Αντίο Κοπέρνικε, Γεια σου Σύμπαν

Όταν ο Κοπέρνικος μας είπε πριν από περισσότερα από 400 χρόνια ότι η Γη δεν ήταν στο κέντρο του σύμπαντος, δύσκολα θα μπορούσε να φανταστεί ότι θα οδηγούσε τόσο μακριά. Στα χέρια της αστρονομίας και της κοσμολογίας, φαίνεται ότι έχουμε αναχθεί σχεδόν στο τίποτα, κηλίδες μέσα σε κομμάτια χρόνου και χώρου, μέσα σε κηλίδες που είναι οι ίδιοι ολόκληρα σύμπαντα. Πώς πρέπει όμως να ερμηνεύσουμε αυτό το γεγονός; Αυτή η τελική επέκταση της κοπερνίκειας αφήγησης σφραγίζει την απείρως μέτρια μοίρα μας; Η ερώτηση είναι πιο περίπλοκη από όσο φαίνεται αρχικά.

Είναι εύκολο να αισθάνεστε ασήμαντοι

Ξεκινά από τη δική μας γαλαξιακή αυλή, γύρω από το αστέρι Alpha Centauri B. Πέρυσι, ανακαλύψαμε ότι ο γείτονάς μας φιλοξενεί τουλάχιστον έναν κόσμο [1]. Δεν είναι το είδος του τόπου που θα λέγαμε σπίτι, προσέξτε. Το έτος του διαρκεί μόνο τρεις ημέρες. Η θερμοκρασία της επιφάνειάς του μπορεί να είναι μεγαλύτερη από χίλιους βαθμούς Κελσίου—αρκετή για να λιώσει πυριτικά πετρώματα. Θα βυθιζόσασταν σε καυτό ορυκτό ατμό κατά την άφιξή σας, μαγειρεύοντας τα πνευμόνια σας αστραπιαία—δηλαδή, πριν εκραγείτε σε μια ρουφηξιά που εξατμίζεται.

Αλλά έχει το μέγεθος της Γης και απέχει μόλις τέσσερα έτη φωτός. Θα μπορούσαν να υπάρχουν άλλοι, πιο εύκρατοι πλανήτες σε αυτό το σύστημα. Αυτοί οι κόσμοι θα ήταν, με τη σειρά τους, απλώς οι πλησιέστεροι κόκκοι μεταξύ των κοσμικών γειτόνων μας. Ο γαλαξίας μας Milky Way έχει περισσότερα από 200 δισεκατομμύρια αστέρια και είναι ένας από τους μερικές εκατοντάδες δισεκατομμύρια γαλαξίες [2] στο παρατηρήσιμο σύμπαν. Και μάθαμε τα τελευταία χρόνια ότι ένα flotsam και ένα jetsam κόσμων σχηματίζεται γύρω από αυτό το ιλιγγιώδες αστρικό τοπίο με συγκλονιστικό βαθμό αποτελεσματικότητας. (Δείτε Ανίχνευση Πλανητών)

Το 1995, εντοπίσαμε τους πρώτους πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος (εξωπλανήτες) γύρω από αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο. Από τότε, ο αριθμός των γνωστών εξωπλανητών έχει εκτοξευθεί σε μερικές εκατοντάδες, με 2.700 ισχυρούς υποψήφιους και έως και 18.000 αστέρια που χρειάζονται περαιτέρω μελέτη. Ορισμένα αστρικά συστήματα εκρήγνυνται θετικά από κόσμους, συσκευασμένους σε τροχιές που αιωρούνται στο τριχωτό άκρο του βαρυτικού χάους. Στην πραγματικότητα, μπορεί εύκολα να υπάρχουν πολλοί περισσότεροι πλανήτες από ό,τι υπάρχουν αστέρια στο σύμπαν - πράγμα που σημαίνει εκατοντάδες εξάξια δισεκατομμύρια πλανήτες, μικροί και μεγάλοι, ζεστοί και κρύοι, και, πιθανώς, μερικοί αόριστα σαν τη Γη μας. Πράγματι, πρόσφατες αναλύσεις [3] υποδεικνύουν ότι τουλάχιστον το 15 τοις εκατό όλων των άστρων μπορεί να έχουν πλανήτες μεγέθους Γης σε τροχιά εντός της ζώνης όπου μπορεί να υπάρχει υγρό νερό στις επιφάνειές τους.

Η ζωή σε αυτούς τους πλανήτες φαίνεται επίσης όλο και πιο πιθανή. Μάθαμε τα τελευταία χρόνια ότι ο κόσμος είναι γεμάτος με τα ίδια δομικά στοιχεία που χρησιμοποιεί η ζωή στη Γη. Κοιτάξτε προς τα έξω και θα διαπιστώσετε ότι περισσότερο από το 70 τοις εκατό των μορίων που παρασύρονται στο διαστρικό χώρο περιέχουν άτομα άνθρακα, τα οποία, με τα πλεονάζοντα ηλεκτρόνια σθένους τους, είναι φανταστικά καλά στη σύνδεση με άλλα στοιχεία.

