นักดาราศาสตร์แนะนำความล้มเหลวในการค้นหาเอเลี่ยนหมายความว่าเราปลอดภัยในอวกาศ

สี่พันล้านปีก่อนดาวเคราะห์แปดดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ มีศักยภาพสำหรับชีวิตในดาวฤกษ์ดวงที่สองสามและสี่มากที่สุด แต่ก็ยังไม่มีสิ่งมีชีวิต บนดาวศุกร์, ปรากฏการณ์เรือนกระจกที่โอ้อวดได้ทำลายศักยภาพนั้น บนดาวอังคารแรงโน้มถ่วงต่ำทำให้ลมสุริยะหลุดออกจากชั้นบรรยากาศทำให้เกิดการแช่แข็งศักยภาพ บนโลกชีวิตที่เบ่งบานในมหาสมุทรแพร่กระจายและวิวัฒนาการจนถึงจุดที่ผู้ครอบครองสามารถไตร่ตรองกำเนิดของตนเองได้

แต่ทำไมโลก ทฤษฎีที่รู้จักกันน้อย แต่มีศักยภาพอย่างน่าประหลาดใจแสดงให้เห็นว่าเราอยู่คนเดียวหรือเกือบจะอยู่คนเดียวในจักรวาล - ไม่ใช่เพราะชีวิตนั้นหายาก แต่เป็นเพราะการวิวัฒนาการร่วมกับกองกำลังของดาวเคราะห์นั้นมีพลังมากจนชีวิตส่วนใหญ่ไม่รอด ผู้เสนอทฤษฎีนี้เรียกว่า Gaian Bottleneck นั้นมาจากสมมุติฐาน Gaian World ที่มีอายุมากกว่าซึ่งแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของชีวิตเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมช่วยรักษาสภาพที่จำเป็นสำหรับชีวิตให้ดำรงอยู่ต่อไป

Gaian Bottleneck ค่อนข้างขัดแย้งในชุมชนนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาต้นกำเนิดของชีวิต นักวิจัยถูกแยกออกว่าวีนัสและดาวอังคารเคยเป็นเจ้าภาพชีวิตหรือไม่ก็ไม่มีข้อพิสูจน์ที่ชัดเจนทั้งสองวิธี - และยังไม่มีฉันทามติเกี่ยวกับธรรมชาติของกระบวนการโลกยุคแรก ไม่มีมติที่ชัดเจนเกี่ยวกับที่มาของสิ่งมีชีวิตบนโลกและไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในทฤษฎีอื่น ๆ เช่น Gaian Bottleneck ที่สร้างโดย Aditya Chopra นักดาราศาสตร์ทางชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันและ Charles Lineweaver ไม่สามารถพิสูจน์หรือหักล้างได้ พวกเขากลายเป็นส่วนหนึ่งของเว็บแนวคิดที่ซับซ้อนเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของเรากับส่วนที่เหลือของจักรวาลที่แจ้งว่าเราพยายามตอบคำถามที่มีอยู่มากที่สุดของมนุษยชาติได้อย่างไร: เราอยู่คนเดียวหรือไม่

“ สิ่งที่เราทำนายก็คือเราจะพบว่าดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ไม่ได้อาศัยอยู่” Chopra บอก ผกผัน “ และเราไม่ควรผิดหวัง”

ความจริงที่ว่าชีวิตได้พิสูจน์แล้วว่าหายากเกินกว่าโลกจะมีนักวิทยาศาสตร์งงงวยมานานซึ่งส่วนใหญ่ไม่สะดวกที่จะกระโจนสู่ข้อสรุปที่เราอยู่คนเดียว วิธีที่มีชื่อเสียงที่สุดในการตัดผ่านปมแห่งความขัดแย้งที่สร้างขึ้นเรียกว่าวิทยานิพนธ์ที่เรียกว่าตัวกรองที่ยอดเยี่ยมซึ่งวางตำแหน่งการสูญเสียเหตุการณ์ระดับการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์หลายดวง

เนื่องจากเหตุการณ์ระดับการสูญพันธุ์สามารถมีรูปแบบที่แตกต่างกันมากมายจึงมีสมมติฐานของตัวกรองที่ยอดเยี่ยมมากมายและเก้าจุดที่แตกต่างกันซึ่งชีวิตอาจล้มเหลว James Kasting นักธรณีฟิสิกส์ที่ Penn State University กล่าวไว้ในข้อตกลงอย่างสิ้นเชิง “ ฉันกังวลว่าตัวกรองจะเป็นในอนาคตของเราไม่ใช่ในอดีตของเรา” เขากล่าว

