ที่จะมองหาชีวิตและวิธีการรับรู้มัน

เมื่อเรามองหาชีวิตในอวกาศ เราได้ยินความขัดแย้งของ Fermi สลับกับสมการของ Drake ทั้งสองพูดถึงรูปแบบชีวิตที่ชาญฉลาด แต่ถ้าสิ่งมีชีวิตต่างดาวไม่ฉลาดล่ะ? ท้ายที่สุดแล้ว นั่นไม่ได้ทำให้น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์น้อยลงเลย หรือบางทีเขาอาจไม่ต้องการสื่อสารกับเราเลย - หรือเขาซ่อนตัวหรือทำเกินกว่าที่เราจะจินตนาการได้?

ทั้งสอง ความขัดแย้งของ Fermi (“ พวกเขาอยู่ที่ไหน!” - เนื่องจากความน่าจะเป็นของชีวิตในอวกาศไม่เล็ก) และ สมการ Drakeการประมาณจำนวนอารยธรรมทางเทคนิคขั้นสูงนั้นค่อนข้างง่าย ปัจจุบันมีประเด็นเฉพาะเช่นจำนวนดาวเคราะห์ภาคพื้นดินในเขตชีวิตที่เรียกว่าดาวฤกษ์

จากข้อมูลของ Planetary Habitability Laboratory ในเมืองอาเรซีโบ เปอร์โตริโก จนถึงปัจจุบัน มีการค้นพบโลกที่น่าอยู่กว่าห้าสิบแห่ง ยกเว้นว่าเราไม่รู้ว่าพวกมันสามารถอยู่อาศัยได้ในทุกวิถีทางหรือไม่ และในหลายกรณี พวกมันอยู่ห่างไกลเกินกว่าที่เราจะรวบรวมข้อมูลที่เราต้องการด้วยวิธีการที่เรารู้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเราได้ดูเพียงส่วนเล็ก ๆ ของทางช้างเผือกจนถึงขณะนี้ ดูเหมือนว่าเรารู้มากแล้ว อย่างไรก็ตาม ความขาดแคลนของข้อมูลยังคงทำให้เราผิดหวัง

จะดูได้ที่ไหน

หนึ่งในโลกที่เป็นมิตรเหล่านี้อยู่ห่างออกไปเกือบ 24 ปีแสงและอยู่ภายใน กลุ่มดาวราศีพิจิก, ดาวเคราะห์นอกระบบ Gliese 667 Cc โคจรรอบ ดาวแคระแดง. ด้วยมวล 3,7 เท่าของโลกและอุณหภูมิพื้นผิวโดยเฉลี่ยสูงกว่า 0°C หากดาวเคราะห์มีบรรยากาศที่เหมาะสม มันก็จะเป็นสถานที่ที่ดีในการค้นหาสิ่งมีชีวิต เป็นความจริงที่ Gliese 667 Cc อาจไม่หมุนบนแกนของมันเหมือนโลก - ด้านหนึ่งหันเข้าหาดวงอาทิตย์เสมอและอีกด้านอยู่ในเงามืด แต่ชั้นบรรยากาศหนาทึบที่เป็นไปได้สามารถถ่ายเทความร้อนไปยังด้านเงาได้เพียงพอเช่นกัน อุณหภูมิคงที่ที่เส้นขอบของแสงและเงา

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ มีความเป็นไปได้ที่จะมีชีวิตอยู่บนวัตถุดังกล่าวที่โคจรรอบดาวแคระแดง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดในกาแลคซี่ของเรา แต่คุณแค่ต้องตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการวิวัฒนาการของพวกมันให้ต่างจากโลกเล็กน้อย ซึ่งเราจะเขียนถึงในภายหลัง

ดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ได้รับการคัดเลือกคือ Kepler 186f (1) อยู่ห่างออกไปห้าร้อยปีแสง ดูเหมือนว่าจะมีมวลมากกว่าโลกเพียง 10% และเย็นพอ ๆ กับดาวอังคาร เนื่องจากเราได้ยืนยันการมีอยู่ของน้ำแข็งบนดาวอังคารแล้ว และรู้ว่าอุณหภูมิของน้ำแข็งไม่เย็นเกินไปที่จะป้องกันการอยู่รอดของแบคทีเรียที่เหนียวแน่นที่สุดที่รู้จักบนโลก โลกนี้อาจกลายเป็นสิ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับความต้องการของเรา

