Tìm kiếm sự sống ở đâu và làm thế nào để nhận ra nó

Khi chúng ta tìm kiếm sự sống trong không gian, chúng ta nghe thấy nghịch lý Fermi xen kẽ với phương trình Drake. Cả hai đều nói về các dạng sống thông minh. Nhưng nếu sự sống ngoài hành tinh không thông minh thì sao? Xét cho cùng, điều đó không làm cho nó kém thú vị về mặt khoa học. Hoặc có thể anh ấy hoàn toàn không muốn giao tiếp với chúng tôi - hoặc anh ấy đang trốn tránh hoặc vượt xa những gì chúng tôi có thể tưởng tượng?

Cả hai Nghịch lý Fermi (“Họ đang ở đâu ?!” - vì xác suất sống trong không gian là không nhỏ) và Phương trình Drake, ước lượng số lượng các nền văn minh kỹ thuật tiên tiến, nó là một con chuột. Hiện tại, các vấn đề cụ thể như số lượng hành tinh trên mặt đất trong vùng được gọi là sự sống xung quanh các vì sao.

Theo Phòng thí nghiệm Môi trường sống Hành tinh ở Arecibo, Puerto Rico, Cho đến nay, hơn năm mươi thế giới có thể sinh sống được đã được phát hiện. Ngoại trừ việc chúng ta không biết liệu chúng có thể sinh sống được hay không, và trong nhiều trường hợp, chúng quá xa để chúng ta thu thập thông tin chúng ta cần bằng các phương pháp chúng ta biết. Tuy nhiên, cho đến nay chúng ta mới chỉ xem xét một phần nhỏ của Dải Ngân hà, có vẻ như chúng ta đã biết rất nhiều. Tuy nhiên, sự quá ít thông tin vẫn khiến chúng tôi thất vọng.

Nhìn ở đâu

Một trong những thế giới có khả năng thân thiện này cách chúng ta gần 24 năm ánh sáng và nằm trong chòm sao bọ cạp, ngoại hành tinh Gliese 667 Cc quay quanh quỹ đạo sao lùn đỏ. Với khối lượng gấp 3,7 lần Trái đất và nhiệt độ bề mặt trung bình trên 0°C, nếu hành tinh này có bầu khí quyển phù hợp, nó sẽ là một nơi tốt để tìm kiếm sự sống. Đúng là Gliese 667 Cc có thể không quay quanh trục của nó giống như Trái đất - một mặt của nó luôn hướng về phía Mặt trời và mặt kia nằm trong bóng tối, nhưng một bầu khí quyển dày có thể cũng có thể truyền đủ nhiệt sang mặt bóng tối. nhiệt độ ổn định ở ranh giới của ánh sáng và bóng tối.

Theo các nhà khoa học, có thể sống trên những vật thể như vậy xoay quanh sao lùn đỏ, loại sao phổ biến nhất trong Thiên hà của chúng ta, nhưng bạn chỉ cần đưa ra những giả định hơi khác về sự tiến hóa của chúng so với Trái đất, điều mà chúng ta sẽ viết sau.

Một hành tinh được chọn khác, Kepler 186f (1), cách chúng ta năm trăm năm ánh sáng. Nó dường như chỉ nặng hơn Trái đất 10% và lạnh bằng sao Hỏa. Vì chúng ta đã xác nhận sự tồn tại của băng nước trên sao Hỏa và biết rằng nhiệt độ của nó không quá lạnh để ngăn cản sự tồn tại của những vi khuẩn mạnh nhất được biết đến trên Trái đất, thế giới này có thể trở thành một trong những nơi hứa hẹn nhất đối với các yêu cầu của chúng ta.

Một ứng cử viên nặng ký khác Kepler 442b, nằm cách Trái đất hơn 1100 năm ánh sáng, nằm trong chòm sao Lyra. Tuy nhiên, cả anh ta và chiếc Gliese 667 Cc nói trên đều mất điểm trước những cơn gió mặt trời mạnh, mạnh hơn nhiều so với những cơn gió phát ra từ mặt trời của chúng ta. Tất nhiên, điều này không có nghĩa là loại trừ sự tồn tại của sự sống ở đó, nhưng các điều kiện bổ sung sẽ phải được đáp ứng, ví dụ, hoạt động của từ trường bảo vệ.

Một trong những phát hiện giống Trái đất mới của các nhà thiên văn học là một hành tinh cách chúng ta khoảng 41 năm ánh sáng, được đánh dấu là LHS 1140b. Với kích thước gấp 1,4 lần Trái đất và dày gấp đôi, nó nằm trong vùng chính của hệ sao chủ.