อย่างไรก็ตามด้วยข้อมูลเพียงเล็กน้อยต่อชีวิตมันจึงยากที่จะรู้ว่าจุดความดันจะเป็นอย่างไร “ The Great Filter อาจเป็น Gaian Bottleneck แต่มันอาจเป็นจุดกำเนิดของชีวิตได้” Kasting อธิบาย “ อาจเป็นจุดกำเนิดของยูคาริโอตต้นกำเนิดของเพศกำเนิดของชีวิตที่ชาญฉลาด - อาจเป็นได้ว่าอารยธรรมทางเทคโนโลยีอย่างพวกเราทำลายตัวเอง ฉันคิดว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจเป็นตัวกรองที่ยอดเยี่ยมสำหรับเรา”

อย่างไรก็ตาม Chopra และ Lineweaver ดูที่การไม่มีชีวิตในจักรวาลและมาถึงข้อสรุปที่ตรงข้าม: ถ้าชีวิตเป็นเรื่องธรรมดาและเราไม่ได้พบมันในจักรวาลมันเป็นไปได้ที่เรามีอยู่ในอีกด้านหนึ่งของตัวกรอง หากมีจุดหนึ่งในวิวัฒนาการของชีวิตที่ยากมากที่มันทำให้ชีวิตส่วนใหญ่สูญพันธุ์ไปมันก็เป็นไปได้ที่มนุษย์โลกจะอยู่ที่นั่นและทำเช่นนั้น

เพื่อสร้างสมมติฐาน Gaian Bottleneck พวกเขาหันไปใช้ทฤษฎีเกี่ยวกับการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับโลกที่เรียกว่า Gaia Hypothesis ในโลก Gaian การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตคือสิ่งที่ทำให้ดาวเคราะห์อยู่อาศัยได้ มันเป็นแนวคิดที่ถกเถียงกันและเมื่อมันถูกเสนอเป็นครั้งแรกในปี 1970 มันได้รับแง่มุมทางศาสนศาสตร์เกือบ - ชีวิตนั้นทำงานร่วมกับกระบวนการที่ไม่มีชีวิตเพื่อสร้างระบบการควบคุมตนเอง ทฤษฎีนี้ได้รับการยอมรับในระดับหนึ่งในทุกวันนี้ - ความคิดที่ว่าเอฟเฟ็กต์ชีวิตมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยทั่วไปได้รับการเห็นด้วย แต่ชุมชนวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ปฏิเสธด้านมนุษย์และเทววิทยา

ส่วนที่ถกเถียงกันของ Gaian Bottleneck ของ Chopra และ Lineweaver นั้นเป็นหลักฐานหลักที่ว่าชีวิตจุลินทรีย์ยุคแรก ๆ นั้นเป็นสิ่งที่ขัดขวางไม่ให้โลกกลายเป็นเหมือนดาวศุกร์หรือดาวอังคาร เกือบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะพิสูจน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะสิ่งที่ชีวิตมีผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมที่ทันสมัยยากที่จะอธิบาย

ในช่วงหลายล้านปีที่ผ่านมาสภาพแวดล้อมของโลกเป็นสถานที่ที่ดีที่สุดหากคุณเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนเช่นเรา James Kirchner นักธรณีวิทยาจากสถาบันวิจัยแห่งชาติสวิสกล่าว “ เราต้องตระหนักว่ามีองค์ประกอบของการเข้าใจผิดที่รอดชีวิตอยู่ที่นั่น” เคิร์ชเนอร์ชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่บนโลกได้สูญพันธุ์ไปแล้วและอาศัยอยู่ใน climes และ biomes ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง บนโลกวันนี้ -“ ดังนั้นเพื่อหันกลับและบอกว่าสภาพภูมิอากาศในอุดมคตินั้นเป็นอย่างไร: แน่นอน - สำหรับเรา” เขากล่าว

แต่ Chopra ชี้ให้เห็นว่าโลกเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตลอดประวัติศาสตร์ซึ่งไม่ได้เป็นกรณีสำหรับดาวเคราะห์น้องสาวของเราดาวศุกร์และดาวอังคาร มีทฤษฎีที่ทั้งวีนัสและมาร์สมีรูปแบบของชีวิตจุลินทรีย์บางอย่าง Chopra กล่าว เรารู้ว่าดาวอังคารมีมหาสมุทรอยู่มากมายในจุดหนึ่งและเป็นไปได้ว่าวีนัสจะมีมหาสมุทรตั้งแต่อายุยังน้อยในโลกเช่นกัน ด้วยสภาพแวดล้อมเช่นโลกยุคแรกมันจะสมเหตุสมผลสำหรับทั้งคู่ที่จะมีชีวิตของจุลินทรีย์ "Chopra กล่าว และความล้มเหลวของชีวิตและสภาพที่ไม่เอื้ออำนวยบนดาวเคราะห์ทั้งสองแนะนำให้ Chopra เห็นว่าการค้ำจุนชีวิตนั้นมานานหลายพันล้านปีนั้นผิดปกติ แต่ก็ไม่มีความชัดเจนว่าสิ่งใดจะทำให้ชีวิตบนโลกพิเศษ “ ขึ้นอยู่กับว่ากระบวนการเลือกชีวิตบนโลกมีประสบการณ์อย่างไร” Chopra กล่าว “ เป็นไปได้ที่บางคนจะหายาก”