ผู้สมัครที่แข็งแกร่งอีกราย เคปเลอร์ 442bซึ่งอยู่ห่างจากโลกมากกว่า 1100 ปีแสง อยู่ในกลุ่มดาวไลรา อย่างไรก็ตาม ทั้งเขาและ Gliese 667 Cc ที่กล่าวถึงข้างต้นสูญเสียคะแนนจากลมสุริยะที่พัดแรง ซึ่งมีพลังมากกว่าแสงอาทิตย์ที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ของเราเอง แน่นอนว่านี่ไม่ได้หมายถึงการกีดกันการดำรงอยู่ของชีวิตที่นั่น แต่จะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขเพิ่มเติม เช่น การกระทำของสนามแม่เหล็กป้องกัน

หนึ่งในสิ่งที่นักดาราศาสตร์ค้นพบเหมือนโลกคือดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 41 ปีแสง ทำเครื่องหมายเป็น LHS 1140b. ที่ขนาด 1,4 เท่าของโลกและหนาแน่นเป็นสองเท่า มันตั้งอยู่ในพื้นที่บ้านเกิดของระบบดาวฤกษ์บ้านเกิด

Jason Dittmann จาก Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics กล่าวว่า "นี่เป็นสิ่งที่ดีที่สุดที่ฉันเคยเห็นในทศวรรษที่ผ่านมา" กล่าวอย่างกระตือรือร้นในการแถลงข่าวเกี่ยวกับการค้นพบนี้ “การสังเกตการณ์ในอนาคตอาจตรวจพบบรรยากาศที่น่าอยู่อาศัยได้เป็นครั้งแรก เราวางแผนที่จะมองหาน้ำที่นั่น และในที่สุดโมเลกุลออกซิเจน”

แม้กระทั่งระบบดาวทั้งดวงที่มีบทบาทเกือบจะเป็นดาวฤกษ์ในประเภทของดาวเคราะห์นอกระบบที่มีความเป็นไปได้ นี่คือ TRAPPIST-1 ในกลุ่มดาวราศีกุมภ์ ซึ่งอยู่ห่างออกไป 39 ปีแสง การสังเกตการณ์ได้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของดาวเคราะห์น้อยอย่างน้อยเจ็ดดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ใจกลาง สามคนตั้งอยู่ในเขตที่อยู่อาศัย

“นี่เป็นระบบดาวเคราะห์ที่น่าทึ่ง ไม่เพียงเพราะเราพบดาวเคราะห์จำนวนมากในนั้น แต่ยังเป็นเพราะพวกมันทั้งหมดมีขนาดใกล้เคียงกับโลกอย่างมาก” มิคาเอลกิลลอนจากมหาวิทยาลัยลีแอชในเบลเยียมซึ่งทำการศึกษาระบบในปี 2016 กล่าวในการแถลงข่าว . ดาวเคราะห์สองดวงนี้ ดักแด้-1b Oraz ดักแด้-1sมองเข้าไปใกล้ ๆ ใต้แว่นขยาย พวกมันกลายเป็นวัตถุที่เป็นหินเหมือนโลก ทำให้พวกมันเหมาะสมที่จะมีชีวิตอยู่ต่อไป

ดักแด้-1 มันคือดาวแคระแดง ดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ และการเปรียบเทียบหลายอย่างอาจทำให้เราล้มเหลว จะเป็นอย่างไรถ้าเรากำลังมองหาความคล้ายคลึงกันที่สำคัญกับดาราหลักของเรา จากนั้นดาวดวงหนึ่งก็หมุนไปในกลุ่มดาว Cygnus ซึ่งคล้ายกับดวงอาทิตย์มาก มีขนาดใหญ่กว่าโลก 60% แต่ยังคงต้องพิจารณาว่าเป็นดาวเคราะห์หินและมีน้ำเป็นของเหลวหรือไม่

“ดาวเคราะห์ดวงนี้ใช้เวลา 6 พันล้านปีในเขตบ้านเกิดของดาวฤกษ์ของมัน มันยาวกว่าโลกมาก” จอห์น เจนกินส์ จาก Ames Research Center ของ NASA กล่าวในการแถลงข่าวอย่างเป็นทางการ "มันหมายถึงโอกาสที่ชีวิตจะเกิดขึ้นมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีส่วนผสมและสภาวะที่จำเป็นทั้งหมดอยู่ที่นั่น"