Jason Dittmann của Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian nói trong một thông cáo báo chí về khám phá này: “Đây là điều tuyệt vời nhất mà tôi đã thấy trong thập kỷ qua. “Các quan sát trong tương lai lần đầu tiên có thể phát hiện ra một bầu khí quyển có thể sinh sống được. Chúng tôi dự định tìm kiếm nước ở đó, và cuối cùng là oxy phân tử ”.

Thậm chí có cả một hệ thống sao đóng vai trò gần như sao trong danh mục các hành tinh ngoài mặt đất có khả năng tồn tại. Đây là TRAPPIST-1 trong chòm sao Bảo Bình, cách chúng ta 39 năm ánh sáng. Các quan sát đã chỉ ra sự tồn tại của ít nhất bảy hành tinh nhỏ quay quanh ngôi sao trung tâm. Ba trong số đó nằm trong khu dân cư.

“Đây là một hệ thống hành tinh tuyệt vời. Mikael Gillon từ Đại học Liege ở Bỉ, người đã thực hiện nghiên cứu hệ thống này vào năm 2016, nói trong một thông cáo báo chí. . Hai trong số các hành tinh này TRAPPIST-1b Oraz TRAPPIST-1snhìn kỹ hơn dưới kính lúp. Hóa ra chúng là những vật thể bằng đá giống như Trái đất, khiến chúng trở thành những ứng cử viên thích hợp hơn cho sự sống.

TRAPPIST-1 nó là một ngôi sao lùn đỏ, một ngôi sao khác với Mặt trời, và nhiều phép loại suy có thể khiến chúng ta thất vọng. Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta đang tìm kiếm một điểm tương đồng chính với ngôi sao mẹ của chúng ta? Sau đó, một ngôi sao quay trong chòm sao Cygnus, rất giống với Mặt trời. Nó lớn hơn Trái đất 60%, nhưng vẫn còn phải xác định xem nó có phải là một hành tinh đá hay không và nó có chứa nước lỏng hay không.

“Hành tinh này đã trải qua 6 tỷ năm trong vùng nhà của các ngôi sao của nó. Nó dài hơn nhiều so với Trái đất, ”John Jenkins thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA nhận xét trong một thông cáo báo chí chính thức. "Nó có nghĩa là nhiều cơ hội cho sự sống xuất hiện hơn, đặc biệt là nếu tất cả các thành phần và điều kiện cần thiết tồn tại ở đó."

Thật vậy, gần đây, vào năm 2017, trên Tạp chí Thiên văn học, các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện bầu khí quyển đầu tiên xung quanh một hành tinh có kích thước bằng Trái đất. Với sự trợ giúp của kính thiên văn của Đài quan sát Nam Âu ở Chile, các nhà khoa học đã quan sát thấy trong quá trình di chuyển nó đã thay đổi một phần ánh sáng của ngôi sao chủ như thế nào. Thế giới này được gọi là GJ 1132b (2), nó có kích thước gấp 1,4 lần hành tinh của chúng ta và nằm ở khoảng cách 39 năm ánh sáng.

2. Hình dung nghệ thuật về bầu khí quyển xung quanh hành tinh GJ 1132b.

Các quan sát cho thấy "siêu Trái đất" được bao phủ bởi một lớp dày gồm khí, hơi nước hoặc mêtan, hoặc hỗn hợp của cả hai. Ngôi sao mà GJ 1132b quay xung quanh nhỏ hơn, lạnh hơn và tối hơn nhiều so với Mặt trời của chúng ta. Tuy nhiên, có vẻ như vật thể này không thể ở được - nhiệt độ bề mặt của nó là 370 ° C.

Cách tìm kiếm

Mô hình duy nhất đã được khoa học chứng minh có thể giúp chúng ta tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác (3) là sinh quyển Trái đất. Chúng ta có thể lập một danh sách khổng lồ về các hệ sinh thái đa dạng mà hành tinh của chúng ta phải cung cấp.bao gồm: miệng phun thủy nhiệt sâu dưới đáy biển, hang động băng ở Nam Cực, vực núi lửa, khí mêtan lạnh tràn từ đáy biển, hang động chứa đầy axit sunfuric, mỏ và nhiều địa điểm hay hiện tượng khác từ tầng bình lưu đến lớp phủ. Mọi thứ chúng ta biết về cuộc sống trong những điều kiện khắc nghiệt như vậy trên hành tinh của chúng ta mở rộng đáng kể lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ.

3. Tầm nhìn nghệ thuật về một hành tinh ngoài hành tinh

Các học giả đôi khi gọi Trái đất là Fr. sinh quyển loại 1. Hành tinh của chúng ta cho thấy nhiều dấu hiệu của sự sống trên bề mặt của nó, chủ yếu là từ năng lượng. Đồng thời, nó tồn tại trên chính Trái đất. sinh quyển loại 2ngụy trang hơn nhiều. Ví dụ của nó trong không gian bao gồm các hành tinh như sao Hỏa ngày nay và mặt trăng băng giá của gã khổng lồ khí, cùng nhiều vật thể khác.

