Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Gdzie szukać życia i jak je rozpoznać

Gdzie szukać życia i jak je rozpoznać
Gdy szukamy życia w kosmosie, w uszach dźwięczy nam paradoks Fermiego na przemian z równaniem Drake’a. Oba dotyczą inteligentnych form życia. Co jednak, jeśli obce życie nie jest inteligentne? Przecież nie staje się przez to mniej naukowo interesujące. A może wcale nie chce się z nami komunikować - lub kryje się, albo przekracza granice tego, co w ogóle możemy sobie wyobrazić?

Zarówno paradoks Fermiego ("Gdzie Oni są?!" - skoro prawdopodobieństwo występowania życia w kosmosie nie jest małe), jak i równanie Drake’a, szacujące liczbę rozwiniętych cywilizacji technicznych, trącą nieco myszką. Współcześnie liczy się konkret, a takim konkretem jest np. liczba podobnych do Ziemi planet w tzw. strefach życia wokół gwiazd.

Według Planetary Habitability Laboratory z Arecibo w Puerto Rico, można mówić o ponad pięćdziesięciu potencjalnie nadających się do zamieszkania, odkrytych do tej pory, światach. Z tym, że nie wiemy, czy nadają się do zamieszkania pod każdym względem - a w wielu przypadkach są po prostu zbyt odległe, byśmy mogli zebrać niezbędne informacje za pomocą znanych nam technik. Zważywszy jednak, że opieramy się póki co na przeglądzie zaledwie drobnego wycinka Drogi Mlecznej, wydaje się, że i tak już nadzwyczaj dużo wiemy. Mimo to niedostatek informacji wciąż nas frustruje.

Gdzie szukać?

Jeden z tych potencjalnie przyjaznych światów to oddalona od nas o prawie 24 lata świetlne, zlokalizowana w gwiazdozbiorze Scorpiona, egzoplaneta Gliese 667 Cc, orbitująca wokół czerwonego karła. Jeśli przy 3,7-krotności masy ziemskiej i średniej temperaturze powierzchni znacznie powyżej 0°C okazałoby się, że planeta ta ma odpowiednią atmosferę, to byłaby dobrym miejscem do poszukiwań życia. Co prawda Gliese 667 Cc prawdopodobnie nie obraca się wokół własnej osi, jak Ziemia - jedna jej strona jest zawsze zwrócona ku Słońcu, a druga pozostaje w cieniu, ale ewentualna gruba atmosfera mogłaby przenosić wystarczająco dużo ciepła na stronę cienia, a także utrzymywać stabilne temperatury na granicy światła i cienia.

Zdaniem uczonych życie na takich obiektach, krążących wokół czerwonych karłów, najpospolitszych typów gwiazd w naszej Galaktyce, jest możliwe, trzeba tylko przyjąć nieco inne niż ziemskie założenia dotyczące jego ewolucji, o czym piszemy dalej.

Inna wyselekcjonowana planeta, Kepler 186f (1), znajduje się od nas o pięćset lat świetlnych. Wydaje się tylko o 10% masywniejsza od Ziemi i mniej więcej tak zimna jak Mars. Ponieważ potwierdziliśmy już istnienie lodu wodnego na Marsie i wiemy, że panująca na nim temperatura nie jest zbyt niska, aby uniemożliwić życie najtwardszym bakteriom znanym z Ziemi, świat ów mógłby okazać się jednym z bardziej obiecujących względem naszych wymagań.

Kolejną silną kandydaturą jest Kepler 442b, oddalony od Ziemi o ponad 1100 lat świetlnych, zlokalizowany w konstelacji Liry. Jednak zarówno on, jak i wspomniana wcześniej Gliese 667 Cc, tracą punkty za silne wiatry słoneczne, znacznie potężniejsze niż te wysyłane przez nasze własne Słońce. Nie oznacza to oczywiście wykluczenia istnienia tam życia, lecz musiałyby być spełnione dodatkowe warunki, np. działanie ochronnego pola magnetycznego.

Jednym z nowszych ziemiopodobnych znalezisk astronomów jest planeta oddalona od nas ok. 41 lat świetlnych, oznaczona jako LHS 1140b. 1,4 razy większa od Ziemi i dwa razy bardziej gęsta, znajduje się w strefie zamieszkania układu gwiazdy macierzystej.