อันที่จริง เมื่อไม่นานนี้เอง ในปี 2017 ในวารสาร Astronomical Journal นักวิจัยได้ประกาศการค้นพบ ชั้นบรรยากาศแรกรอบดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก. ด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวยุโรปตอนใต้ในชิลี นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าในระหว่างการขนส่งมันเปลี่ยนแสงส่วนหนึ่งของดาวฤกษ์แม่ของมันอย่างไร โลกนี้เรียกว่า GJ 1132b (2) มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1,4 เท่า และอยู่ห่างจากโลก 39 ปีแสง

2. การสร้างภาพศิลปะของบรรยากาศรอบดาวเคราะห์นอกระบบ GJ 1132b

การสังเกตพบว่า "ซุปเปอร์เอิร์ธ" ถูกปกคลุมด้วยชั้นหนาของก๊าซ ไอน้ำ หรือมีเทน หรือส่วนผสมของทั้งสองอย่าง ดาวฤกษ์ที่ GJ 1132b โคจรรอบนั้นเล็กกว่า เย็นกว่าและมืดกว่าดวงอาทิตย์มาก อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนไม่น่าเป็นไปได้ที่วัตถุนี้จะอยู่อาศัยได้ อุณหภูมิพื้นผิวของมันคือ 370 องศาเซลเซียส

วิธีการค้นหา

แบบจำลองที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์เพียงหนึ่งเดียวที่สามารถช่วยเราในการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น (3) คือชีวมณฑลของโลก เราสามารถสร้างรายชื่อระบบนิเวศที่หลากหลายที่โลกของเรานำเสนอได้รวมถึง: ปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่อยู่ลึกลงไปที่พื้นทะเล ถ้ำน้ำแข็งแอนตาร์กติก แอ่งภูเขาไฟ การรั่วไหลของก๊าซมีเทนเย็นจากพื้นทะเล ถ้ำที่เต็มไปด้วยกรดซัลฟิวริก เหมือง และสถานที่หรือปรากฏการณ์อื่น ๆ อีกมากมายตั้งแต่สตราโตสเฟียร์ไปจนถึงเสื้อคลุม ทุกสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับชีวิตในสภาวะสุดขั้วบนโลกของเราช่วยขยายขอบเขตการวิจัยอวกาศได้อย่างมาก

3. ทัศนศิลป์ของดาวเคราะห์นอกระบบ

นักวิชาการบางครั้งเรียกโลกว่าคุณพ่อ ชีวมณฑลประเภท 1. โลกของเราแสดงสัญญาณของชีวิตมากมายบนพื้นผิวของมัน ส่วนใหญ่มาจากพลังงาน ในขณะเดียวกันก็มีอยู่บนโลกนั่นเอง ชีวมณฑลประเภท 2อำพรางมากขึ้น ตัวอย่างในอวกาศ ได้แก่ ดาวเคราะห์ต่างๆ เช่น ดาวอังคารในปัจจุบัน ดวงจันทร์น้ำแข็งของยักษ์ก๊าซ และวัตถุอื่นๆ อีกมากมาย

เพิ่งเปิดตัว ดาวเทียมทรานสิทสำหรับการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ (TESS) เพื่อทำงานต่อ กล่าวคือ เพื่อค้นหาและระบุจุดที่น่าสนใจในจักรวาล เราหวังว่าจะมีการศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์, ทำงานในช่วงอินฟราเรด - ถ้ามันขึ้นสู่วงโคจรในที่สุด ในด้านงานแนวคิดมีภารกิจอื่นอยู่แล้ว - หอดูดาวดาวเคราะห์นอกระบบที่อาศัยอยู่ (HabEx) หลายช่วง ตัวตรวจสอบอินฟราเรดแบบออปติคอล UV ขนาดใหญ่ (LUVUAR) หรือ Origins กล้องโทรทรรศน์อวกาศ อินฟราเรด (OST) มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับบรรยากาศและส่วนประกอบดาวเคราะห์นอกระบบ โดยมุ่งเน้นที่การค้นหา ชีวประวัติของชีวิต.

๔. ร่องรอยการดำรงอยู่ต่าง ๆ

สุดท้ายคือโหราศาสตร์ Biosignatures คือ สสาร วัตถุ หรือปรากฏการณ์ที่เกิดจากการดำรงอยู่และกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต (4). โดยทั่วไปแล้ว ภารกิจจะมองหาลายเซ็นชีวภาพบนบก เช่น ก๊าซและอนุภาคในชั้นบรรยากาศ ตลอดจนภาพพื้นผิวของระบบนิเวศ อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญจาก National Academy of Sciences, Engineering and Medicine (NASEM) ซึ่งร่วมมือกับ NASA กล่าวว่าจำเป็นต้องย้ายออกจาก geocentrism

- หมายเหตุ ศ. บาร์บาร่า โลลาร์.