Το εξωτερικό διάστημα, αποδεικνύεται, είναι μια τεράστια αργή κουζίνα. Το πυκνότερο Το διαστρικό αέριο μπορεί να περιέχει 10.000 άτομα υδρογόνου σε ένα κυβικό εκατοστό και τρία ή τέσσερα άτομα άνθρακα. Αυτό είναι μόνο το χίλιο τρισεκατομμύριο της πυκνότητας του αέρα που αναπνέουμε. Ένα άτομο στο βαθύ διάστημα μπορεί να ταξιδέψει 100.000 χιλιόμετρα πριν πέσει σε έναν σύντροφο. Όμως ο χώρος έχει τη δική του μυστική σάλτσα. Μια μακροχρόνια υποτιμημένη σειρά τριών πρωτονίων και δύο ηλεκτρονίων που ονομάζεται πρωτονιωμένο μοριακό υδρογόνο [4], ή H3+, καταλύει ένα μεγάλο δίκτυο αντιδράσεων καθώς συγκρούονται στοιχεία ή κολλάνε στην επιφάνεια μικροσκοπικών κόκκων πυριτικού άλατος και σκόνης άνθρακα που παράγονται από αστέρια. (Βλέπε Διαστρικές Αντιδράσεις.) Κατά τη διάρκεια πολλών εκατομμυρίων ετών, παράγονται ενώσεις τόσο πολύπλοκες όσο οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, με δεκάδες άτομα άνθρακα σε συστοιχίες δακτυλίων βενζολίου. Άλλες δομές είναι πρόδρομοι των αμινοξέων, από τα υλικά από τα οποία είμαστε φτιαγμένοι εσείς και εγώ. Εδώ στη Γη, μπορούμε να διαβάσουμε το χημικό αρχείο αυτής της δραστηριότητας σε πεσμένους μετεωρίτες που περιέχουν δεκάδες είδη αμινοξέων. Εάν πέφτουν πάνω μας, πιθανότατα πέφτουν σε άλλους πλανήτες, δημιουργώντας νοητά την έναρξη αμέτρητων βιοχημειών εξωγήινων σε ένα είδος μείγματος εκκίνησης για τη ζωή. Και η δική μου εικασία είναι ότι υπάρχουν πολλοί, πολλοί διαφορετικοί τρόποι για να καταλήξουμε σε πολύπλοκους οργανισμούς, ότι τα βήματα που μας επέτρεψαν να είμαστε εδώ στη Γη δεν χρειάζεται να αντιγραφούν αυτολεξεί αλλού.

Μπροστά σε αυτές τις παρατηρήσεις, φαίνεται ότι θα πρέπει να επικαλεστεί κανείς κάποιες εξαιρετικά επινοημένες περιστάσεις για να υποστηρίξει ότι το γεγονός και η φύση της ζωής στη Γη είναι καθόλου ξεχωριστές.

Έπειτα, υπάρχει το τελικό σύνορο - όχι, όχι αυτό από το Star Trek, αλλά κάτι πολύ μεγαλύτερο από αυτό. Πολλοί κοσμολόγοι είναι πλέον πεπεισμένοι ότι το σύμπαν μας είναι απλώς ένα από μια τεράστια γκάμα συμπαντικών «πραγμάτων», το καθένα με το δικό του σύνολο φυσικών νόμων, που χωρίζονται κυρίως από τον χώρο και τον χρόνο. Μερικές από αυτές τις ιδέες πηγάζουν φυσικά από τη φυσική που οδηγεί την εκθετική, πληθωριστική διαστολή του πολύ πρώιμου σύμπαντος και τη φαινομενικά εγγενή αστάθεια του ίδιου του «τίποτα». Αν και είναι μόνο εικασίες σήμερα, αυτές οι ιδέες μπορεί σύντομα να είναι δοκιμασμένες. Θα μπορούσαν να υπάρχουν λεπτές υπογραφές του σύμπαντός μας που «προσκρούει» σε άλλους στο διάχυτο κοσμικό υπόβαθρο ακτινοβολίας ή στην κίνηση της ύλης σε τεράστιες κλίμακες, και τα δύο επιδεκτικά ανίχνευσης από την επόμενη γενιά αστρονομικών πειραμάτων.

Ακόμη και στη φαινομενικά απίθανη περίπτωση να μην υπάρχει απολύτως καμία άλλη ζωή στην ιλιγγιώδη έκταση του σύμπαντος μας, είναι πολύ λιγότερο πιθανό να μην υπάρχει κανένα από ένα αόριστο τμήμα σύμπαντων, το καθένα με τη δική του φυσική, τους δικούς του ανείπωτους πλανήτες. και τις δικές τους κοσμικές χημείες.

