Untuk mengetahui apakah kehidupan wujud di luar Bumi, kita mesti menangani kepentingan kita sendiri di alam semesta. Adakah kita sesuatu yang unik atau tidak ada yang istimewa?
Kita semua hidup di planet kecil yang mengorbit bintang setengah baya yang merupakan salah satu daripada kira-kira 200 bilion bintang dalam pusingan jirim yang membentuk galaksi Bima Sakti. Galaksi kita adalah salah satu daripada, mungkin, beberapa ratus bilion struktur serupa di alam semesta yang dapat dilihat, dan sejauh ini ke semua arah dari kita adalah lebih dari 270,000,000,000,000,000,000,000 (2,7 × 1023) batu.
Dengan standard manusia yang halus, alam semesta adalah jumlah jirim dan ruang yang sangat besar. Spesies kita terbentuk dalam sejarah kolosal yang tidak penting, dan nampaknya akan ada masa depan yang lebih lama dengan atau tanpa penyertaan kita.
Percubaan untuk menentukan kedudukan kita, untuk menentukan kepentingan kita mungkin seperti semacam jenaka hipertrofi. Kita mesti sangat bodoh jika kita membayangkan bahawa kita sama sekali tidak dapat membawa makna.
Namun kita berusaha untuk melakukan hal itu, walaupun kita nampak biasa-biasa saja, yang menjadi nyata ketika saintis Renaissance Nikola Kopernik, sekitar 500 tahun yang lalu, berhenti menganggap Bumi sebagai pusat sistem suria. Ideanya telah menjadi salah satu penemuan ilmiah terbesar sejak beberapa ratus tahun yang lalu, dan juga petunjuk penting untuk mengetahui struktur dalaman kosmos dan alam dunia nyata.
Dalam usaha kita menilai nilai kita, kita menghadapi teka-teki: beberapa penemuan dan teori menunjukkan bahawa kehidupan mungkin biasa dan biasa, sementara yang lain mengatakan sebaliknya. Bagaimana kita harus mula mengumpulkan pengetahuan kita tentang ruang - dari bakteria hingga Big Bang - untuk menjelaskan sama ada kita penting atau tidak? Dan semasa kita mengetahui lebih lanjut mengenai tempat kita di alam semesta, kita berusaha memahami apa artinya semua ini untuk percubaan kita untuk mengetahui apakah ada makhluk hidup lain di angkasa? Apakah langkah seterusnya ke arah ini?
Apa yang kita tahu
Video promosi:
Pada tahun 1600-an, pedagang dan saintis Antony van Leeuwenhoek, menggunakan mikroskop buatan sendiri, menjadi orang pertama yang melihat bakteria - sebuah perjalanan yang membawanya ke dunia asing dari mikrokosmos. Keturunan yang luar biasa ini, meluncur menuruni tangga dimensi fizikal ke dalam dunia yang tumbuh liar di dalam diri kita, adalah langkah pertama untuk memahami bahawa komponen tubuh kita, jisim struktur molekul kita, terdapat di hujung spektrum skala biologi yang paling jauh. Saya ragu bahawa sebelum penemuan Levenguk yang luar biasa, orang berpeluang memikirkan fakta ini, bukan pada tingkat dangkal, tetapi pada tahap yang lebih dalam lagi.
Bakteria Streptococcus pyogenes
Terdapat organisma di Bumi yang secara fizikal lebih besar dan lebih besar daripada kita - melihat ikan paus atau pokok. Walau bagaimanapun, kita jauh lebih dekat dengan hujung hayat skala lebih tinggi daripada hujung mikroskopik. Bakteria pembiakan terkecil beratus-ratus bilion kali lebih kecil daripada satu meter, dan virus terkecil masih sepuluh kali lebih kecil. Tubuh manusia kira-kira 10 atau 100 juta kali lebih besar daripada kehidupan paling sederhana yang kita ketahui.
Di antara mamalia terestrial berdarah panas, kita juga termasuk spesimen besar, tetapi tidak berada di puncak skala. Di seberang adalah saudara-mara terkecil kami, cendawan kecil - makhluk kecil dari bulu dan daging dengan berat hanya dua gram. Mereka ada di pinggir yang mungkin, dan badan mereka terus-menerus kehilangan panas, yang hampir tidak dapat mereka ganti dengan bantuan makanan yang banyak.
Walau bagaimanapun, kebanyakan mamalia lebih dekat dengan ukurannya daripada ukuran kita - terutamanya apabila anda menganggap bahawa berat badan rata-rata populasi mamalia adalah 40 gram. Badan pintar berasaskan sel canggih kita berada di bahagian paling atas, dan relatif sedikit mamalia lebih besar daripada kita.