Ra mắt gần đây Vệ tinh quá cảnh để thăm dò ngoại hành tinh (TESS) để tiếp tục làm việc, tức là khám phá và chỉ ra những điểm thú vị trong Vũ trụ. Chúng tôi hy vọng rằng các nghiên cứu chi tiết hơn về các ngoại hành tinh đã được phát hiện sẽ được thực hiện. Kính viễn vọng không gian James Webb, hoạt động trong phạm vi hồng ngoại - nếu cuối cùng nó đi vào quỹ đạo. Trong lĩnh vực công việc khái niệm, đã có những nhiệm vụ khác - Đài quan sát ngoại hành tinh có thể sống được (HabEx), đa phạm vi Kiểm tra hồng ngoại quang học UV lớn (LUVUAR) hoặc Kính viễn vọng không gian Origins hồng ngoại (OST), nhằm cung cấp nhiều dữ liệu hơn về khí quyển và các thành phần ngoại hành tinh, tập trung vào tìm kiếm cấu trúc sinh học của cuộc sống.

4. Các loại dấu vết của sự tồn tại của sự sống

Cuối cùng là sinh học chiêm tinh. Biosignatures là các chất, đối tượng hoặc hiện tượng hình thành từ sự tồn tại và hoạt động của các sinh vật. (4). Thông thường, các sứ mệnh tìm kiếm các đặc điểm sinh học trên mặt đất, chẳng hạn như một số loại khí và hạt trong khí quyển, cũng như hình ảnh bề mặt của các hệ sinh thái. Tuy nhiên, theo các chuyên gia của Viện Hàn lâm Khoa học, Kỹ thuật và Y học Quốc gia Hoa Kỳ (NASEM), hợp tác với NASA, cần phải tránh xa thuyết địa tâm này.

- ghi chú prof. Barbara Lollar.

Thẻ chung có thể là đường. Một nghiên cứu mới cho thấy phân tử đường và thành phần DNA 2-deoxyribose có thể tồn tại ở những góc xa của vũ trụ. Một nhóm các nhà vật lý thiên văn của NASA đã cố gắng tạo ra nó trong điều kiện phòng thí nghiệm mô phỏng không gian giữa các vì sao. Trong một công bố trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học chỉ ra rằng hóa chất này có thể được phân bố rộng rãi khắp vũ trụ.

Vào năm 2016, một nhóm các nhà nghiên cứu khác ở Pháp đã thực hiện một phát hiện tương tự liên quan đến ribose, một loại đường RNA được cơ thể sử dụng để tạo ra protein và được cho là tiền thân của DNA trong sự sống sơ khai trên Trái đất. Đường phức tạp thêm vào danh sách ngày càng nhiều các hợp chất hữu cơ được tìm thấy trên thiên thạch và được sản xuất trong phòng thí nghiệm mô phỏng không gian. Chúng bao gồm các axit amin, các khối cấu tạo của protein, các bazơ nitơ, các đơn vị cơ bản của mã di truyền và một lớp phân tử mà sự sống sử dụng để tạo màng xung quanh tế bào.

Trái đất sơ khai có khả năng được tưới bằng những vật liệu như vậy bởi các thiên thạch và sao chổi tác động lên bề mặt của nó. Các dẫn xuất của đường có thể phát triển thành đường được sử dụng trong DNA và RNA khi có nước, mở ra khả năng mới để nghiên cứu hóa học của sự sống sơ khai.

Scott Sandford thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý Thiên văn và Hóa thiên văn của NASA, đồng tác giả của nghiên cứu, viết: “Trong hơn hai thập kỷ, chúng tôi đã tự hỏi liệu hóa học mà chúng tôi tìm thấy trong không gian có thể tạo ra các hợp chất cần thiết cho sự sống. “Vũ trụ là một nhà hóa học hữu cơ. Nó có các mạch lớn và nhiều thời gian, và kết quả là tạo ra rất nhiều vật chất hữu cơ, một số vẫn còn hữu ích cho cuộc sống.

Hiện tại, không có công cụ đơn giản nào để phát hiện sự sống. Các nhà khoa học phải sử dụng một bộ công cụ và dữ liệu để tìm kiếm các đặc điểm sinh học hoặc dấu hiệu của sự sống.