เมื่อเรามองหาชีวิตที่ชาญฉลาด Chopra ชี้ให้เห็นว่าเรากำลังใช้ข้อสันนิษฐานว่าชีวิตจะสูญพันธุ์หลังจากผ่านไปนาน “ อย่างไรก็ตามการสูญพันธุ์ครั้งสุดท้ายของชีวิตเป็นสิ่งที่เราไม่มีหลักฐานเลย” เขากล่าว “ ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ที่มีเหตุผลเราต้องหันไปสู่ความคิดเรื่องการสูญพันธุ์ครั้งแรกของชีวิตซึ่งเรามีหลักฐานบางอย่างสำหรับ”

แต่มีหลักฐานไม่มากที่จะสนับสนุนสมมติฐานทั้งสอง เรายังไม่ถึงจุดที่เราสามารถพบหลักฐานฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตจุลินทรีย์บนดาวศุกร์หรือดาวอังคารดังนั้นสมมติฐานของ Chopra จึงขึ้นอยู่กับการวิจัยเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกและการสูญเสียสมมุติฐานบนดาวศุกร์และดาวอังคาร หนึ่งในการแบ่งขนาดใหญ่ระหว่าง Chopra และ Skeptics คืออัตราการสูญเสียไฮโดรเจนไปยังอวกาศซึ่งสามารถนำไปสู่ดาวเคราะห์ที่แห้ง Chopra ไม่เห็นด้วยและคิดว่ามีหลักฐานเพียงพอในฟอสซิลโบราณเพื่อแนะนำว่าโลกถูกปกคลุมด้วยพรมจุลินทรีย์ที่ปรับอัตราการสูญเสียไฮโดรเจนทำให้โลกอยู่ได้

Chopra ทำนายว่าชีวิตจะมีลักษณะแตกต่างกันมากในดาวศุกร์และดาวอังคาร แทนที่จะเป็นอาณานิคมและชุมชนจุลินทรีย์ที่แข็งแกร่งเขาคิดว่าดาวศุกร์และดาวอังคารมีจุลินทรีย์จำนวนมาก บนดาวศุกร์หรือดาวอังคาร“ เราจะพบบุคคลที่ไม่สามารถควบคุมก๊าซเรือนกระจกและอัลเบโด้ของดาวเคราะห์ได้” เขากล่าว ในทฤษฎีนี้จุลินทรีย์ไม่ให้ความร่วมมือเพียงพอที่จะส่งผลกระทบต่อบรรยากาศหรือการสะท้อนแสงของพื้นผิวของดาวศุกร์หรือดาวอังคาร

Chopra กล่าวว่าหากปราศจากจุลินทรีย์ที่มีผลกระทบต่อบรรยากาศในช่วงต้นชีวิตส่วนใหญ่จะสูญพันธุ์ไปเร็วมากในประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ เพื่อทำให้ชีวิตที่ชาญฉลาดยิ่งหายากยิ่งขึ้นในจักรวาลและ Chopra ชี้ให้เห็นว่าทุกชีวิตบนโลกมีเพียงมนุษย์เท่านั้นที่ดูเหมือนจะเป็นชีวิตที่ชาญฉลาด “ เพียงเพราะมันเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวบนโลกไม่ได้หมายความว่าเราควรคาดหวังที่อื่น” Chopra กล่าวถ้าเราพบดาวเคราะห์ที่มีน้ำของเหลวหลังจากหลายพันล้านปีมันอาจบ่งบอกว่าดาวเคราะห์นั้นมีความฉลาด ชีวิต - แต่เขาคิดว่าการค้นพบดาวเคราะห์ดวงนี้ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่ง

“ จักรวาลไม่มีภาระผูกพันในการป้องกันความผิดหวังเกี่ยวกับเราที่อยู่คนเดียว” Chopra กล่าว “ แม้ว่าเราจะไม่ได้อยู่คนเดียวในจักรวาลทั้งหมดเพียงเพราะความหายากของดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่เป็นเวลาหลายพันล้านปีมันมีเหตุผลที่จะคิดว่าเราอยู่คนเดียวในจักรวาลท้องถิ่นของเรา”

นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้ผลักดันทฤษฎีนี้กลับโดยปฏิเสธสมมติฐานเกี่ยวกับการสูญเสียน้ำและสภาพอากาศในโลกยุคแรกสู่การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ Lee Kump นักธรณีวิทยาชีวเคมีจาก Penn State University กล่าวว่ามีแบบจำลองที่แสดงให้โลกเห็นว่ายังคงเปียกอยู่โดยไม่มีจุลินทรีย์ และการฆ่าจากเพนน์ยังชี้ให้เห็นว่า“ เราไม่รู้ว่าชีวิตที่แพร่หลายในโลกยุคแรกเริ่มเป็นอย่างไร” เขาสงสัยว่าจุลินทรีย์อาจมีผลกระทบโลกเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากโลกยุคแรกไม่มีพื้นที่สัมผัสมาก นอกจากนี้ยังมีปัญหาว่าหินจาก 3.5 พันล้านปีก่อนนั้นหายากมาก สิ่งนี้ทำให้ยากที่จะโต้แย้งว่าชีวิตมีอยู่อย่างแพร่หลายหรือเพียงแค่มีอยู่ในกระเป๋ารอบ ๆ ปล่องไฮโดรเทอร์มอลและน้ำตื้นบนโลกยุคแรก

อย่างไรก็ตามหากไม่มีหลักฐานเชิงสังเกตการณ์ที่แข็งแกร่งอย่างใดคัมป์ก็คำนึงถึงอิทธิพลของชีวิตเป็นหลัก “ เป็นไปได้อย่างมากว่าประวัติศาสตร์สภาพภูมิอากาศของโลกจะได้รับอิทธิพลอย่างมากหากไม่ได้รับการพิจารณาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิต” เขากล่าว “ แต่นั่นไม่เหมือนกันกับการพูดว่าเหตุผลเดียวที่มันเป็นที่อยู่อาศัยก็เพราะชีวิต” การผลักดันสมมติฐานนี้ให้พ้นจากจุดกำเนิดของชีวิตบนโลกไปสู่จักรวาลโดยรวมนั้นเป็นเรื่องยาก “ เมื่อคุณเปิดความเป็นไปได้ที่มีระบบสุริยจักรวาลอยู่ข้างนอกซึ่งอาจมีความท้าทายน้อยกว่าสำหรับกระบวนการทางกายภาพ” Kump กล่าว“ ฉันพบว่ามันยากที่จะพูดว่าชีวิตเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งคุณต้องทำให้สมมติฐานสั่นคลอนอย่างมาก เพื่อรับคำตอบใด ๆ เลย”

การค้นหาคำตอบนั้นเป็นงานของ Kasting “ ฉันคิดว่าชีวิตเกิดขึ้นบ่อยครั้งหากไม่ใช่ตลอดเวลา” เขากล่าว หากนักวิจัยสามารถดูดาวเคราะห์คล้ายโลก 10-20 ดวงในเขตที่อยู่อาศัยได้เขาคิดว่าพวกเขาจะพบกับชีวิต เขากำลังมองหาก๊าซเช่นไนตรัสออกไซด์หรือมีเธนในบรรยากาศที่มีออกซิเจนเนื่องจากก๊าซเหล่านี้หายากโดยไม่มีชีวิต

ในการค้นหาก๊าซเหล่านี้นักวิจัยจะต้องใช้กล้องถ่ายภาพโดยตรงที่ทรงพลังมาก ก๊าซที่ลดลงมีแนวโน้มที่จะมีอยู่ในบรรยากาศในระดับความเข้มข้นต่ำมาก - ไม่กี่ร้อยชิ้นส่วนต่อล้าน “ ฉันต้องการโอกาสทดสอบสมมติฐานดังกล่าว” Kasting กล่าวชี้ให้เห็นว่าเขาไม่มีเวลาเหลือพอที่จะทำเช่นนั้นได้

ว่า Chopra นั้นถูกต้องหรือไม่การอภิปรายเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างต้นกำเนิดของชีวิตกับชีวิตนอกโลกนั้นสำคัญหรือไม่ Kasting กล่าว “ เราต้องการข้อโต้แย้งเช่นนี้เพราะเราต้องการแรงผลักดันในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และทำภารกิจดาวเคราะห์ในอนาคต”

หากไม่มีหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับ Gaian Bottleneck ทฤษฎีของ Chopra และ Lineweaver ยังคงไม่น่าเชื่อถือสำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ Chopra หวังว่างานจากนักวิจัยอย่าง Kasting จะให้คำตอบในอีก 30 ปีข้างหน้า สำหรับว่าเราอยู่คนเดียวในจักรวาลหรือไม่ Chopra กล่าวคำตอบว่าไม่ว่าจะใช่หรือไม่ใช่คือ“ ลึกซึ้งไม่ว่าคำตอบนั้นจะเป็นอะไร”