Sejak tahun 1960-an, persamaan Drake telah digunakan untuk menganggarkan berapa banyak makhluk luar angkasa yang cerdas dan dapat dihubungi yang ada di galaksi Bima Sakti. Mengikuti jalan yang sukar, formula baru menganggarkan kekerapan hidup di planet ini. Ini dapat membantu kita mengetahui kemungkinan, pada dasarnya, kemunculan hidup di alam semesta.
Persamaan baru, yang dikembangkan oleh Caleb Sharv dari Pusat Astrobiologi Columbia dan Leroy Cronin dari School of Chemistry di University of Glasgow, belum dapat menilai kemungkinan kehidupan muncul di mana saja, tetapi menjanjikan prospek menarik ke arah ini.
Para saintis berharap formula baru mereka, yang dijelaskan dalam edisi terbaru Prosiding Akademi Sains Nasional (PNAS), akan memberi inspirasi kepada para saintis untuk meneroka pelbagai faktor yang menghubungkan peristiwa kehidupan dengan sifat khas persekitaran planet. Secara lebih luas, mereka menjangkakan persamaan mereka akhirnya akan digunakan untuk meramalkan kekerapan hidup di planet ini, suatu proses yang juga dikenali sebagai abiogenesis.
Mereka yang biasa dengan persamaan Drake akan memahami persamaan baru juga. Kembali pada tahun 1961, ahli astronomi Frank Drake memperoleh formula probabilistik yang dapat membantu menganggarkan jumlah peradaban luar angkasa aktif yang memancarkan isyarat radio di galaksi kita. Rumusannya mengandungi beberapa perkara yang tidak diketahui, termasuk kadar rata-rata pembentukan bintang, jumlah purata planet yang berpotensi menyokong kehidupan, pecahan planet yang berjaya memperoleh kehidupan yang benar-benar cerdas, dan sebagainya. Kami tidak mempunyai versi akhir dari persamaan Drake, tetapi kami percaya bahawa setiap tahun ini membolehkan kami menganggarkan yang tidak diketahui dengan lebih tepat.
Formula baru yang dikembangkan oleh Scharf dan Cronin tidak bertujuan untuk menggantikan persamaan Drake. Sebagai gantinya, ini menjatuhkan kita lebih jauh ke dalam statistik abiogenesis.
Beginilah rupanya:
Di mana:
Video promosi:
Nabiogenesis (t) = kebarangkalian kejadian hidup (abiogenesis)
Nb = bilangan blok bangunan yang berpotensi
Tidak = jumlah purata blok bangunan setiap organisma, atau sistem yang signifikan secara biokimia
fc = ketersediaan pecahan blok bangunan dari masa ke masa t
Pa = kebarangkalian pemasangan per unit masa
Ia kelihatan rumit, tetapi sebenarnya semuanya lebih mudah. Ringkasnya, persamaan ini mengatakan bahawa kemungkinan hidup di planet ini berkait rapat dengan bilangan blok bangunan kimia yang menyokong kehidupan dan terdapat di planet ini.
Dengan membina blok, saintis bermaksud minimum bahan kimia yang diperlukan untuk memulakan proses membuat bentuk kehidupan sederhana. Ini boleh menjadi pasangan DNA / RNA atau asid amino asas, atau molekul atau bahan yang terdapat di planet ini yang dapat mengambil bahagian dalam tindak balas kimia yang membawa kepada kehidupan. Kimia tetap kimia di seluruh alam semesta, tetapi planet yang berbeza dapat mewujudkan keadaan yang berbeza sesuai dengan kemunculan kehidupan.
Lebih khusus lagi, persamaan Scharf dan Cronin menyatakan bahawa kemungkinan hidup di planet bergantung pada bilangan blok bangunan yang secara teorinya boleh wujud, jumlah blok bangunan yang ada, kemungkinan blok bangunan ini benar-benar menjadi kehidupan (semasa pemasangan), dan bilangan blok bangunan yang diperlukan untuk menghasilkan bentuk kehidupan tertentu. Sebagai tambahan untuk mengenal pasti prasyarat kimia untuk kemunculan hidup, persamaan ini bertujuan untuk menentukan kekerapan molekul pembiakan muncul. Di Bumi, abiogenesis berlaku pada saat RNA muncul. Langkah penting ini diikuti dengan berbunga kehidupan uniselular sederhana (prokariota) dan kehidupan uniselular kompleks (eukariota).
"Pendekatan kami menghubungkan kimia planet dengan kadar global di mana kehidupan dihasilkan - ini penting kerana kita mula menemui banyak sistem suria dengan sekumpulan planet," kata Cronin. "Sebagai contoh, kami berpendapat bahawa kehadiran planet kecil di dekatnya - seperti Marikh - mungkin penting kerana ia menyejuk lebih cepat daripada Bumi … beberapa proses kimia boleh bermula, dan kemudian memindahkan kimia kompleks ke bumi untuk membantu" mendorong "kimia di bumi."
Salah satu implikasi penting dari kajian ini adalah bahawa planet tidak dapat dipelajari secara terpisah. Seperti yang dikatakan oleh Cronin, Mars dan Bumi mungkin pernah terlibat dalam pertukaran bahan kimia pada masa lalu - dan pertukaran bahan ini dapat berfungsi sebagai permulaan kehidupan di Bumi. Mungkin pertukaran blok bangunan kimia antara planet yang berdekatan dapat meningkatkan peluang hidup mereka secara dramatik.
Oleh itu, berapa banyak contoh kehidupan di Alam Semesta?
"Ini adalah soalan yang sukar," kata Cronin. "Hasil kerja kami menunjukkan bahawa sistem suria dengan banyak planet dapat menjadi calon yang sangat baik untuk diteliti dengan lebih dekat - bahawa kita harus fokus pada sistem multi-planet dan mencari kehidupan di dalamnya." Bagaimana? Perlu mencari tanda-tanda perubahan atmosfera, kimia kompleks, kehadiran sebatian kompleks dan variasi iklim yang mungkin disebabkan oleh kehidupan biologi.
Kami tidak mempunyai data empirikal yang cukup untuk menyelesaikan persamaan Scharf dan Cronin pada ketika ini, tetapi itu akan berubah pada masa akan datang. Dalam dekad yang akan datang, kita akan dapat menggunakan Teleskop James Webb dan misi MIT Tess untuk mengisi nilai-nilai yang hilang. Pada akhirnya, kita akan menemui jawapan untuk soalan ini yang membimbangkan kita.
ILYA KHEL