5. Bầu không khí phòng thí nghiệm làm giàu CO2 chịu phóng điện plasma

Mặt khác, cần kiểm tra một số phương pháp và cấu trúc sinh học. Các học giả đã được công nhận theo truyền thống, ví dụ, sự hiện diện của oxy trong khí quyển hành tinh như một dấu hiệu chắc chắn rằng sự sống có thể hiện diện trên đó. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới của Đại học Johns Hopkins được công bố vào tháng 2018 năm XNUMX trên tạp chí ACS Earth and Space Chemistry khuyến nghị xem xét lại những quan điểm tương tự.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm mô phỏng trong phòng thí nghiệm do Sarah Hirst (5) thiết kế. Các nhà khoa học đã thử nghiệm chín hỗn hợp khí khác nhau có thể được dự đoán trong bầu khí quyển ngoại hành tinh, chẳng hạn như siêu Trái đất và minineptunium, những loại hành tinh phổ biến nhất. Dải ngân hà. Họ cho hỗn hợp tiếp xúc với một trong hai dạng năng lượng, tương tự như năng lượng gây ra các phản ứng hóa học trong bầu khí quyển của hành tinh. Họ đã tìm ra nhiều kịch bản tạo ra cả oxy và các phân tử hữu cơ có thể tạo ra đường và axit amin. 

Tuy nhiên, không có mối tương quan chặt chẽ giữa oxy và các thành phần của sự sống. Vì vậy, có vẻ như oxy có thể tạo ra thành công các quá trình phi sinh học, đồng thời ngược lại - một hành tinh không có mức oxy có thể phát hiện được có thể chấp nhận sự sống, điều này thực sự đã xảy ra ngay cả trên ... Trái đất, trước khi vi khuẩn lam bắt đầu để sản xuất ồ ạt oxy.

Các đài quan sát dự kiến, bao gồm cả đài không gian, có thể đảm nhận phân tích quang phổ hành tinh tìm kiếm các cấu trúc sinh học nói trên. Nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Cornell cho thấy, ánh sáng phản chiếu từ thảm thực vật, đặc biệt là trên các hành tinh cũ hơn, ấm hơn, có thể là một tín hiệu mạnh mẽ về sự sống.

Thực vật hấp thụ ánh sáng nhìn thấy, sử dụng quá trình quang hợp để biến nó thành năng lượng, nhưng không hấp thụ phần màu xanh lục của quang phổ, đó là lý do tại sao chúng ta thấy nó có màu xanh lục. Phần lớn ánh sáng hồng ngoại cũng bị phản xạ, nhưng chúng ta không thể nhìn thấy nó nữa. Ánh sáng hồng ngoại phản xạ tạo ra một đỉnh sắc nét trong biểu đồ quang phổ, được gọi là "rìa đỏ" của rau. Vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng tại sao thực vật phản xạ ánh sáng hồng ngoại, mặc dù một số nghiên cứu cho thấy điều này là để tránh thiệt hại do nhiệt.

Vì vậy, có thể việc phát hiện ra một rìa màu đỏ của thảm thực vật trên các hành tinh khác sẽ là bằng chứng về sự tồn tại của sự sống ở đó. Các tác giả bài báo về sinh vật học, Jack O'Malley-James và Lisa Kaltenegger của Đại học Cornell đã mô tả cách rìa đỏ của thảm thực vật có thể đã thay đổi như thế nào trong quá trình lịch sử Trái đất (6). Thảm thực vật trên mặt đất như rêu lần đầu tiên xuất hiện trên Trái đất từ ​​725 đến 500 triệu năm trước. Thực vật có hoa và cây cối hiện đại xuất hiện cách đây khoảng 130 triệu năm. Các loại thảm thực vật khác nhau phản xạ ánh sáng hồng ngoại hơi khác nhau, với các đỉnh và bước sóng khác nhau. Rêu sớm là điểm yếu nhất so với các loài thực vật hiện đại. Nói chung, tín hiệu thảm thực vật trong quang phổ tăng dần theo thời gian.

6. Phản xạ ánh sáng từ Trái đất tùy thuộc vào loại thảm thực vật

Một nghiên cứu khác, được công bố trên tạp chí Science Advances vào tháng 2018 năm XNUMX bởi nhóm của David Catling, một nhà hóa học khí quyển tại Đại học Washington ở Seattle, xem xét sâu sắc lịch sử hành tinh của chúng ta để phát triển một công thức mới để phát hiện sự sống đơn bào trong vật ở xa trong tương lai gần. . Trong bốn tỷ năm lịch sử của Trái đất, hai phần đầu tiên có thể được mô tả là một "thế giới nhầy nhụa" được cai trị bởi vi sinh vật dựa trên mêtanđối với người mà oxy không phải là khí cung cấp sự sống, mà là một chất độc chết người. Sự xuất hiện của vi khuẩn lam, tức là vi khuẩn lam quang hợp có nguồn gốc từ chất diệp lục, được xác định trong hai tỷ năm tới, dịch chuyển các vi sinh vật "gây bệnh" vào các ngóc ngách nơi oxy không thể lấy được, tức là hang động, động đất, v.v. Vi khuẩn lam dần dần biến hành tinh xanh của chúng ta, lấp đầy bầu khí quyển với oxy và tạo cơ sở cho thế giới hiện đại được biết đến.