Είμαστε εδώ. Επομένως είναι εκεί;

Φτου. Είμαστε σε ένα μεγάλο, μεγάλο μέρος. Μπορεί να είναι κουραστικό να το σκέφτεσαι. Και απέχουμε πολύ από το να είμαστε το κέντρο και ο σκοπός της δημιουργίας όπως φανταζόταν ο μέσος μελετητής μόλις πριν από 600 χρόνια. Τι σημαίνει όμως πραγματικά για εμάς αυτή η απεραντοσύνη; Πώς πρέπει να αντιδράσουμε; Αν είμαστε η μόνη ζωή σε αυτά τα πολλά σύμπαντα, είμαστε, κατά κάποιο τρόπο, περισσότερα ιδιαίτερο — πιο σημαντικό. Και υπάρχει το τρίψιμο. Η αντίδρασή μας εξαρτάται από το αν υπάρχει ή όχι άλλη ζωή εκεί έξω.

Ο ποσοτικός μας συλλογισμός σχετικά με την εμφάνιση της ζωής πέρα ​​από τη Γη οφείλει ένα χρέος σε έναν προηγουμένως σκοτεινό Βρετανό μαθηματικό και μη κομφορμιστή θεολόγο του 18ου αιώνα που ονομάζεται Thomas Bayes [5]. Οι στατιστικές του Μπεϋζιανού έχουν να κάνουν με την εμπιστοσύνη. Για να το δείξετε αυτό, φανταστείτε, αν θέλετε, έναν μάλλον άπειρο αλλά μαθηματικό κηπουρό [6]. Έχει ένα οικόπεδο και μια μεγάλη τσάντα γεμάτη με αυτά τα μυστηριώδη πράγματα που ονομάζονται «σπόροι». Από μια ιδιοτροπία ο κηπουρός θάβει έναν από αυτούς τους σπόρους στο χώμα, τον ποτίζει και περιμένει.

Σε αυτό το στάδιο δεν έχει ιδέα τι θα συμβεί στη συνέχεια. Περνούν μια-δυο μέρες και, ιδού, εμφανίζεται ένα βλαστό! Τι σημαίνει όμως αυτό; Οι σπόροι θα παράγουν πάντα βλαστούς; Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη πιθανότητα και έτσι η κηπουρός διατυπώνει ένα μέτρο της σιγουριάς της ότι αυτό θα συμβεί ξανά. Η υπόθεσή της είναι ότι υπάρχει ίση πιθανότητα ένας σπόρος να φυτρώσει ή να μην φυτρώσει - οι πιθανότητες είναι 1 προς 1, ή 50 τοις εκατό, για οποιοδήποτε αποτέλεσμα. Αυτή η υπόθεση, που ονομάζεται "uniform πρώην, », προφανώς δεν είναι αλήθεια — αλλά είναι η πιο λογική υπόθεση. Η κηπουρός ξέρει μόνο ότι το πείραμά της έχει δύο πιθανά αποτελέσματα:ένα βλαστάρι και όχι βλαστάρι. Δεδομένου ότι υπάρχουν πολύ λίγα δεδομένα για να την προκαταλάβουν με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, δίνει ίσες πιθανότητες σε κάθε αποτέλεσμα.

Προχωρά και φυτεύει έναν άλλο σπόρο στο έδαφος, περιμένει μερικές μέρες και εμφανίζεται ένας άλλος βλαστός. Τώρα έχει δει δύο σπόρους να φυτρώνουν και έτσι τροποποιεί την αυτοπεποίθησή της για να δώσει πιθανότητες 2 προς 1 για να φυτρώσουν φυτεμένοι σπόροι (66,6 τοις εκατό, ή δύο στα τρία πιθανά αποτελέσματα). Μια τρίτη επιτυχία και αυτό αυξάνεται σε 3-προς-1 (75 τοις εκατό) και ούτω καθεξής. Με κάθε νέο βλαστάρι ο κηπουρός αποκτά όλο και μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση, αλλά ποτέ απολύτως σίγουρος, ότι οι φυτεμένοι σπόροι θα μεγαλώσουν. Ακόμη και από τη στιγμή που είδε την εκατοστή λήψη να εμφανίζεται, είναι μόνο περίπου 99 τοις εκατό σίγουρη ότι αυτό θα συμβεί ξανά.