"To najbardziej ekscytująca egzoplaneta, jaką widziałem w ostatniej dekadzie", entuzjazmował się Jason Dittmann z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, w komunikacie prasowym na temat odkrycia. "Przyszłe obserwacje mogą po raz pierwszy wykryć atmosferę potencjalnie umożliwiającą zamieszkanie. Planujemy tam poszukiwanie wody, a ostatecznie tlenu molekularnego".

Istnieje też już nawet cały system gwiezdny, który odgrywa rolę niemal celebrycką w kategorii egzoplanet ziemiopodobnych, potencjalnie zdatnych do życia. To TRAPPIST-1 w gwiazdozbiorze Wodnika, usytuowany o 39 lat świetlnych od nas. Obserwacje ujawniły istnienie w nim co najmniej siedmiu małych planet krążących wokół centralnej gwiazdy. Trzy z nich znajdują się w strefie zamieszkania.

"To zdumiewający system planetarny. Nie tylko dlatego, że znaleźliśmy w nim tak wiele planet, ale też dlatego, że wszystkie są zaskakująco podobne pod względem wielkości do Ziemi", oznajmił w komunikacie prasowym Michaël Gillon z Uniwersytetu w Liège w Belgii, który w 2016 r. prowadził badania nad systemem. Dwie z tych planet, TRAPPIST-1b oraz TRAPPIST-1c, wzięto mocniej pod lupę. Okazało się, że to obiekty skaliste jak Ziemia, co czyni je jeszcze lepszymi kandydatami do goszczenia życia.

TRAPPIST-1 to czerwony karzeł, gwiazda inna niż Słońce i wiele analogii może nas zawodzić. A co, jeśli poszukamy według klucza podobieństwa do naszej macierzystej gwiazdy? Wówczas znajdziemy egzoplanetę Kepler 452b, w gwiazdozbiorze Łabędzia, krążącą wokół bardzo podobnej do Słońca gwiazdy. Jest o 60% większa od Ziemi, ale pozostaje wciąż do ustalenia, czy chodzi o planetę skalistą, i czy znajduje się na niej płynna woda.

"Ta planeta spędziła 6 miliardów lat w strefie zamieszkania swojej gwiazdy. To znacznie dłużej niż Ziemia", komentował odkrycie Jon Jenkins z NASA Ames Research Center, w oficjalnym komunikacie prasowym. "Oznacza to większą szansę na powstanie życia, zwłaszcza gdyby istniały tam wszystkie niezbędne składniki i warunki."

W końcu niedawno, w 2017 r., w czasopiśmie "Astronomical Journal" badacze ogłosili odkrycie pierwszej atmosfery wokół planety wielkości Ziemi. Korzystając z teleskopu w Europejskim Obserwatorium Południowym w Chile, naukowcy obserwowali, jak podczas tranzytu zmieniła ona część światła swojej gwiazdy macierzystej. Świat ów, znany jako GJ 1132b (2), jest 1,4-krotnie większy od naszej planety i leży od niej w odległości 39 lat świetlnych.

2. Artystyczna wizualizacja atmosfery wokół egzoplanety GJ 1132b

Obserwacje sugerują, że "superziemię" pokrywa gruba warstwa gazów, para wodna albo metan, lub też mieszanina obu związków. Gwiazda, którą GJ 1132b okrąża, jest znacznie mniejsza, chłodniejsza i ciemniejsza niż nasze Słońce. Jednak wydaje się mało prawdopodobne, aby ów obiekt nadawał się do zamieszkania - temperatura jego powierzchni wynosi 370°C.

Jak szukać?

Jedyny sprawdzony doświadczalnie model naukowy, który jest nam w stanie pomóc w poszukiwaniu życia na innych planetach (3), stanowi biosfera Ziemi. Możemy sporządzić ogromną listę różnorodnych ekosystemów oferowanych przez naszą planetę, w tym: kominy hydrotermalne głęboko na dnie mórz, jaskinie lodowe Antarktydy, baseny wulkaniczne, zimne wycieki metanu z dna morskiego, jaskinie pełne kwasu siarkowego, kopalnie i wiele innych miejsc czy zjawisk, sięgających od stratosfery po pogranicze płaszcza ziemskiego. Wszystko, co wiemy o życiu w tak ekstremalnych środowiskach na naszej planecie, znacznie poszerza pole kosmicznych poszukiwań.