Không hoàn toàn mới khi tuyên bố rằng sự sống đầu tiên trên Trái đất có thể có màu tím, vì vậy giả thuyết về sự sống ngoài hành tinh trên các hành tinh ngoài hành tinh cũng có thể có màu tím.

Nhà vi sinh vật học Shiladitya Dassarma của Trường Y Đại học Maryland và nghiên cứu sinh Edward Schwiterman của Đại học California, Riverside là tác giả của một nghiên cứu về chủ đề này, được công bố vào tháng 2018 năm XNUMX trên Tạp chí Sinh vật học Quốc tế. Không chỉ Dassarma và Schwiterman, mà nhiều nhà thiên văn học khác cũng tin rằng một trong những cư dân đầu tiên trên hành tinh của chúng ta là vi khuẩn halobacteria. Những vi khuẩn này đã hấp thụ quang phổ màu xanh lá cây của bức xạ và chuyển nó thành năng lượng. Chúng phản xạ bức xạ tím khiến hành tinh của chúng ta trông giống như thế này khi nhìn từ không gian.

Để hấp thụ ánh sáng xanh lục, vi khuẩn halobacteria đã sử dụng võng mạc, màu tím có trong mắt của động vật có xương sống. Chỉ theo thời gian, hành tinh của chúng ta mới bị thống trị bởi vi khuẩn sử dụng chất diệp lục, chất này hấp thụ ánh sáng tím và phản chiếu ánh sáng xanh lục. Đó là lý do tại sao trái đất trông giống như nó. Tuy nhiên, các nhà sinh vật học thiên văn nghi ngờ rằng vi khuẩn halobacteria có thể tiến hóa xa hơn trong các hệ hành tinh khác, vì vậy họ cho rằng sự tồn tại của sự sống trên các hành tinh màu tím (7).

Biosignatures là một chuyện. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang tìm cách để phát hiện các cấu trúc công nghệ, tức là dấu hiệu của sự tồn tại của cuộc sống tiên tiến và nền văn minh kỹ thuật.

NASA đã thông báo vào năm 2018 rằng họ đang tăng cường tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh chỉ bằng cách sử dụng “chữ ký công nghệ”, như cơ quan này viết trên trang web của mình, “là những dấu hiệu hoặc tín hiệu cho phép chúng ta kết luận về sự tồn tại của sự sống công nghệ ở đâu đó trong vũ trụ . ” . Kỹ thuật nổi tiếng nhất có thể được tìm thấy là tin hiệu Radio. Tuy nhiên, chúng ta cũng biết nhiều người khác, thậm chí cả dấu vết của việc xây dựng và vận hành các siêu cấu trúc giả định, chẳng hạn như cái gọi là Quả cầu Dyson (tám). Danh sách của họ được tổng hợp trong một hội thảo do NASA tổ chức vào tháng 8 năm 2018 (xem hộp đối diện).

- một dự án của sinh viên UC Santa Barbara - sử dụng một bộ kính thiên văn nhắm vào thiên hà Andromeda gần đó, cũng như các thiên hà khác, bao gồm cả thiên hà của chúng ta, để phát hiện các cấu trúc công nghệ. Các nhà thám hiểm trẻ tuổi đang tìm kiếm một nền văn minh tương tự như chúng ta hoặc cao hơn chúng ta, cố gắng báo hiệu sự hiện diện của nó bằng một chùm quang học tương tự như tia laze hoặc mặt nạ.

Các tìm kiếm truyền thống — ví dụ, với kính thiên văn vô tuyến của SETI — có hai hạn chế. Đầu tiên, người ta cho rằng những người ngoài hành tinh thông minh (nếu có) đang cố gắng nói chuyện trực tiếp với chúng ta. Thứ hai, chúng tôi sẽ nhận ra những tin nhắn này nếu chúng tôi tìm thấy chúng.

Những tiến bộ gần đây trong (AI) mở ra cơ hội thú vị để kiểm tra lại tất cả dữ liệu đã thu thập để tìm những mâu thuẫn tinh tế mà cho đến nay vẫn chưa được chú ý. Ý tưởng này là trọng tâm của chiến lược SETI mới. quét các điểm bất thườngmà không nhất thiết phải là tín hiệu giao tiếp, mà là sản phẩm phụ của một nền văn minh công nghệ cao. Mục tiêu là phát triển toàn diện và thông minh "động cơ bất thường“Có khả năng xác định giá trị dữ liệu và kiểu kết nối nào là bất thường.