Το ζήτημα της αφθονίας της ζωής στο σύμπαν είναι ώριμο για αυτού του είδους την Μπεϋζιανή ανάλυση. Και το 2011 δύο επιστήμονες του Princeton, ο David Spiegel και ο Edwin Turner [7], έκαναν ακριβώς αυτό. Η προσέγγισή τους ήταν πολύ πιο περίπλοκη από αυτή του κηπουρού, αλλά είχε ένα βασικό χαρακτηριστικό:εργάζονταν με πολύ λίγα δεδομένα. Στην πραγματικότητα, το σύνολο των δεδομένων τους μπορεί να συνοψιστεί (λίγο άκομψα) λέγοντας ότι η μικροβιακή ζωή «φύτρωσε» γρήγορα εδώ στη Γη (ένα γεγονός που ονομάζεται αβιογένεση) και περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, εμφανίστηκε έξυπνη ζωή με πολύπλοκα κύτταρα. κάντε αυτή ακριβώς την παρατήρηση. Τι μας λένε αυτά τα δύο γεγονότα για την πιθανότητα ζωής αλλού στον κόσμο;

Η απάντηση είναι, όχι πολύ. Στον πυρήνα της, η Bayesian ανάλυση σταθμίζει πόσο τα συμπεράσματά μας προέρχονται από προηγούμενες υποθέσεις μας και πόσο προέρχονται από τα πραγματικά μας δεδομένα. Σε αυτήν την περίπτωση, αποκαλύπτει ότι τα συμπεράσματά μας για τη ζωή στο σύμπαν εξαρτώνται έντονα από αυτό που υποθέτουμε—τι προηγούμενα Η θεωρία αφορά την πιθανότητα εμφάνισης ζωής σε πλανήτες, και σε μικρότερο βαθμό για τη συγκεκριμένη έκβαση στη Γη. Ένα απλό, αισιόδοξο μοντέλο υποθέτοντας ότι η συχνότητα της αβιογένεσης είναι σταθερή, ή ίσως μειώνεται με την πλανητική ηλικία, προβλέπει μια αφθονία κοσμικής ζωής όταν βαθμονομηθεί σε αβιογένεση εδώ στη Γη. Αλλά το μοντέλο παραδέχεται ποσοστά αβιογένεσης τόσο χαμηλά όσο μια φορά ανά 10 δισεκατομμύρια ή ακόμα και 100 δισεκατομμύρια χρόνια, υπονοώντας ότι θα μπορούσαμε επίσης να είμαστε η πρώτη ζωή στον κόσμο. Αλλάξτε ελαφρώς το μοντέλο και όλα τα στοιχήματα απενεργοποιούνται. Απλώς υπάρχουν πολύ λίγα δεδομένα για να μετατρέψουμε την εμπιστοσύνη μας προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Επιπλέον, οι Spiegel και Turner δείχνουν ότι αυτή η ανάλυση βασίζεται στο απλό γεγονός ότι, επειδή είμαστε εδώ για να θέσουμε την ερώτηση, πρέπει να βρισκόμαστε σε έναν πλανήτη που υποστηρίζει την ενδεχόμενη εμφάνιση ευφυούς ζωής. Δυστυχώς, ως αποτέλεσμα, η ύπαρξή μας μας λέει πολύ λίγα πράγματα για την πιθανότητα ύπαρξης ζωής έξω από τη Γη:είναι, κατά κάποιο τρόπο, ο απόηχος του ίδιου του ερωτήματος.

Τι κάνει η έρευνά τους αποδεικνύεται έντονα πόσο πολύ αλλάζει η κατανόησή μας αν βρούμε μόνο ένα άλλο παράδειγμα ζωής στο σύμπαν. Ο πιθανός ρυθμός αβιογένεσης σε έναν δεδομένο πλανήτη θα αυξανόταν κατά 10 ή περισσότερο, σε περισσότερο από μία φορά κάθε δισεκατομμύριο χρόνια. Το σύμπαν είναι μόλις 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, οπότε αυτό κάνει τη διαφορά! Ξαφνικά, ο γαλαξίας μας είναι γεμάτος ζωή.

Είμαστε ένα τυπικό παράδειγμα ανθρακούχου ζωής σε ένα σύμπαν που βρίθει από αυτό; Με απλά λόγια, δεν ξέρουμε. Αλλά υπάρχει κάτι άλλο που μπορώ να σας πω:η επιστήμη μας έχει δείξει πώς η ζωή, οποιαδήποτε ζωή, απέχει κατά κάποιο τρόπο από μέτρια.

Στο ένα με το σύμπαν

Υπάρχει κάτι πολύ παλιό, βαθύ και, ναι, σημαντικό που μπορεί να αμφισβητήσει την έννοια της μετριότητάς μας.

Ξεκινά επειδή είστε φτιαγμένοι από το αθροιστικό υλικό του σύμπαντος. Λίγο περισσότερο από 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, κάποιο μέρος σας συνετρίβη στη Γη. Μπορεί να ήταν μια χούφτα από τα άτομα άνθρακα, οξυγόνου ή αζώτου σας ή μερικούς από τους πολλούς πυρήνες υδρογόνου που υπάρχουν τώρα στα μόριά σας. Αρχέγονα πράγματα είναι αυτά, τα απομεινάρια μιας καυτής Μεγάλης Έκρηξης που έγινε 10 δισεκατομμύρια χρόνια νωρίτερα. Κομμάτια από το ένα στο δισεκατομμύριο απορρίμματα ενός σύμπαντος γεμάτου με εξοντωτική ύλη και αντιύλη.