3. Wizja artystyczna egzoplanety

Naukowcy czasem piszą o Ziemi jako o biosferze typu 1. Nasza planeta wykazuje na swojej powierzchni dużo oznak życia, zasilanego głównie przez duże ilości światła słonecznego, napędzającego fotosyntezę. Jednocześnie na samej Ziemi istnieje też biosfera typu 2, znacznie bardziej zamaskowana. Jej przykładami w przestrzeni kosmicznej mogą być planety takie jak współczesny Mars i lodowe księżyce gazowych olbrzymów, a także wiele innych obiektów.

Wystrzelony niedawno Transit Exoplanet Survey Satellite (TESS) ma kontynuować dzieło zasłużonego teleskopu Keplera, czyli odkrywać i wskazywać interesujące punkty Wszechświata. Bardziej szczegółowe badania odkrytych egzoplanet przejmie, miejmy nadzieję, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, pracujący w zakresie podczerwieni - jeśli w końcu znajdzie się na orbicie. W sferze prac koncepcyjnych są już kolejne misje - Habitable Exoplanet Observatory (HabEx), wielozakresowy Large UV Optical Infrared Surveyor (LUVOIR) czy Origins Space Telescope w podczerwieni (OST), mające na celu dostarczenie znacznie większej ilości danych o atmosferach i składnikach egzoplanet, z nastawieniem na poszukiwanie biosygnatur życia.

4. Różnorodność śladów istnienia życia

Tymi ostatnimi zajmuje się astrobiologia. Biosygnatury to substancje, obiekty lub zjawiska, które powstają wskutek istnienia i działania żywych istot (4). Zwykle misje poszukują biosygnatur przypominających ziemskie, takich jak specyficzne gazy i cząsteczki atmosferyczne oraz obrazy powierzchniowe ekosystemów. Zdaniem jednak współpracujących z NASA ekspertów z Narodowej Akademii Nauk, Inżynierii i Medycyny (NASEM), trzeba odejść od tego ziemiocentryzmu.

- Powinniśmy mieć pewność, że nasz zestaw narzędzi do wykrywania biosygnatur jest na tyle uniwersalny, by obejmować zdolność do rozpoznawania zarówno takiego życia, jakie znamy, jak i takiego, jakiego jeszcze nie znamy - zauważa prof. Barbara Lollar.

Uniwersalnym znacznikiem mogłyby być cukry. Nowe badania sugerują, że cząsteczka cukru i składnik DNA, 2-deoksyryboza, może istnieć w odległych zakątkach Wszechświata. Zespół astrofizyków NASA zdołał stworzyć ją w warunkach laboratoryjnych, które naśladują przestrzeń międzygwiezdną. W publikacji na łamach "Nature Communications" naukowcy wykazują, że ten związek chemiczny może być rozpowszechniony we Wszechświecie.

W 2016 r. inny zespół badaczy, we Francji, dokonał podobnego odkrycia dotyczącego rybozy, cukru RNA wykorzystywanego przez organizm do produkcji białek i uważanego za możliwy prekursor DNA we wczesnych formach życia na Ziemi. Cukry złożone dodać można do rosnącej listy związków organicznych występujących na meteorytach i wytwarzanych w warunkach laboratoryjnych symulujących kosmiczne. Należą do nich aminokwasy, bloki budulcowe białek, nukleobazy, podstawowe jednostki kodu genetycznego oraz klasa molekuł wykorzystywanych przez życie do produkcji błon wokół komórek.

Wczesna Ziemia została prawdopodobnie obsypana takimi materiałami przez meteoroidy i komety uderzające o jej powierzchnię. Pochodne cukrów mogą ewoluować w cukry używane w DNA i RNA w obecności wody, otwierając nowe możliwości badania chemii początków życia.

"Przez ponad dwie dekady zadawaliśmy sobie pytanie, czy chemia, którą znajdujemy w kosmosie, może wytwarzać związki niezbędne do życia", pisze Scott Sandford, z NASA Ames Astrophysics and Astrochemistry Laboratory, współautor badań. "Wszechświat jest organicznym chemikiem. Ma duże naczynia i dużo czasu, a rezultatem jest dużo materiału organicznego, którego część pozostaje użyteczna dla życia".