Technosignature

Dựa trên báo cáo hội thảo của NASA ngày 28 tháng 2018 năm XNUMX, chúng ta có thể phân biệt một số loại cấu trúc công nghệ.

Truyền thông

"Thông điệp trong một cái chai" và các đồ tạo tác của người ngoài hành tinh. Chúng tôi đã tự gửi những thông điệp này trên tàu Pioneer và Voyager. Đây vừa là các đối tượng vật chất vừa là bức xạ đi kèm của chúng.

Trí tuệ nhân tạo. Khi chúng ta học cách sử dụng AI vì lợi ích của chính mình, chúng ta sẽ tăng khả năng nhận ra các tín hiệu AI tiềm ẩn của người ngoài hành tinh. Điều thú vị là cũng có khả năng một liên kết sẽ được thiết lập giữa hệ thống trái đất với trí tuệ nhân tạo và dạng trí tuệ nhân tạo dựa trên không gian trong tương lai gần. Việc sử dụng AI để tìm kiếm các đặc điểm công nghệ của người ngoài hành tinh, cũng như hỗ trợ phân tích dữ liệu lớn và nhận dạng mẫu, có vẻ đầy hứa hẹn, mặc dù không có gì chắc chắn rằng AI sẽ không có những thành kiến ​​về tri giác đặc trưng của con người.

Khí quyển

Một trong những cách nhân tạo rõ ràng nhất để thay đổi các đặc điểm quan sát được của Trái đất bởi con người là ô nhiễm khí quyển. Vì vậy, cho dù đây là các yếu tố khí quyển nhân tạo được tạo ra như sản phẩm phụ không mong muốn của ngành công nghiệp hay một hình thức địa kỹ thuật có chủ ý, thì việc phát hiện sự hiện diện của sự sống từ các mối quan hệ như vậy có thể là một trong những công nghệ kỹ thuật mạnh mẽ và rõ ràng nhất.

Cấu trúc

Siêu cấu trúc nhân tạo. Chúng không nhất thiết phải là hình cầu Dyson trực tiếp bao quanh ngôi sao mẹ. Chúng cũng có thể là các cấu trúc nhỏ hơn lục địa, chẳng hạn như cấu trúc quang điện phản xạ cao hoặc hấp thụ cao (máy phát điện) nằm trên bề mặt hoặc trong không gian hành tinh mạch phía trên các đám mây.

Đảo nhiệt. Sự tồn tại của chúng dựa trên giả định rằng các nền văn minh phát triển đầy đủ đang tích cực xử lý nhiệt thải.

ánh sáng nhân tạo. Khi kỹ thuật quan sát phát triển, các nguồn sáng nhân tạo nên được tìm thấy ở phía ban đêm của các hành tinh ngoài hành tinh.

Trên quy mô hành tinh

Sự tiêu tán năng lượng. Đối với giải phẫu sinh học, các mô hình năng lượng được giải phóng bởi các quá trình sống trên các hành tinh ngoài đã được phát triển. Khi có bằng chứng về sự hiện diện của bất kỳ công nghệ nào, việc tạo ra các mô hình như vậy dựa trên nền văn minh của chúng ta là có thể thực hiện được, mặc dù nó có thể không đáng tin cậy. 

Khí hậu ổn định hay không ổn định. Các cấu trúc công nghệ mạnh mẽ có thể được liên kết với cả sự ổn định, khi không có điều kiện tiên quyết nào cho nó hoặc với sự không ổn định. 

Kỹ thuật địa kỹ thuật. Các nhà khoa học tin rằng một nền văn minh tiên tiến có thể muốn tạo ra những điều kiện tương tự như những điều kiện mà nó biết trên địa cầu quê hương của nó, trên các hành tinh đang mở rộng của nó. Ví dụ, một trong những giải phẫu công nghệ có thể là việc phát hiện ra một số hành tinh trong một hệ thống có khí hậu tương tự một cách đáng ngờ.

Làm sao để nhận biết cuộc sống?

Nghiên cứu văn hóa hiện đại, tức là. văn học và điện ảnh, những ý tưởng về sự xuất hiện của Người ngoài hành tinh chủ yếu chỉ đến từ một người - Herbert George Wells. Vào khoảng thế kỷ 1895, trong một bài báo có tựa đề "Triệu người của năm", ông đã thấy trước rằng một triệu năm sau, vào năm 1898, trong cuốn tiểu thuyết Cỗ máy thời gian, ông đã tạo ra khái niệm về sự tiến hóa trong tương lai của con người. Nguyên mẫu của người ngoài hành tinh được nhà văn trình bày trong The War of the Worlds (1901), phát triển khái niệm của ông về Selenite trên các trang của cuốn tiểu thuyết The First Men in the Moon (XNUMX).