Τα βαρύτερα στοιχεία σας πέρασαν από το πεπτικό σύστημα άλλων αστεριών. Μαγειρεύτηκε με πυρηνική σύντηξη σε αστρικούς πυρήνες 10 εκατομμυρίων μοιρών. Κρυμμένα από την όραση κάτω από βραστικούς μανδύες πλάσματος που θα μπορούσαν να έχουν βάθος εκατομμυρίων μιλίων, αυτά τα μικροσκοπικά σμήνη ύλης τελικά διασκορπίστηκαν στο διαστρικό διάστημα σε εκρήξεις σουπερνόβα που θα μπορούσαν στιγμιαία να ξεπεράσουν έναν ολόκληρο γαλαξία. Ψύχοντας στην ψύχρα του διαστήματος, κατοικούσαν σε νεφελώδη σύννεφα, υποκύπτοντας τελικά για άλλη μια φορά στην αδυσώπητη αγκαλιά της βαρύτητας για να πέσουν προς τα μέσα στη ταραχή ενός νεανικού στροβιλισμού ύλης που περιβάλλει ένα αναπτυσσόμενο μωρό αστέρι. Το να περάσετε από αυτή τη διαδικασία μόνο μία φορά είναι αρκετό για να δημιουργήσετε ένα σωρό βαρύτερα στοιχεία εάν το αστέρι είναι αρκετά μεγάλο, αλλά χρειάζονται πολλές αστρικές γενιές για να εμπλουτιστεί το σύμπαν αρκετά ώστε να χτιστούν κόσμους σαν τον δικό μας και εμάς. Είμαστε καλά κάτω από το γενεαλογικό δέντρο.

Πίσω στη γέννηση του πλανήτη μας, τα στοιχεία έφτασαν πρώτα σε μεγάλες εμβρυϊκές συγκρούσεις και αργότερα σε μια λεπτυνόμενη, λιγότερη βροχή από μέταλλο, βράχο και πάγο [8]. Στα δισεκατομμύρια χρόνια που ακολούθησαν, αυτά τα άτομα ακολούθησαν πολλούς διαφορετικούς δρόμους. Μερικά μεταφέρθηκαν σε ωκεανούς και ατμόσφαιρες, άλλα απομονώθηκαν στα ψυκτικά ορυκτά ενός πλανητικού φλοιού. Τρισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια μικροσκοπικοί οργανισμοί έχουν επεξεργαστεί πολλά από αυτά τα άτομα κατά τη διάρκεια των αιώνων—ίσως μεταφέροντάς τα γύρω για λίγο ή απλώς αφαιρώντας τα για την πιο σύντομη στιγμή της χημείας πριν τα απορρίψουν.

Μερικά άτομα ενσωματώθηκαν σε άλλη ζωντανή ύλη:έντομα, φυτά, ζώα - μια άγρια ​​σειρά από τροχιές και ιστορικές. Μέχρι τώρα, σήμερα, που έχουν μεταφερθεί από τη μητέρα σου, το φαγητό της, το φαγητό σου, τον αέρα που αναπνέεις και το νερό που πίνεις, για να γίνουν ένα κομμάτι από το ίδιο σου το σώμα.

Αλλά, εάν μια χούφτα θεμελιωδών φυσικών σταθερών και αρχικών χαρακτηριστικών του σύμπαντος ήταν ελαφρώς διαφορετικά, αυτά τα μονοπάτια προς τους γαλαξίες, τα αστέρια, τα βαριά στοιχεία, τα πανταχού παρόντα μόρια άνθρακα και την ίδια τη ζωή, θα ανατρέπονταν. Για παράδειγμα, η σταθερά της λεπτής δομής καθορίζει το μέγεθος και τη συμπεριφορά των ατόμων. Εάν ήταν ελαφρώς μεγαλύτερο ή ελαφρώς μικρότερο, αντικείμενα όπως οι πλανήτες θα μπορούσαν να μην σχηματιστούν, ούτε η χημεία θα λειτουργούσε με τον τρόπο που λειτουργεί. Αν η δύναμη της βαρύτητας ήταν λίγο μεγαλύτερη, όλα τα αστέρια θα ήταν μπλε γίγαντες, και πλανήτες όπως η Γη δεν θα μπορούσαν να υπάρχουν. Αν ήταν λίγο μικρότερο, όλα τα αστέρια θα ήταν κόκκινοι νάνοι και θα υπήρχαν λίγα, αν όχι καθόλου, βαριά στοιχεία.