Nie istnieje obecnie żaden prosty instrument do wykrywania życia. Póki kamera nie uchwyci namnażającej się kultury bakterii na skale marsjańskiej lub planktonu pływającego pod lodem Enceladusa, naukowcy muszą używać zestawu instrumentów i danych, aby szukać biosygatur - lub oznak życia.

5. Bogata w CO2 laboratoryjna atmosfera poddawana wyładowaniom plazmy

Z drugiej strony, warto zweryfikować niektóre metody i biosygnatury. Uczeni tradycyjnie uznawali np. obecność tlenu w atmosferze planety jako pewny znak, że może być na niej obecne życie. Nowe badanie Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, opublikowane w grudniu 2018 r. w "ACS Earth and Space Chemistry", zaleca jednak ponowne rozważenie podobnych poglądów.

Zespół badawczy przeprowadził eksperymenty symulacyjne w laboratoryjnej komorze, którą zaprojektowała Sarah Hörst (5). Naukowcy przetestowali dziewięć różnych mieszanek gazów, jakie zgodnie z przewidywaniami mogłyby pojawiać się w atmosferze egzoplanetarnej typu superziemia i miniNeptun, czyli w odniesieniu do najczęstszych typów planet Drogi Mlecznej. Wystawili mieszaniny na działanie jednego z dwóch rodzajów energii, podobnej do tej wywołującej reakcje chemiczne w atmosferze planetarnej. Odkryli wiele scenariuszy, w których powstawał zarówno tlen, jak i cząsteczki organiczne, mogące budować cukry i aminokwasy. 

Nie pojawiła się jednak ścisła korelacja między tlenem a składnikami życia. Wygląda więc na to, że tlen mogą z powodzeniem wytwarzać procesy abiotyczne, a zarazem odwrotnie - planeta, na której brakuje wykrywalnego poziomu tlenu, jest w stanie gościć życie, co zresztą w sumie miało nawet miejsce na… Ziemi, zanim sinice zaczęły masowo produkować tlen.

Projektowane obserwatoria, w tym kosmiczne, mogłyby się zająć analizowaniem widma planet w poszukiwaniu wyżej wymienionych biosygnatur. Jak wykazują nowe badania naukowców z Uniwersytetu Cornella, światło odbite od roślinności - szczególnie na starszych, cieplejszych planetach - byłoby silnym sygnałem życia.

Rośliny pochłaniają światło widzialne, wykorzystując fotosyntezę do przekształcenia go w energię, nie absorbując jednak zielonej części spektrum, dzięki czemu widzimy je jako zielone. Światło w zakresie podczerwieni również przeważnie się odbija, ale tego już nie widzimy. Odbite światło podczerwone tworzy ostry szczyt w wykresie spektrum, znany jako roślinna "czerwona krawędź". Nadal nie jest w pełni jasne, dlaczego rośliny odbijają światło podczerwone, choć niektóre badania sugerują, że ma to na celu uniknięcie uszkodzenia przez przegrzanie.

Możliwe więc, że wykrycie czerwonej krawędzi roślinności na innych planetach posłużyłoby jako dowód na istnienie tam życia. Autorzy artykułu opublikowanego w "Astrobiology", Jack O’Malley-James i Lisa Kaltenegger z Uniwersytetu Cornella, opisali, w jaki sposób czerwona krawędź roślinności mogła zmieniać się w historii Ziemi (6). Roślinność lądowa, taka jak mchy, po raz pierwszy pojawiła się na Ziemi w okresie między 725 a 500 milionami lat temu. Nowoczesne rośliny kwitnące i drzewa wyewoluowały zaledwie ok. 130 milionów lat temu. Różne rodzaje roślinności odbijają nieco inaczej światło w podczerwieni, z różnymi szczytami i długościami fal. Wczesne mchy są najsłabszymi reflektorami w porównaniu ze współczesnymi roślinami. Ogólnie rzecz biorąc, sygnał roślinności w widmie stopniowo rośnie w czasie.