Tuy nhiên, nhiều nhà thiên văn học tin rằng hầu hết sự sống mà chúng ta từng tìm thấy ngoài Trái đất sẽ là Sinh vật đơn bào. Họ suy ra điều này từ sự khắc nghiệt của hầu hết các thế giới mà chúng ta đã tìm thấy cho đến nay trong cái gọi là môi trường sống, và thực tế là sự sống trên Trái đất đã tồn tại ở trạng thái đơn bào trong khoảng 3 tỷ năm trước khi tiến hóa thành các dạng đa bào.

Thiên hà thực sự có thể chứa đầy sự sống, nhưng có lẽ chủ yếu là cực nhỏ.

Vào mùa thu năm 2017, các nhà khoa học từ Đại học Oxford ở Anh đã công bố một bài báo "Người ngoài hành tinh của Darwin" trên Tạp chí Sinh vật học Quốc tế. Trong đó, họ lập luận rằng tất cả các dạng sống ngoài hành tinh có thể có đều tuân theo các quy luật cơ bản của chọn lọc tự nhiên giống như chúng ta.

Sam Levin thuộc Khoa Động vật học Oxford cho biết: “Chỉ riêng trong thiên hà của chúng ta, có hàng trăm nghìn hành tinh có thể sinh sống được. "Nhưng chúng tôi chỉ có một ví dụ thực sự về cuộc sống, trên cơ sở đó chúng tôi có thể đưa ra tầm nhìn và dự đoán của mình - ví dụ từ Trái đất."

Levin và nhóm của anh ấy nói rằng thật tuyệt khi dự đoán cuộc sống có thể như thế nào trên các hành tinh khác. thuyết tiến hóa. Anh ấy chắc chắn phải phát triển dần dần để trở nên mạnh mẽ hơn theo thời gian khi đối mặt với nhiều thách thức khác nhau.

Bài báo viết: “Nếu không có sự chọn lọc tự nhiên, sự sống sẽ không có được các chức năng cần thiết để tồn tại, chẳng hạn như sự trao đổi chất, khả năng di chuyển hoặc các cơ quan cảm giác. "Nó sẽ không thể thích nghi với môi trường của nó, phát triển trong quá trình này thành một thứ gì đó phức tạp, đáng chú ý và thú vị."

Bất cứ nơi nào điều này xảy ra, cuộc sống sẽ luôn phải đối mặt với những vấn đề giống nhau - từ việc tìm ra cách sử dụng hiệu quả sức nóng của mặt trời đến nhu cầu điều khiển các vật thể trong môi trường của nó.

Các nhà nghiên cứu Oxford cho biết đã có những nỗ lực nghiêm túc trong quá khứ để ngoại suy thế giới của chúng ta và kiến ​​thức của con người về hóa học, địa chất và vật lý cho sự sống được cho là ngoài hành tinh.

Levin nói. -.

Các nhà nghiên cứu của Oxford đã tiến xa đến mức tạo ra một số ví dụ giả định của riêng họ. các dạng sống ngoài trái đất (9).

9 người ngoài hành tinh được hình dung từ Đại học Oxford

Levine giải thích. -

Hầu hết các hành tinh có thể sinh sống được về mặt lý thuyết mà chúng ta biết đến ngày nay đều xoay quanh các sao lùn đỏ. Chúng bị chặn bởi thủy triều, tức là một mặt liên tục đối mặt với một ngôi sao ấm, và mặt kia hướng ra ngoài không gian.

cho biết prof. Graziella Caprelli từ Đại học Nam Úc.

Dựa trên lý thuyết này, các nghệ sĩ người Úc đã tạo ra những hình ảnh hấp dẫn về những sinh vật giả định đang sinh sống trong một thế giới quay quanh một ngôi sao lùn đỏ (10).

10. Hình dung về một sinh vật giả định trên hành tinh quay quanh sao lùn đỏ.

Tuy nhiên, những ý tưởng và giả định mô tả rằng sự sống sẽ dựa trên carbon hoặc silicon, phổ biến trong vũ trụ và dựa trên các nguyên tắc chung của tiến hóa, có thể mâu thuẫn với chủ nghĩa nhân văn của chúng ta và không có khả năng nhận ra “cái kia”. Nó đã được Stanislav Lem mô tả một cách thú vị trong tác phẩm "Fiasco" của mình, những nhân vật của họ nhìn Người ngoài hành tinh, nhưng chỉ sau một thời gian, họ mới nhận ra rằng họ là Người ngoài hành tinh. Để chứng minh sự yếu kém của con người trong việc nhận ra điều gì đó đáng ngạc nhiên và đơn giản là "ngoại lai", các nhà khoa học Tây Ban Nha mới đây đã tiến hành một thí nghiệm lấy cảm hứng từ một nghiên cứu tâm lý nổi tiếng năm 1999.