Υπάρχουν και άλλες φαινομενικές συμπτώσεις. Η κατασκευή άνθρακα στις κοιλιές των αστεριών βασίζεται στην ύπαρξη μιας συγκεκριμένης, συντονισμένης, διεγερμένης ενεργειακής κατάστασης των πυρήνων άνθρακα-12, στην ασυνήθιστη σταθερότητα του βηρυλλίου και στη φύση των πυρήνων του οξυγόνου-16. Χωρίς όλες αυτές τις πάπιες στη σειρά, δεν θα υπήρχε άνθρακας. Χωρίς άνθρακα δεν θα υπήρχε ζωή. Υπάρχει επίσης η αξιοσημείωτη σύμπτωση να μπορέσουμε να ανακαλύψουμε όλα αυτά. (Βλ. Μεσαίο έδαφος).

Τέτοιες παρατηρήσεις έχουν οδηγήσει στην Ανθρωπική Αρχή [9]—την ιδέα ότι η ίδια η παρουσία μας είναι κατά κάποιο τρόπο σχετική με τον Κόσμο. (Στην πραγματικότητα δεν χρειάζεται να είναι η παρουσία μας, αφού η παρουσία οποιασδήποτε ζωής κάνει το κόλπο. Άρα το «ανθρωπικό» είναι λίγο εγωιστικό και η αρχή είναι λίγο λάθος ονομασία). Αυτή η αρχή έχει διαφορετικές παραλλαγές. Η λεγόμενη «αδύναμη» έκδοση είναι η πιο απλή:λέει ότι η φαινομενική λεπτομέρεια για τη ζωή είναι μια προκατάληψη επιλογής, αφού αν δεν ήταν έτσι απλά δεν θα ήμασταν εδώ για να την εξετάσουμε. Η αδύναμη Ανθρωπική Αρχή ήταν ένα πρώιμο επιχείρημα για την ύπαρξη πολλαπλών συμπάντων, το οποίο μας αποφεύγει να πρέπει να εξηγήσουμε γιατί αυτό το σύμπαν κατέληξε έτσι και συνδέεται με ιδέες πολυσύμπαν που προκύπτουν από τη θεμελιώδη φυσική. Απλώς υπάρχουμε σε ένα σύμπαν κατάλληλο για ζωή. Η ισχυρή Ανθρωπική Αρχή προχωρά ακόμα παραπέρα και υποστηρίζει ότι ένα βιώσιμο σύμπαν είναι κατά κάποιο τρόπο αναγκασμένο να παράγουμε ζωή όπως εμείς—δεν θα μπορούσε να είναι αλλιώς.

Υπάρχει ακόμη και ένα σώμα σκέψης που υποθέτει ότι η ζωή είναι το απόλυτο τέλος ή έκφραση του σύμπαντος μας, η αποθέωση της πολυπλοκότητας σε έναν τεράστιο χώρο που μπορεί να φαίνεται περίεργα κατάλληλος για να υπάρχουμε σε αυτόν. Στην πραγματικότητα, ο αείμνηστος, σπουδαίος φυσικός John Wheeler σκέφτηκε αν πληροφορίες βρίσκεται στη ρίζα όλης της φυσικής. Μια συνέπεια μπορεί να είναι ότι η ίδια η συνείδηση, επίσης δομημένη από πληροφορίες, είναι ένα βασικό συστατικό της πραγματικότητας και ότι το δικό μας είναι ένα συμμετοχικό σύμπαν στο οποίο η συνείδηση ​​επηρεάζει την πραγματικότητα.

Από τις περισσότερες απόψεις, η σύνδεση της ζωής με βασικά χαρακτηριστικά του σύμπαντος μας, και η Ανθρωπική Αρχή, είναι το πολικό αντίθετο της κοσμοθεωρίας του Κοπέρνικου, κάτι που μπορεί να είναι άβολο. Αλλά αυτό που επιτυγχάνουν αυτά τα γεγονότα είναι να διευρύνουν τον κύκλο αυτού που θεωρούμε ότι είναι ζωή «όπως εμείς». Η ζωή πέρα ​​από τη Γη μπορεί κάλλιστα να βασίζεται στον άνθρακα, η οποία ξεκινά από παρόμοιους συνδυασμούς μονομερών σε σύνθετες ενώσεις που μεταφέρουν πληροφορίες, που εξελίσσονται μέσω παρόμοιων διαδικασιών επιλογής, που ενεργοποιούνται από τις ίδιες κοσμικές συμπτώσεις. Κόψτε δηλαδή από το ίδιο ύφασμα.