6. Odbite światło Ziemi, w zależności od typu szaty roślinnej

Inne opracowanie, opublikowane w "Science Advances" w styczniu 2018 r. przez zespół Davida Catlinga, chemika atmosferycznego na Uniwersytecie Waszyngtońskim w Seattle, zagląda w głąb historii naszej planety, aby opracować nową receptę na odnalezienie w niedalekiej przyszłości życia jednokomórkowego na odległych obiektach. Z czterech miliardów lat historii Ziemi, pierwsze dwa można określić jako "świat śluzu", rządzony przez mikroorganizmy oparte na metanie, dla których tlen był nie życiodajnym gazem, ale śmiertelną trucizną. Pojawienie się sinic, czyli cyjanobakterii fotosyntetycznych o zielonym zabarwieniu, pochodzącym z chlorofilu, zdecydowało o następnych dwóch miliardach lat, spychając mikroorganizmy "metanogenne" do zakamarków, do których tlen nie mógł się przedostać, czyli jaskiń, trzęsawisk itp. Cyjanobakterie stopniowo zazieleniły naszą planetę, wypełniając atmosferę tlenem i tworząc scenę dla dzisiejszego znanego świata.

Nie całkiem nowe są twierdzenia, że pierwsze życie na Ziemi mogło być fioletowe, więc i hipotetyczne obce formy życia na egzoplanetach również mogą mieć ten odcień.

Mikrobiolog Shiladitya DasSarma z Uniwersytetu Maryland School of Medicine i doktorant Edward Schwieterman z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside są autorami badań na ten temat opublikowanych w październiku 2018 r. w "International Journal of Astrobiology". Nie tylko DasSarma i Schwieterman, ale też wielu innych astrobiologów jest zdania, że jednymi z pierwszych mieszkańców naszej planety były halobakterie. Mikroby te absorbowały zielone widmo promieniowania i zamieniały je na energię. Odbijały promieniowanie fioletowe, dzięki czemu nasza planeta oglądana z kosmosu miała właśnie taką barwę.

Do pochłaniania światła zielonego halobakterie wykorzystywały retinal, czyli purpurę wzrokową, który można znaleźć w oku kręgowców. Dopiero z czasem na naszej planecie zaczęły dominować bakterie wykorzystujące chlorofil, który pochłania światło fioletowe, a odbija zielone. To właśnie dlatego Ziemia wygląda, jak wygląda. Astrobiolodzy przypuszczają jednak, że w innych systemach planetarnych halobakterie mogą rozwijać się dalej, dlatego sugerują istnienie życia właśnie na fioletowych planetach (7).

7. Fioletowa planeta

Biosygnatury to jedno. Naukowcy szukają jednak wciąż sposobów na wykrywanie również technosygnatur, czyli oznak istnienia rozwiniętego życia i cywilizacji technicznej.

NASA w 2018 r. zapowiedziała intensyfikację poszukiwań obcego życia za pomocą takich właśnie "sygnatur technologicznych", które - jak pisze agencja na swojej stronie internetowej - "są znakami lub sygnałami umożliwiającymi nam wywnioskowanie istnienia życia technologicznego gdzieś we Wszechświecie". Najbardziej znaną techniką dającą się wykryć są sygnały radiowe. Znamy też jednak wiele innych, aż po ślady budowy i działania hipotetycznych megastruktur, takich jak tzw. sfery Dysona (8). Ich listę opracowano podczas warsztatu zorganizowanego przez NASA w listopadzie 2018 r. (patrz ramka obok).

8. Sfera Dysona

Trillion Planet Survey - projekt studentów Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara - wykorzystuje do identyfikacji technosygnatur zestaw teleskopów nakierowanych na pobliską galaktykę Andromedy, ale też na inne galaktyki, w tym naszą własną. Młodzi badacze szukają cywilizacji podobnego lub wyższego poziomu niż nasza, próbującej sygnalizować swoją obecność za pomocą wiązki optycznej, podobnej do laserów lub maserów.

Tradycyjne wyszukiwanie - np. za pomocą radioteleskopów, jak to czyni SETI - ma dwa ograniczenia. Po pierwsze, zakłada, że inteligentni Obcy (jeśli istnieją) próbują rozmawiać bezpośrednio z nami. Po drugie, że rozpoznamy te wiadomości, jeśli je znajdziemy.

Ostatnie postępy w rozwoju sztucznej inteligencji (AI) otwierają ekscytujące możliwości ponownego zbadania wszystkich zgromadzonych danych w poszukiwaniu subtelnych niezgodności, dotąd przeoczonych. Idea ta leży u podstaw nowej strategii SETI - skanowania w poszukiwaniu anomalii, które niekoniecznie są sygnałami komunikacyjnymi, ale raczej stanowią produkty uboczne zaawansowanej technologicznie cywilizacji. Celem jest opracowanie wszechstronnego i inteligentnego "silnika anomalii", będącego w stanie określić, które wartości danych i wzorce połączeń są nietypowe.