แท็กทั่วไปสามารถเป็น น้ำตาล. การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลน้ำตาลและส่วนประกอบ DNA 2-deoxyribose อาจมีอยู่ในมุมที่ห่างไกลของจักรวาล ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของ NASA ได้สร้างมันขึ้นมาในสภาพห้องปฏิบัติการที่เลียนแบบอวกาศระหว่างดวงดาว ในสิ่งพิมพ์ใน Nature Communications นักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าสารเคมีสามารถกระจายไปทั่วจักรวาลได้

ในปี 2016 นักวิจัยอีกกลุ่มหนึ่งในฝรั่งเศสได้ค้นพบที่คล้ายกันเกี่ยวกับไรโบส ซึ่งเป็นน้ำตาลอาร์เอ็นเอที่ร่างกายใช้ทำโปรตีนและคิดว่าจะเป็นสารตั้งต้นที่เป็นไปได้ของ DNA ในชีวิตในวัยเด็กบนโลก น้ำตาลเชิงซ้อน เพิ่มเข้าไปในรายการสารประกอบอินทรีย์ที่พบในอุกกาบาตและผลิตในห้องปฏิบัติการที่เลียนแบบพื้นที่ สิ่งเหล่านี้รวมถึงกรดอะมิโน ส่วนประกอบพื้นฐานของโปรตีน ฐานไนโตรเจน หน่วยพื้นฐานของรหัสพันธุกรรม และคลาสของโมเลกุลที่ชีวิตใช้เพื่อสร้างเยื่อหุ้มรอบเซลล์

โลกยุคแรกน่าจะเต็มไปด้วยวัสดุดังกล่าวโดยอุกกาบาตและดาวหางที่กระทบพื้นผิวของมัน อนุพันธ์ของน้ำตาลสามารถพัฒนาเป็นน้ำตาลที่ใช้ใน DNA และ RNA ในที่ที่มีน้ำ ซึ่งเป็นการเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการศึกษาเคมีของสิ่งมีชีวิตในวัยเด็ก

"กว่าสองทศวรรษที่ผ่านมา เราสงสัยว่าสารเคมีที่เราพบในอวกาศสามารถสร้างสารประกอบที่จำเป็นสำหรับชีวิตได้หรือไม่" สก็อตต์ แซนด์ฟอร์ด จาก Ames Laboratory of Astrophysics and Astrochemistry ของ NASA ผู้ร่วมวิจัยเขียน “จักรวาลเป็นนักเคมีอินทรีย์ มีภาชนะขนาดใหญ่และใช้เวลานาน และผลที่ได้คือสารอินทรีย์จำนวนมาก ซึ่งบางส่วนยังคงมีประโยชน์ต่อชีวิต

ปัจจุบันไม่มีเครื่องมือง่ายๆ ในการตรวจจับชีวิต จนกว่ากล้องจะจับภาพวัฒนธรรมแบคทีเรียที่กำลังเติบโตบนหินดาวอังคารหรือแพลงก์ตอนที่ว่ายน้ำอยู่ใต้น้ำแข็งของเอนเซลาดัส นักวิทยาศาสตร์จะต้องใช้เครื่องมือและข้อมูลชุดหนึ่งเพื่อค้นหาชีวประวัติหรือสัญญาณแห่งชีวิต

5. บรรยากาศในห้องปฏิบัติการที่เสริมด้วย CO2 ที่มีการปล่อยพลาสมา

ในทางกลับกัน การตรวจสอบวิธีการและชีวประวัติบางวิธีก็คุ้มค่า นักปราชญ์ย่อมรับรู้กันดีอยู่แล้ว เช่น การปรากฏตัวของออกซิเจนในบรรยากาศ ดาวเคราะห์เป็นสัญญาณว่าอาจมีชีวิตอยู่บนนั้น อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาใหม่ของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ที่ตีพิมพ์ในเดือนธันวาคม 2018 ใน ACS Earth and Space Chemistry แนะนำให้พิจารณามุมมองที่คล้ายคลึงกันอีกครั้ง