Tidak ada keraguan bahawa kita berada di pinggir ini, di sempadan ini antara kepelbagaian kompleks yang kecil secara biologi dan keupayaan yang terhad dari yang besar secara biologi. Sekarang bayangkan sistem planet kita. Bintang kita bukan tergolong dalam jenis bintang yang paling banyak (kebanyakannya berukuran lebih kecil), orbit kita pada masa ini lebih bulat dan jarak antara satu sama lain daripada kebanyakan sistem eksoplanet lain, dan kita tidak mempunyai Bumi di antara jiran planet kita.
Dunia seperti ini, beberapa kali lebih besar daripada Bumi secara besar-besaran, diwakili dalam sekurang-kurangnya 60% dari semua sistem, tetapi dalam sistem suria kita tidak. Sekiranya anda adalah arkitek sistem planet, maka anda akan menganggap reka bentuk kami terpencil, sedikit berbeza dengan norma.
Sebilangan ciri ini didasarkan pada kenyataan bahawa sistem suria kita telah lolos dari penyusunan semula dinamik utama yang gagal dilakukan oleh kebanyakan sistem planet lain. Ini tidak bermaksud bahawa kita yakin akan masa depan yang tenang dan damai - simulasi graviti terbaru menunjukkan bahawa dalam beberapa ratus juta tahun sistem kita mungkin terjejas oleh tempoh yang lebih huru-hara.
Dan dalam lima bilion tahun lagi, matahari dapat berkembang dengan bermulanya tempoh penuaan spasmodik dan mengubah penyinaran planet dengan ketara. Semua petunjuk menunjukkan bahawa kita sekarang hidup dalam waktu pertengahan atau batas, dalam masa peralihan antara pemuda bintang-planet dan masa kelemahan yang akan datang.
Keberadaan kita yang agak tenang dalam tempoh ini, jika kita menilai secara retrospektif, tidaklah menghairankan. Seperti aspek keadaan kita yang lain, kita tinggal di tempat yang sederhana, tidak terlalu panas dan tidak terlalu sejuk, secara kimia persekitaran kita tidak terlalu aktif atau terlalu lengang, tidak terlalu mudah berubah dan tidak sepenuhnya berubah.
Di samping itu, hari ini jelas bahawa kejiranan yang tenang secara astrofisik ini melampaui batas galaksi kita. Dari sudut pandang alam semesta secara keseluruhan, kita wujud dalam masa yang jauh lebih tua daripada masa cepat dan ganas di ruang panas yang muda. Di mana sahaja proses pembuatan bintang semakin perlahan. Matahari lain, planet-planet lain terbentuk pada kadar rata-rata yang hanya 3% dari apa yang ada dalam tempoh 11 hingga 8 bilion tahun yang lalu.
Bintang-bintang ini mula bergerak perlahan melalui alam semesta. Dan, jika kita bercakap dalam istilah kosmologi yang besar, baru 6 atau 5 bilion tahun yang lalu bahawa alam semesta kita mulai perlahan selepas Big Bang. Tenaga gelap, yang lahir dari vakum itu sendiri, mempercepat pertumbuhan ruang dan membantu menyekat perkembangan struktur kosmik yang lebih besar. Tetapi ini bererti bahawa kehidupan akhirnya akan ditakdirkan dalam masa depan yang terpisah untuk mengasingkan diri di alam semesta yang semakin tidak dapat difahami.
Kumpulkan semua faktor ini, dan kemudian menjadi jelas bahawa pandangan kita tentang ruang dalam dan luar sangat terhad. Ini adalah pemandangan dari tiang sempit. Sebenarnya, pemahaman intuitif kita mengenai peristiwa rawak dan perkembangan ilmiah kita dalam bidang inferens statistik mungkin berbeza jika ada keadaan lain dalam bidang ketertiban atau kekacauan, ruang dan waktu.
Dan hakikat bahawa kita terlalu jauh dari kehidupan lain di angkasa - sehingga kita belum dapat menangkap tanda-tandanya atau menghadapinya - mempunyai kesan kuat terhadap kesimpulan yang dapat kita buat.
kesimpulan
Kami mempunyai banyak bukti untuk menyokong idea asas Copernicus bahawa kami tidak istimewa. Tetapi pada masa yang sama, terdapat beberapa ciri khas persekitaran kita yang menunjukkan sebaliknya.
Sebilangan sifat ini telah menimbulkan prinsip antropik yang disebut, yang menurutnya pemalar asas tertentu kelihatan "disetel dengan baik", dan dengan itu kualiti asas alam semesta seimbang di dekat batas yang memungkinkan bumi dan kehidupan di atasnya wujud. Sekiranya anda terlalu jauh ke arah mana pun, maka sifat kosmos boleh sama sekali berbeza.
