жизнь на Земле особенной. «Это зависит от того, какой процесс отбора прошел жизнь на Земле», - говорит Чопра. «Вполне вероятно, что некоторые из них редки».

Чопра отмечает, что когда мы ищем разумную жизнь, мы используем предположение, что жизнь вымирает через длительный период. «Однако, позднее вымирание жизни - это то, что у нас нет никаких доказательств», - говорит он. «Мы, как рациональные ученые, должны обратиться к идее раннего вымирания жизни, чему у нас есть некоторые доказательства».

Но нет большого количества доказательств в поддержку любой гипотезы. Мы еще не дошли до того, что можем найти ископаемые свидетельства микробной жизни на Венере или Марсе, поэтому гипотеза Чопры основана на исследовании происхождения жизни на Земле и ее гипотетической гибели на Венере и Марсе. Одним из больших различий между Чопрой и скептиками является скорость потери водорода в космос, что может привести к высыханию планет. Чопра не согласен с этим и считает, что в древних окаменелостях имеется достаточно доказательств того, что Земля была покрыта микробными циновками, которые изменяли скорость потери водорода, сохраняя пригодность для жизни на Земле.

Чопра предсказывает, что жизнь выглядела бы совсем иначе на Венере и Марсе. Вместо колоний и сильных микробных сообществ он считает, что на Венере и Марсе были очаги микробов. На Венере или Марсе «мы найдем людей, которые не смогли контролировать парниковые газы и альбедо планеты», говорит он. В этой теории микробы не были достаточно кооперативными, чтобы влиять на атмосферу или отражательную способность поверхностей Венеры или Марса.

По словам Чопры, без кооперативных микробов, влияющих на раннюю атмосферу, большая часть жизни вымерла бы очень рано в истории планеты. Чтобы сделать разумную жизнь еще более редкой во вселенной, и Чопра указывает, что из всей жизни на Земле только люди кажутся разумной жизнью. «То, что это произошло однажды на Земле, не означает, что мы должны ожидать этого где-то еще». Тем не менее, Чопра говорит, что если мы найдем планету с жидкой водой через миллиарды лет, это может быть признаком того, что такая планета обладает разумом жизнь - но он считает, что найти такую ​​планету крайне маловероятно.

«Вселенная не обязана предотвращать разочарование по поводу того, что мы одиноки», - говорит Чопра. «Даже если мы не одиноки во всей вселенной, просто из-за редкости планет, населенных миллиарды лет: разумно предположить, что мы одни в нашей локальной вселенной».

Другие ученые выступили против этой теории, отвергнув предположения о потере воды и выветривании в раннем мире, о существовании жизни в других местах. Ли Камп, биохимик-геолог из Университета штата Пенсильвания, говорит, что есть модели, которые показывают, что Земля все еще будет влажной без микробной жизни. И Кастинг из Пенна также указывает: «Мы не знаем, насколько широко была распространена жизнь на ранней Земле». Он скептически относится к тому, что микробы могли оказать влияние на мир, потому что на ранней Земле не было очень много открытой земли. Существует также проблема, заключающаяся в том, что породы 3,5 миллиарда лет назад встречаются крайне редко. Это затрудняет спор о том, была ли жизнь широко распространена или просто присутствовала в очагах вокруг гидротермальных жерл и мелководья на ранней Земле.

Тем не менее, без сильных наблюдательных доказательств в любом случае, Камп занимает среднюю позицию по влиянию жизни. «Весьма вероятно, что климатическая история планеты была под сильным влиянием, если не определяется этими взаимодействиями с жизнью», - говорит он. «Но это не то же самое, что сказать, что единственная причина его обитаемости - жизнь». Трудно выдвинуть эту гипотезу за пределы происхождения жизни на Земле во вселенную в целом. «Когда вы открываете возможность того, что существуют солнечные системы, которые могли бы быть менее сложными для физических процессов, - говорит Камп, - мне трудно сказать, что жизнь была абсолютно необходима. Вы должны сделать очень много шатких предположений. чтобы получить любой ответ."

Поиск ответа был делом жизни Кастинга. «Я думаю, что жизнь возникает часто, если не постоянно», - говорит он. Если исследователи смогут хорошо рассмотреть 10-20 планет земного типа в обитаемых зонах, он считает, что они найдут жизнь. Он ищет такие газы, как закись азота или метан, в атмосфере с кислородом, так как эти газы трудно получить без жизни.

Чтобы найти эти газы, исследователям понадобится очень мощный телескоп с прямым изображением. Восстановленные газы могут присутствовать в атмосфере в очень низких концентрациях - несколько сотен частей на миллион. «Мне бы хотелось получить возможность проверить эту гипотезу», - говорит Кастинг, указывая, что у него не так много времени на это.

Говорит Кастинг, важно, правильно ли Чопра обсуждать связь между происхождением жизни и внеземной жизнью. «Нам нужны подобные аргументы, потому что нам нужен стимул для создания больших телескопов и выполнения будущих планетарных миссий».

Без экспериментальных доказательств узкого места Гаяна теория Чопры и Линвивера остается неубедительной для научного сообщества. Чопра надеется, что работа таких исследователей, как Кастинг, даст ответы в течение следующих 30 лет. Что касается того, одиноки ли мы во вселенной, Чопра говорит, что ответ, независимо от того, положительный он или нет, «глубокий, независимо от того, каким может быть ответ».