Nhớ lại rằng trong phiên bản gốc, các nhà khoa học yêu cầu những người tham gia hoàn thành một nhiệm vụ trong khi xem một cảnh trong đó có điều gì đó đáng ngạc nhiên - giống như một người đàn ông ăn mặc như một con khỉ đột - một nhiệm vụ (giống như đếm số đường chuyền trong một trận bóng rổ). . Hóa ra là đại đa số những người quan sát quan tâm đến hoạt động của họ ... không để ý đến con khỉ đột.

Lần này, các nhà nghiên cứu từ Đại học Cadiz đã yêu cầu 137 người tham gia quét ảnh chụp từ trên không của các hình ảnh liên hành tinh và tìm các cấu trúc được xây dựng bởi những sinh vật thông minh có vẻ không tự nhiên. Trong một bức ảnh, các nhà nghiên cứu bao gồm một bức ảnh nhỏ của một người đàn ông cải trang thành khỉ đột. Chỉ có 45 trong số 137 người tham gia, tương đương 32,8% số người tham gia, chú ý đến khỉ đột, mặc dù nó là "người ngoài hành tinh" mà họ đã nhìn thấy rõ ràng trước mắt.

Tuy nhiên, trong khi đại diện và xác định Stranger vẫn là một nhiệm vụ khó khăn đối với con người chúng ta, niềm tin rằng "Họ đang ở đây" đã lâu đời như nền văn minh và văn hóa.

Hơn 2500 năm trước, nhà triết học Anaxagoras tin rằng sự sống tồn tại trên nhiều thế giới là nhờ những "hạt giống" rải rác khắp vũ trụ. Khoảng một trăm năm sau, Epicurus nhận thấy rằng Trái đất có thể chỉ là một trong nhiều thế giới có người sinh sống, và XNUMX thế kỷ sau ông, một nhà tư tưởng Hy Lạp khác, Plutarch, cho rằng Mặt trăng có thể là nơi sinh sống của người ngoài Trái đất.

Như bạn có thể thấy, ý tưởng về sự sống ngoài Trái đất không phải là mốt hiện đại. Tuy nhiên, ngày nay, chúng ta đã có cả những địa điểm thú vị để tìm kiếm, cũng như các kỹ thuật tìm kiếm ngày càng thú vị và sự sẵn lòng ngày càng tăng để tìm kiếm thứ gì đó hoàn toàn khác với những gì chúng ta đã biết.

Tuy nhiên, có một chi tiết nhỏ.

Ngay cả khi chúng ta cố gắng tìm thấy những dấu vết không thể phủ nhận của cuộc sống ở đâu đó, nó sẽ không khiến chúng ta cảm thấy tốt hơn khi không thể nhanh chóng đến nơi này?

Điều kiện sống lý tưởng

Hành tinh trong sinh quyển / vùng sinh thái / vùng có thể sinh sống,

nghĩa là trong một vùng xung quanh ngôi sao có hình dạng tương tự như một lớp hình cầu. Trong một khu vực như vậy, các điều kiện vật lý và hóa học có thể tồn tại để đảm bảo sự xuất hiện, duy trì và phát triển của các sinh vật sống. Sự tồn tại của nước lỏng được coi là quan trọng nhất. Các điều kiện lý tưởng xung quanh ngôi sao còn được gọi là "Goldilocks Zone" - từ một câu chuyện cổ tích nổi tiếng dành cho trẻ em trong thế giới Anglo-Saxon.

Khối lượng thích hợp của hành tinh. Một trạng thái của một cái gì đó tương tự như lượng năng lượng. Khối lượng không được quá lớn, vì lực hấp dẫn mạnh không phù hợp với bạn. Tuy nhiên, quá ít sẽ không duy trì được bầu khí quyển, theo quan điểm của chúng tôi, sự tồn tại của bầu khí quyển là điều kiện cần cho sự sống.

Khí quyển + hiệu ứng nhà kính. Đây là những yếu tố khác có tính đến quan điểm hiện tại của chúng ta về cuộc sống. Bầu khí quyển nóng lên khi các khí trong khí quyển tương tác với bức xạ của ngôi sao. Đối với cuộc sống như chúng ta đã biết, việc lưu trữ nhiệt năng trong khí quyển có tầm quan trọng lớn. Tệ hơn nữa, nếu hiệu ứng nhà kính quá mạnh. Để trở nên "vừa phải", bạn cần các điều kiện của vùng "Goldilocks".

Một từ trường. Nó bảo vệ hành tinh khỏi bức xạ ion hóa cứng của ngôi sao gần nhất.