Technosygnatury

Na podstawie raportu z przeprowadzonych 28 listopada 2018 r. warsztatów NASA możemy wyróżnić kilka rodzajów technosygnatur.

Komunikacyjne
"Wiadomości w butelce" i obce artefakty. Sami wysłaliśmy takie komunikaty na pokładach Pioneera i Voyagera. Są to zarówno obiekty fizyczne, jak i towarzyszące im emisje.

Sztuczna inteligencja. W miarę jak uczymy się stosowania AI dla własnych korzyści, zwiększamy swoją zdolność do rozpoznawania potencjalnych obcych sygnałów AI. Co ciekawe, istnieje też możliwość, że w niedalekiej przyszłości dojdzie do komunikacji pomiędzy ziemskim systemem wspomaganym przez AI a kosmiczną formą sztucznej inteligencji. Wykorzystanie AI w poszukiwaniu technosygnatur Obcych, a także pomoc w analizie dużych danych i rozpoznawaniu wzorców wygląda obiecująco, choć nie jest wcale pewne, czy AI będzie wolna od uprzedzeń percepcyjnych typowych dla ludzi.

Atmosferyczne
Jednym z najbardziej oczywistych sztucznych sposobów, w jaki ludzkość zmieniła obserwowalne cechy Ziemi, jest zanieczyszczenie atmosfery. Niezależnie więc od tego, czy chodziłoby o sztuczne składniki atmosfery, stworzone jako niepożądane produkty uboczne przemysłu, czy o celową formę geoinżynierii, wykrywanie z takich związków obecności życia może być jednym z najsilniejszych i najbardziej jednoznacznych technosygnatur.

Strukturalne
Sztuczne megastruktury. Nie muszą to być od razu sfery Dysona, otaczające gwiazdę macierzystą. Może chodzić również o struktury o rozmiarach mniejszych niż kontynenty, np. silnie odbijające światło lub wysoce chłonne fotowoltaiczne konstrukcje (generatory energii) znajdujące się na powierzchni lub w przestrzeni bliskoplanetarnej nad chmurami.

Wyspy ciepła. Ich istnienie opiera się na założeniu prowadzenia przez odpowiednio zaawansowane cywilizacje aktywnej gospodarki ciepłem odpadowym.

Sztuczne oświetlenie. W miarę rozwoju technik obserwacji, po nocnych stronach egzoplanet powinny być wykrywalne sztuczne źródła światła.

W skali planetarnej
Rozpraszanie energii. Modele energii wydzielanej wskutek procesów życiowych na egzoplanetach opracowane zostały dla biosygnatur. W przypadku oznak występowania gdzieś jakichś form techniki, stworzenie takich modeli jest możliwe na podstawie naszej własnej cywilizacji - choć może być zawodne. 

Stabilność lub brak stabilności klimatycznej. Silne technosygnatury mogą wiązać się zarówno ze stabilnością, gdy nie ma do niej przesłanek, jak też z brakiem stabilności. 

Geoinżynieria. Naukowcy uważają, że zaawansowana cywilizacja może chcieć na planetach, na których dokonuje ekspansji, projektować warunki podobne do tych, jakie zna z macierzystego globu. Jedną z możliwych technosygnatur może być więc np. zauważenie w jednym systemie kilku planet mających podejrzanie podobny klimat.

Jak rozpoznać życie?

Współczesne kulturowe, czyli literackie i filmowe, wyobrażenia co do wyglądu Obcych wzięły początek zasadniczo od jednego tylko człowieka - Herberta George Wellsa. Jeszcze w dziewiętnastym wieku, w artykule zatytułowanym "Man of the Year Million", snuł on wizje homo sapiens za około milion lat, by w 1895 r., w powieści "Wehikuł czasu", stworzyć koncept przyszłej ewolucji człowieka. Pierwowzór ufoludków pisarz zaprezentował w "Wojnie światów" (1898), rozwijając swoje koncepcje w postaci Selenity na łamach powieści "Pierwsi ludzie na Księżycu" (1901).