Ubah kekuatan graviti relatif sedikit, dan kemudian bintang sama sekali tidak akan terbentuk dan tidak akan ada unsur berat yang timbul, atau bintang besar akan diciptakan dan kemudian cepat hilang, tidak meninggalkan jejak, tidak ada keturunan, tidak ada jalan menuju kehidupan. Dan jika anda mengubah daya elektromagnetik, ikatan kimia antara atom akan terlalu lemah atau terlalu kuat untuk membuat pelbagai struktur molekul yang membolehkan anda mempunyai kerumitan luar biasa yang luar biasa.
Galaksi lingkaran NGC 4258
Apa pendapat kita mengenai semua percanggahan ini? Pada pendapat saya, fakta mendorong kita ke arah idea saintifik baru mengenai tempat relatif kita di ruang angkasa, untuk berpisah dengan prinsip Copernican dan idea antropik, dan saya juga berpendapat bahawa bergerak ke arah ini, idea baru ini akan menjadi prinsip bebas. Mungkin kita boleh menyebut idea baru ini sebagai prinsip kosmo-huru-hara, landasan antara pesanan (makna asal dari kata Yunani kosmos) dan kekacauan.
Hakikatnya terletak pada kenyataan bahawa kehidupan, dan, khususnya, kehidupan di Bumi, akan selalu berada di tempat bersentuhan atau di persimpangan zon yang ditentukan oleh ciri-ciri seperti tenaga, lokasi, skala, masa, susunan dan kekacauan. Faktor-faktor seperti kestabilan atau kekacauan orbit planet, atau perubahan iklim dan geofizik di planet ini, adalah manifestasi langsung dari ciri-ciri ini.
Sekiranya anda bergerak terlalu jauh dari had ini, maka keseimbangan akan beralih ke keadaan yang tidak menguntungkan. Kehidupan kita memerlukan gabungan ramuan yang betul, campuran ketenangan dan kekacauan - gabungan yin dan yang yang betul.
Mendekati batas-batas ini membuat perubahan dan variasi seperti itu mungkin, tetapi seseorang tidak boleh terlalu dekat sehingga tidak selalu membanjiri sistem itu sendiri. Terdapat persamaan yang jelas dengan konsep zon yang dapat dihuni (zon Goldilocks), yang menurutnya suhu persekitaran ruang untuk planet di sekitar bintang berada dalam julat parameter yang sempit.
Mengetepikan kewujudan kehidupan, zon yang dapat dihuni dapat menjadi jauh lebih dinamis - tidak perlu diperbaiki dalam ruang dan waktu. Sebaliknya, ini adalah lintasan yang bergerak, bergerak dan lentur dengan banyak parameter - seperti jalan yang diletakkan oleh lengan dan kaki seorang penari.
Sekiranya peraturan sejagat adalah bahawa kehidupan hanya dapat wujud dalam keadaan ini, maka timbul beberapa kemungkinan menarik mengenai kepentingan kita di angkasa. Berbeza dengan idea-idea tegas Copernicus, yang menekankan kebiasaan kita dan oleh itu menganggap adanya banyak keadaan serupa di ruang angkasa, tanggapan bahawa kehidupan memerlukan penyesuaian pelbagai dan dinamik parameter mengurangkan bilangan pilihan.
Kemungkinan hidup yang timbul dari pendekatan baru ini juga berbeza dengan idea-idea antropik, yang pada bahagian paling radikalnya meramalkan hanya satu tempat untuk pembentukan kehidupan di ruang dan waktu secara umum. Sebaliknya, peraturan baru menentukan di mana kehidupan harus timbul, serta frekuensi berpotensi dengannya. Peraturan baru menjelaskan ciri-ciri asas yang diperlukan untuk tinggal di ruang yang mungkin dengan banyak parameter waltzing - ini menunjukkan zon subur.
Peraturan seperti ini mengenai kehidupan tidak semestinya menjadikan makhluk hidup menjadi sebahagian dari realiti yang istimewa. Biologi mungkin merupakan fenomena fizikal yang paling kompleks di alam semesta kita - atau alam semesta mana pun yang mematuhi undang-undang tertentu. Tetapi ini, mungkin, adalah had yang sangat melampau dari satu ciri: struktur semula jadi yang sangat kompleks yang timbul dalam keadaan yang betul, di sempadan ketenteraman dan kekacauan.
Dan perumusan konsep di mana kehidupan yang benar-benar tertanam dalam skema alam yang lebih besar secara langsung membawa kepada penyelesaian teka-teki, di mana terdapat argumen yang meyakinkan, tetapi bukan akhir tentang fakta bahawa kehidupan harus ada dalam jumlah yang banyak dan ia sangat jarang berlaku.
Caleb Scharf
Caleb Scharf adalah pengarah Pusat Astrobiologi antara disiplin di Universiti Columbia; dia adalah pengarang Gravity's Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Mengatur Galaksi, Bintang, dan Kehidupan di Kosmos.