Πράγματι, υπάρχει μια ενοχλητική αμφιβολία ότι οποιαδήποτε ζωή βρίσκουμε θα είναι πραγματικά ανεξάρτητη από εμάς. Στο δικό μας ηλιακό σύστημα, οι αστεροειδείς έχουν χτυπήσει πλανήτες τα τελευταία 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, με κάθε σύγκρουση να εκτοξεύει δυνητικά επιφανειακό υλικό που φιλοξενεί μικρόβια σε μια ποικιλία τροχιακών μονοπατιών «μεταφορικής ζώνης» [10]. Κομμάτια του Άρη τελικά καταλήγουν στη Γη. Κομμάτια της Γης καταλήγουν στον Άρη, ακόμα και στα μακρινά φεγγάρια των γιγάντιων πλανητών. Η φύση μπορεί να έχει ήδη δημιουργήσει μια αναμεμειγμένη διασπορά ζωής στο ηλιακό μας σύστημα. Και είναι επίσης πιθανό η ζωή πιο μακριά να συνδέεται με τη δική μας, ακριβώς μέσω μιας πιο αρχαίας γέφυρας.

Έτσι, αν βρούμε ζωή έξω από τη Γη, οι Bayesians θα έχουν τη δουλειά τους. Όσο για την αίσθηση της δικής μας σημασίας, θα μπορούσαμε να υποστηρίξουμε ότι θα ενίσχυε, επιβεβαιώνοντας την εδραιωμένη φύση της ζωής στο σύμπαν μας. Από την άλλη πλευρά, τείνουμε να παίρνουμε τα πράγματα προσωπικά και ένα σύμπαν γεμάτο ζωή μπορεί να φαίνεται πολύ μικρότερο.

Μοναδικό έναντι σημαντικού

Παλεύουμε με δύο ξεχωριστά ερωτήματα:τη μοναδικότητά μας και τη σημασία μας. Η μοναδικότητα προσεγγίζεται ευκολότερα. Για τον αστροβιολόγο, η μοναδικότητα μπορεί να οριστεί ως η πιθανότητα η Γη και η ζωή στη Γη να διαφέρουν από οπουδήποτε αλλού. Οι πρωτοπαθολόγοι, από την άλλη πλευρά, μπορεί να ορίσουν τη μοναδικότητα ως τη συλλογή χαρακτηριστικών που μας διακρίνουν από τα εξελικτικά ξαδέρφια μας. Για τους επιστήμονες υπολογιστών, η μοναδικότητα μπορεί να οριστεί με βάση τον συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίο επεξεργαζόμαστε και αποθηκεύουμε πληροφορίες. Σε κάθε περίπτωση, αν και η απάντηση μπορεί να μην είναι απλή, σημειώνεται πρόοδος.

Στον δικό μου τομέα, οι αστρονόμοι και οι εξωπλανητολόγοι στην πραγματικότητα αρχίζουν να κατασκευάζουν ποσοτικές μετρήσεις της μοναδικότητάς μας, αξιολογώντας τον βαθμό στον οποίο τα εξωγήινα συστήματα και κόσμοι μπορεί να είναι ή να μην είναι κατάλληλα για ζωή. Μέσα σε 10 χρόνια, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να μας πει εάν οι κοντινοί πλανήτες μεγέθους γήινου παρουσιάζουν τις χημικές υπογραφές μιας βιόσφαιρας. Μυρίζοντας την ατμόσφαιρά τους μέσα από τα φάσματα του φιλτραρισμένου αστρικού φωτός. Και νέα, γιγάντια τηλεσκόπια που αρχίζουν να μετακινούνται από τα σχεδιαγράμματα στην πραγματικότητα θα βοηθήσουν να κάνουν το ίδιο.

Η σημασία είναι πιο δύσκολη, και επίσης, ίσως, ένα ερώτημα στο οποίο η αστρονομία δίνει μια μοναδική οπτική. Σίγουρα η συχνότητα με την οποία συμβαίνει κάθε είδους ζωή στον γαλαξία μας και στο σύμπαν συνολικά είναι σχετική. Βρισκόμαστε στη διαδικασία βελτίωσης αυτής της ερώτησης, ρωτώντας ποιες λεπτομερείς ιδιότητες αντιστοιχούν σε ποια αφθονία ζωής και όχι μόνο πόσο λίγο διαφορετικό χρειάζεται το σύμπαν για να αποτρέψει τη ζωή.

Θα είναι όμως αρκετό αυτό; Είτε μας αρέσει είτε όχι, η σημασία είναι μια συναισθηματικά φορτισμένη ερώτηση για εμάς τους ανθρώπους και μπορεί να σημαίνει πολλά διαφορετικά πράγματα. Μπορεί να αφορά το αν το σπίτι μας, ο πλανήτης μας, το σύμπαν μας έχει σημασία. Μπορεί επίσης να αφορά το αν εμείς θέμα, αν είμαστε καθόλου σημαντικοί σε αυτόν τον τεράστιο καθεδρικό ναό ενός σύμπαντος. Ή με άλλα λόγια, αν η φύση δίνει δεκάρα. Δεν φαίνεται ότι η επιστήμη μπορεί να βοηθήσει πολύ σε αυτό, τουλάχιστον όχι ακόμα, και κάποιος υποψιάζεται ότι οι απαντήσεις της είναι απίθανο να μας παρηγορήσουν. Η επιστήμη μάς έχει πει, ωστόσο, ότι ανήκουμε στο σύμπαν με ενδιαφέροντες και βαθείς τρόπους—ότι θα πρέπει να σκεφτούμε προσεκτικά την αφήγηση του Κοπέρνικου ολοένα και λιγότερης σημασίας.