Wielu astrobiologów wierzy jednak, że większość życia, jakie kiedykolwiek znajdziemy poza Ziemią, będzie organizmami jednokomórkowymi. Wnioskują to z surowości większości światów, jakie do tej pory znaleźliśmy w tzw. strefach zamieszkania, oraz z faktu, że życie na Ziemi istniało w stanie jednokomórkowym przez ok. 3 miliardy lat, zanim rozwinęło się w wielokomórkowe formy.

Galaktyka może rzeczywiście tętnić życiem, ale prawdopodobnie przeważnie takim o rozmiarze mikro.

Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii jesienią 2017 r. opublikowali w "International Journal of Astrobiology" artykuł "Darwin’s aliens" ("Obcy Darwina"). Argumentowali w nim, że wszystkie ewentualne formy obcego życia podlegają tym samym podstawowym prawom selekcji naturalnej, jak my.

"Tylko w samej naszej Galaktyce znajdują się potencjalnie setki tysięcy planet nadających się do zamieszkania", komentuje Sam Levin z Wydziału Zoologii w Oksfordzie. "Mamy jednak do dyspozycji wyłącznie jeden pewny przykład życia, na podstawie którego możemy snuć swoje wizje i przewidywania - ten z Ziemi".

Levin wraz z zespołem argumentują, że do przewidywania, jak może wyglądać życie na innych planetach, świetnie nadaje się teoria ewolucji. Na pewno musi ono bowiem podlegać stopniowemu wykształcaniu się, aby z czasem stać się silniejsze w obliczu różnych wyzwań.

"Bez naturalnej selekcji życie nie nabędzie potrzebnych do przetrwania funkcji, takich jak metabolizm, zdolność do ruchu czy posiadanie zmysłów", czytamy w artykule. "Nie będzie w stanie przystosować się do swojego środowiska, ewoluując w tym procesie w coś złożonego, zauważalnego i interesującego".

Niezależnie od miejsca występowania życie będzie zawsze narażone na podobne wyzwania - od znalezienia sposobu efektywnego wykorzystania ciepła słonecznego, po potrzebę manipulowania obiektami w swoim otoczeniu.

Badacze z Oksfordu mówią, że w przeszłości podejmowano poważne próby ekstrapolacji na domniemane życie kosmitów naszego własnego świata oraz ludzkiej wiedzy z dziedziny chemii, geologii i fizyki.

- Proponujemy alternatywne podejście - mówi Levin. - Polega ono na wykorzystaniu teorii ewolucji do tworzenia prognoz, które są niezależne od szczegółowych cech Ziemi. Jest to użyteczny punkt widzenia, ponieważ wynikające z niego teoretyczne przewidywania będą miały zastosowanie również np. do form życia pozbawionych DNA, oddychających azotem czy zbudowanych w oparciu o krzem.

Naukowcy z Oksfordu posunęli się nawet tak daleko, że stworzyli kilka przykładów własnych hipotetycznych form życia pozaziemskiego (9).

9. Zwizualizowani Obcy w opracowaniu Uniwersytetu Oksfordzkiego

- Nie możemy powiedzieć, czy Obcy będą chodzić na dwóch nogach, albo czy mają duże zielone oczy - tłumaczy Levin. - Wierzymy jednak, że teoria ewolucji oferuje narzędzia pomagające wyobrazić sobie, jak mogłyby wyglądać takie istoty, a my pokazujemy kilka przykładów przewidywań mających podstawy naukowe.

Większość znanych nam dziś planet, które teoretycznie nadawałyby się do zamieszkania, wydaje się orbitować wokół czerwonych karłów. Są one zablokowane pływami, co oznacza, że jedna strona jest stale zwrócona w stronę ciepłej gwiazdy, a druga - w stronę kosmicznej przestrzeni.

- Planeta taka musi orbitować blisko gwiazdy, aby temperatura na nagrzanej powierzchni osiągnęła poziom, jaki znamy z Ziemi - mówi jednemu z australijskich serwisów popularnonaukowych prof. Graziella Caprarelli z Uniwersytetu Południowej Australii.

Na podstawie tej teorii australijscy graficy stworzyli fascynujące obrazy hipotetycznych istot zamieszkujących świat krążący wokół czerwonego karła (10).

