Kiedy Jeremy Drake zaczynał karierę pod koniec lat 80., pytanie, czy jesteśmy sami we wszechświecie, wciąż wydawało się poza sferą nauki.
„To było tak, jak nie możemy udowodnić ani zaprzeczyć istnieniu Boga” - mówi Drake. „Nie było danych”.
Wiele się zmieniło, odkąd Drake, obecnie 49-latek i starszy astrofizyk z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, zaczął studiować gwiazdy jako doktorant w Oxfordzie.
W połowie lat 90. bardziej zaawansowane teleskopy i spektrometry ujawniły pierwsze planety krążące wokół odległych gwiazd - odkrycie, które po raz pierwszy otworzyło kuszącą możliwość życia gdzie indziej w galaktyce. Z biegiem lat liczba znanych planet eksplodowała do ponad 1700. W zeszłym miesiącu NASA ogłosiła, że jej kosmiczny teleskop Kepler, wystrzelony w 2009 r., Umożliwił identyfikację 715 nowych planet krążących wokół 305 gwiazd, w tym czterech o odpowiedniej wielkości i odległości od swoich gwiazd do podtrzymywania ciekłej wody, a tym samym życia tak jak my znać to.
Chociaż jest mało prawdopodobne, że będziemy w stanie wkrótce dokładnie zbadać te planety, naukowcy zaczynają przeprowadzać podstawowe badania, które mogą pewnego dnia pomóc ustalić, które nowo odkryte planety mają największą szansę na przyjęcie życia pozaziemskiego. I większość tej pracy dzieje się teraz w Smithsonian.
W 2012 roku Drake, którego laboratorium znajduje się na wzgórzu w cichym zakątku kampusu Harvarda, zorganizował w Waszyngtonie konferencję „Life in the Cosmos”, w której wzięli udział naukowcy z Smithsonian z tak różnych instytucji, jak Natural History Museum, the Air i Space Museum i Smithsonian Tropical Research Institute w Panamie. Podczas gdy na pierwszy rzut oka astrofizyk może wydawać się mieć niewiele wspólnego z paleontologami lub ekologami lasów deszczowych, Drake ma nadzieję, że interdyscyplinarna współpraca, która powstanie w ramach tego projektu, pomoże nam lepiej zrozumieć pochodzenie życia na Ziemi - i sposób, w jaki może rozwinąć się w innym miejscu Galaktyka.
„To najszerszy problem naukowy” - mówi. „Moim zdaniem jest to chyba najważniejsze pytanie”.
Jakie są szanse, że życie tam jest?
Sytuacja zmienia się tak szybko. Przed 1995 rokiem nie mieliśmy pojęcia - mieliśmy tylko jeden znany układ słoneczny. [W 1961 r.] Równanie Drake'a - oczywiście inny Drake - powiedział w zasadzie, że określenie prawdopodobieństwa liczby planet w galaktyce jest domysłem. Około 1980 roku zaczęliśmy widzieć rzeczy zwane „zakurzonymi dyskami” wokół gwiazd podobnych do Słońca, a większe i lepsze misje widziały je w większej liczbie. To przenosi nas w erę wykrywania planet, która rozpoczyna się w połowie lat 90. Oczywiście, te pierwsze planety były bardzo blisko swojej gwiazdy macierzystej, gazowych gigantów, bez żadnej szansy na schronienie życia. A to dlatego, że były najłatwiejsze do wykrycia. Ale teraz zdajemy sobie sprawę, że istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że więcej planet podobnych do Ziemi wokół gwiazd. Mogą istnieć inne sposoby rozwoju życia, które niekoniecznie potrzebują planet, ale z pewnością najłatwiejszym sposobem jest stworzenie pewnego rodzaju stabilnego środowiska, takiego jak układ planetarny, który ma energię wejściową z pobliskiej gwiazdy. Więc planety to dobry zakład.
Jak zorganizowałeś „Life in the Cosmos”?
Był to prawdopodobnie rok 2010, a ja badałem zewnętrzną atmosferę gwiazd, którą na Słońcu określa się jako koronę słoneczną. Istniały już znaczące dane na temat istnienia planet i zacząłem myśleć o tym, jakie będą środowiska promieniowania planet. Pomyślałem, że można to powiązać z tym, co robią inni ludzie, tacy jak Bob Craddock z Muzeum Lotnictwa i Kosmosu, który badał bardzo ważny problem w fizyce planet: jak Mars stracił atmosferę? Jeśli chcesz mieć życie na planecie, to nie jest coś, co chcesz się wydarzyć.
Minęło kilka lat, odkąd zorganizowałeś konferencję w Waszyngtonie. Czy wynikają z tego jakieś interesujące badania lub współpraca?
Tak, są pewne badania, niektóre potencjalne formy współpracy, które są jeszcze w powijakach. Głównym problemem w nauce są zawsze pieniądze. Składamy wniosek o sfinansowanie pięcioletniego badania, w jaki sposób budowane są bloki konstrukcyjne niezbędne do życia na planecie. Mamy kolejną propozycję spojrzenia na ewolucję atmosferyczną planet. Mieliśmy projekt zalążkowy, w którym ludzie w Panamie [w Smithsonian Tropical Research Institute] badali wpływ fosforu na ekosystemy. Fosfor jest potrzebny do życia, ale tak naprawdę żyje bardzo krótko na aktywnej planecie, ponieważ wydostaje się z gleby przy normalnej pogodzie. Jest on uzupełniany na Ziemi przez aktywność geologiczną - więc jak ważna jest aktywność geologiczna dla rozwoju życia? Naprawdę tego nie wiemy. Coś w rodzaju tektoniki płyt na Ziemi, czy jest to wymóg życia w innym miejscu?