Άρα η επιστήμη σφράγισε τη μοίρα μας; Η απάντηση είναι ένα ηχηρό όχι . Ό,τι μας λέει η επιστήμη (και συχνά γιατί από αυτά που μας λέει), έχουμε την ικανότητα να παίρνουμε την κατάσταση στα χέρια μας, να κάνουμε τον εαυτό μας σημαντικό. Το ηλιακό μας σύστημα και τα αστρικά συστήματα πέρα ​​από αυτό αντιπροσωπεύουν ένα τεράστιο έδαφος για εξερεύνηση και κατοίκηση. Αν και υπάρχουν τεράστια εμπόδια στο να ταξιδέψουμε στους αδελφούς μας κόσμους, πολύ λιγότερο στον ίδιο τον διαστρικό χώρο, δεν υπάρχει τίποτα προφανώς αδύνατο γι 'αυτό.

Ακόμα κι αν αρκεστούμε στο να στέλνουμε απλά ρομποτικά είδωλα στο σύμπαν, με αυτόν τον τρόπο έχουμε την ευκαιρία να αλλάξουμε τη θεμελιώδη ισορροπία της εξίσωσης σημασίας. Επεκτείνοντας την παρουσία μας μπορεί όχι μόνο να βρούμε έναν τρόπο να επεκτείνουμε τη μακροζωία του είδους μας, αλλά και να τροποποιήσουμε τις πιο θεμελιώδεις αρχές των ερωτήσεων που πάντα θέταμε για τη θέση μας στον κόσμο. Μπορούμε να γίνουμε η σημασία που αναζητούμε.

Ο Caleb Scharf είναι αστροφυσικός και διευθυντής Αστροβιολογίας στο Πανεπιστήμιο Columbia στη Νέα Υόρκη. Τα δημοφιλέστερα επιστημονικά βιβλία του περιλαμβάνουν Οι μηχανές της βαρύτητας:Πώς οι μαύρες τρύπες που φυσούν φυσαλίδες κυβερνούν τους γαλαξίες, τα αστέρια και τη ζωή στον κόσμο, και The Copernicus Complex:A Quest for Our Cosmic (In) Significance (προσεχής Απρίλιος 2014).

Αναφορές

1. Dumusque, X., et al. Ένας πλανήτης με μάζα γης σε τροχιά γύρω από τον Άλφα Κενταύρου Β. Φύση 491, 207 (2012).

2. Beckwith, S., et al. Το Υπερβαθύ Πεδίο Hubble. The Astronomical Journal 132, 1729. http://arxiv.org/abs/astroph/0607632 (2006).

3. Dressing, C. &Charbonneau, D. The Occurrence Rate of Small Planets around Small Stars. The Astrophysical Journal στο http://arxiv.org/abs/1302.1647 (2013).

4. McCall, B. &Oka, B. H3+ – ένας ιόν με πολλά ταλέντα. Επιστήμη 287, 1941- 1942 (2000).

5. Bayes, T. &Price, R. An Essay to solving a Problem in the Doctrine of Chance. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 53, 370–418. http://www.stat.ucla.edu/history/ (1763).

6. Spiegel, D. &Turner, E. Bayesian ανάλυση των αστροβιολογικών επιπτώσεων της πρώιμης εμφάνισης της ζωής στη Γη. Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών 109, 395-400 (2011).

7. Crida, A. Σχηματισμός ηλιακού συστήματος. Κριτικές στη Σύγχρονη Αστρονομία 21, http:// arxiv.org/abs/0903.3008
(2009).

8. Carter, B. Συμπτώσεις μεγάλου αριθμού και η ανθρωπική αρχή στην κοσμολογία. «Αντιπαράθεση κοσμολογικών θεωριών με δεδομένα παρατήρησης», Πρακτικά του Συμποσίου , Κρακοβία, Πολωνία. Dordrecht, D. Reidel Publishing Co. (A75-21826 08-90) 291-298 (1974).

9. Mileikowsky, C., et al. Φυσική μεταφορά βιώσιμων μικροβίων στο διάστημα. «Από τον Άρη στη Γη και τη Γη στον Άρη». Ίκαρος 145, 391-427 (2000).

10. Krauss, L. &Scherrer, R. The Return of a Static Universe and the End of Cosmology. International Journal of Modern Physics D , 17, 685-690 (2008).