10. Wizualizacja hipotetycznego stworzenia na planecie okrążającej czerwonego karła

Opisywane wizje i założenia, że życie opierać się będzie na pospolitym we Wszechświecie węglu lub krzemie, oraz na uniwersalnych zasadach ewolucji, mogą jednak zderzyć się z naszym antropocentryzmem i pełną uprzedzeń niezdolnością do rozpoznania "innego". Ciekawie to opisał Stanisław Lem we "Fiasku", którego bohaterowie patrzą na Obcych, ale dopiero po pewnym czasie zdają sobie sprawę, że to Obcy. Aby zademonstrować słabość człowieka w rozpoznawaniu czegoś zaskakującego i właśnie "obcego", hiszpańscy naukowcy przeprowadzili niedawno eksperyment inspirowany słynnym badaniem psychologicznym z 1999 r.

Przypomnijmy, że w pierwotnej wersji naukowcy prosili uczestników o wykonanie podczas oglądania sceny, w której pojawiało się coś zaskakującego - choćby człowiek w przebraniu goryla - jakiegoś zadania (np. policzenia liczby podań w meczu koszykówki). Okazało się, że zdecydowana większość zaaferowanych swoimi czynnościami obserwatorów… nie zauważyła goryla.

Tym razem badacze z Uniwersytetu w Kadyksie poprosili 137 uczestników o zeskanowanie lotniczych zdjęć obrazów międzyplanetarnych i poszukiwanie struktur, które wydawałyby się nienaturalne, zbudowane przez istoty rozumne. Na jednym obrazku naukowcy umieścili małą fotografię osoby w przebraniu goryla. Tylko 45 osób ze 137, czyli 32,8% uczestników, zauważyło goryla, choć był "obcym", którego mieli wyraźnie przed oczami.

Mimo to - choć wyobrażenie sobie Obcego i jego identyfikacja pozostają tak trudnym zadaniem dla nas, ludzi - przekonanie, że "Oni tam są", jest tak stare jak cywilizacja i kultura.

Ponad 2500 lat temu filozof Anaksagoras uważał, że życie istnieje w wielu światach, a to dzięki "nasionom" rozprzestrzeniającym je w kosmosie. Około sto lat później Epikur zauważył, że Ziemia może być tylko jednym z wielu zamieszkanych światów, a pięć wieków po nim, inny grecki myśliciel, Plutarch, sugerował, że Księżyc prawdopodobnie był zamieszkany przez istoty obce.

Jak widać, pomysł istnienia życia pozaziemskiego nie stanowi żadnej współczesnej mody. Obecnie mamy już jednak zarówno interesujące miejsca, w których należy szukać, jak też coraz ciekawsze techniki szukania oraz rosnącą gotowość na to, że znajdziemy coś zupełnie innego od tego, co już znamy.

Jest jednak pewien drobiazg.

Nawet jeśli uda nam się wykryć bezdyskusyjne ślady życia gdzieś daleko w kosmosie, to czy wobec niemożności szybkiego dotarcia w to miejsce, będzie nam lepiej na duszy?

Warunki idealne dla życia

Planeta w ekosferze/ekostrefie/strefie zamieszkiwalnej,
czyli w obszarze wokół gwiazdy, o kształcie zbliżonym do warstwy sferycznej. W obrębie takiego obszaru mogą panować warunki fizyczne i chemiczne umożliwiające powstanie, utrzymanie i rozwój organizmów żywych. Za najistotniejsze uważane jest istnienie ciekłej wody. Idealne warunki wokół gwiazdy zwane są również "strefą Złotowłosej" (Goldilocks Zone) - od znanej w świecie anglosaskim bajki dla dzieci.

Odpowiednia masa planety. Warunek nieco podobny do ilości energii. Masa nie może być zbyt wielka, gdyż silna grawitacja jest niekorzystna. Zbyt mała jednak nie utrzyma atmosfery, której istnienie z naszego punktu widzenia stanowi niezbędny warunek życia.

Atmosfera + efekt cieplarniany. To kolejne elementy uwzględniające nasze dzisiejsze poglądy na temat życia. Atmosfera nagrzewa się wskutek interakcji gazów atmosferycznych z promieniowaniem gwiazdy. Dla życia, jakie znamy, retencja energii cieplnej w atmosferze ma duże znaczenie. Gorzej, jeśli efekt cieplarniany jest zbyt silny. Aby było "w sam raz", potrzebne są warunki strefy Złotowłosej.

Pole magnetyczne. Chroni planetę przed ostrym promieniowaniem jonizującym z najbliższej gwiazdy.