Czy pomysł, że w końcu, gdy będziemy mieli lepszą technologię do patrzenia na te nowo odkryte planety, badania te mogłyby pomóc nam wybrać, które z nich wymagają dalszych badań, lub które mogą mieć największe prawdopodobieństwo podtrzymania życia?
Zgadza się. Prawdopodobnie tektonika płyt jest zbyt trudna do przewidzenia w kontekście modelowania planety w tym momencie, ale być może mógłbyś zrozumieć rażąco, jakie planety powinny mieć tę cechę. Lub możesz powiedzieć: „Ok, jeśli mamy ograniczone zasoby, chodźmy z planetami, które naszym zdaniem mają odpowiednią atmosferę”. Spróbujesz znaleźć te, które są interesujące. Ta liczba może być niejasna, ale na pewno nie będzie to większość.
W jaki sposób twoje badania przyczyniają się do odpowiedzi na te pytania?
Pracuję na dyskach protoplanetarnych, a także tam, gdzie powstają gwiazdy. Planety prawdopodobnie powstają stosunkowo szybko w tym samym czasie, gdy gwiazda kończy formowanie się. To bardzo, bardzo skomplikowany, ale bardzo interesujący problem astrofizyczny. Używamy tego wysokiego kontrastu rentgenowskiego u młodych gwiazd, aby w zasadzie znaleźć młode, tworzące się układy słoneczne, a następnie poszukać dysków protoplanetarnych. Badania te dają nam wyobrażenie o tym, ile planet może być w galaktyce.
Jeśli to znajdziemy, jak mogłoby wyglądać życie na innych planetach?
Podejrzewam, że to, co się stanie, to znalezienie planety z wykrywalną sygnaturą tlenu, i prawdopodobnie zdradzi to bioaktywność, prawdopodobnie pierwotny wyciek lub bakterie. Podejrzewam, że jeśli coś wykryjemy - i pod warunkiem, że planeta nie jest zbyt różna od Ziemi - będzie to wyglądać jak coś, co niejasno znamy. Mówiąc liczbowo, życie tak naprawdę nie przyszło tutaj w znacznie bardziej wyrafinowany sposób przed setkami milionów lat temu, a nie miliardami, a najczęstszą rzeczą tutaj są bakterie. Ale z drugiej strony nie jestem biologiem, więc może coś, co dla mnie wygląda tak samo, wyglądałoby zupełnie inaczej niż biolog.
A co z życiem opartym na zupełnie innej chemii - na przykład krzemu?
Nie wydaje mi się To było coś, co zostało krótko poruszone jakiś czas temu, ale podejrzewam, że życie powstało na Ziemi w taki sposób, jak to zrobiło z powodu podstaw w biochemii, i że te fundamentalne procesy są bardziej uniwersalne niż specyficzne dla nas. Wiemy, że mieliśmy tę odmianę życia na Ziemi od miliardów lat, a chemia miała szansę robić inne rzeczy, jeśli naprawdę działały.
Wiele mówi się o ekstremofilach - życiu tutaj na Ziemi, które istnieje w otworach geotermicznych i innych trudnych warunkach - jako możliwym modelu życia na innych planetach. Myślisz, że to jest możliwe?
Ekstremofile są często wykorzystywane jako argument za stwierdzeniem, jak różne może być życie niż to, co obecnie najbardziej znamy. Ja osobiście mam przeciwny argument. Myślę, że to, co się dzieje, to kiedy położysz przyczółek na życie, wtedy będzie w stanie dostosować się do bardziej dziwnych środowisk. Nie sądzę, że to koniecznie mówi ci, że życie może powstać w dziwnych środowiskach. Podejrzewam, że potrzebujesz warunków życia podobnych do Złotowłosa, aby życie mogło się rozwijać, ale kiedy już to zrobisz, masz możliwość tworzenia rzeczy, które są znacznie bardziej egzotyczne.
Oczywiście cała ta wyprawa jest wciąż na bardzo wczesnym etapie, ale jeśli odkryjemy życie gdzie indziej w galaktyce, jakie są szanse, że będziemy mogli go odwiedzić?
Abyśmy mogli odwiedzić inną cywilizację lub aby nas odwiedzili, musi istnieć część fizyki, która nie została jeszcze zrozumiana. Nie możesz tego zrobić, podróżując z prędkością światła. Aby cywilizacje mogły pokonywać odległości typu galaktycznego, musi istnieć nieznana fizyka, która na to pozwala. Jeśli tak się stanie, ma to ogromne konsekwencje dla naszego niezrozumienia podstawowej fizyki. W tej chwili istnieje jeden argument przeciwko fenomenowi UFO: Fizycznie jest to po prostu niemożliwe.
Nawet jeśli nie uda nam się dotrzeć do nowo odkrytego życia pozaziemskiego, jaki wpływ miałoby to odkrycie na Ziemię?
Myślę, że miałoby to ogromny wpływ - psychologicznie, teologicznie, społecznie. Myślę jednak, że byłoby to największe odkrycie naukowe w historii, jedna z najważniejszych rzeczy, które ludzie zrobili. W tej chwili mamy ogólnokrajowe podejście do życia - „my przeciwko nim”, narodowość. Myślę, że gdyby życie zostało wykryte na innych planetach, a na pewno gdyby znaleziono komunikację lub oznaki cywilizacji, mam nadzieję, że perspektywa całkowicie się zmieni. Staliśmy się bardziej zewnętrzni. Czy ludzie czuliby się mniej samo-ważni? Może by to zrobili. To chyba dobra rzecz.