ทีมวิจัยได้ทำการทดลองจำลองในห้องทดลองที่ออกแบบโดย Sarah Hirst (5) นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบส่วนผสมของก๊าซ XNUMX ชนิดที่สามารถทำนายได้ในบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ เช่น ซุปเปอร์เอิร์ธและมินิเนปทูเนียม ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด ทางช้างเผือก. พวกเขาเปิดเผยส่วนผสมของพลังงานสองประเภท คล้ายกับที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ พวกเขาพบสถานการณ์มากมายที่สร้างทั้งออกซิเจนและโมเลกุลอินทรีย์ที่สามารถสร้างน้ำตาลและกรดอะมิโนได้ 

อย่างไรก็ตาม ไม่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดระหว่างออกซิเจนและส่วนประกอบของชีวิต ดูเหมือนว่าออกซิเจนจะสามารถผลิตกระบวนการทางชีวภาพได้สำเร็จ และในขณะเดียวกัน ในทางกลับกัน ดาวเคราะห์ที่ไม่มีระดับออกซิเจนที่ตรวจจับได้สามารถรับชีวิตได้ ซึ่งเกิดขึ้นจริงแม้กระทั่งบนโลก ก่อนที่ไซยาโนแบคทีเรียจะเริ่มต้นขึ้น เพื่อผลิตออกซิเจนอย่างหนาแน่น

หอดูดาวที่คาดการณ์ไว้ รวมถึงหอสังเกตการณ์ในอวกาศสามารถดูแลได้ การวิเคราะห์สเปกตรัมดาวเคราะห์ มองหาชีวประวัติดังกล่าว แสงที่สะท้อนจากพืชพรรณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนดาวเคราะห์ที่เก่ากว่าและอบอุ่นกว่า อาจเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงชีวิตที่ทรงพลัง งานวิจัยใหม่จากนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์แสดงให้เห็น

พืชดูดซับแสงที่มองเห็นได้โดยใช้การสังเคราะห์แสงเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงาน แต่ไม่ดูดซับส่วนสีเขียวของสเปกตรัมซึ่งเป็นสาเหตุที่เราเห็นเป็นสีเขียว แสงอินฟราเรดส่วนใหญ่จะสะท้อนเช่นกัน แต่เรามองไม่เห็นอีกต่อไป แสงอินฟราเรดที่สะท้อนแสงจะสร้างจุดสูงสุดที่คมชัดในกราฟสเปกตรัม ซึ่งเรียกว่า "ขอบสีแดง" ของผัก ยังไม่ชัดเจนว่าเหตุใดพืชจึงสะท้อนแสงอินฟราเรด แม้ว่างานวิจัยบางชิ้นแนะนำว่าควรทำเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากความร้อน

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่การค้นพบขอบสีแดงของพืชพรรณบนดาวเคราะห์ดวงอื่นจะเป็นเครื่องพิสูจน์การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่นั่น ผู้เขียนบทความ Astrobiology Jack O'Malley-James และ Lisa Kaltenegger จาก Cornell University ได้อธิบายว่าขอบสีแดงของพืชพรรณอาจเปลี่ยนแปลงไปตลอดประวัติศาสตร์ของโลกได้อย่างไร (6) พืชพรรณบนพื้นดิน เช่น มอส ปรากฏตัวครั้งแรกบนโลกเมื่อ 725 ถึง 500 ล้านปีก่อน ไม้ดอกและต้นไม้สมัยใหม่ปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 130 ล้านปีก่อน พืชพรรณหลายชนิดสะท้อนแสงอินฟราเรดแตกต่างกันเล็กน้อย โดยมียอดและความยาวคลื่นต่างกัน มอสในยุคแรกเป็นจุดสนใจที่อ่อนแอที่สุดเมื่อเทียบกับพืชสมัยใหม่ โดยทั่วไป สัญญาณพืชในสเปกตรัมจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป

6. แสงสะท้อนจากพื้นโลก ขึ้นอยู่กับชนิดของพืชที่ปกคลุม

การศึกษาอื่นซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances ในเดือนมกราคม 2018 โดยทีมของ David Catling นักเคมีในบรรยากาศที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเทิล เจาะลึกประวัติศาสตร์โลกของเราเพื่อพัฒนาสูตรใหม่สำหรับการตรวจหาชีวิตเซลล์เดียวใน วัตถุที่อยู่ห่างไกลในอนาคตอันใกล้ . จากประวัติศาสตร์โลก XNUMX พันล้านปี สองคนแรกสามารถอธิบายได้ว่าเป็น "โลกที่ลื่นไหล" ที่ปกครองโดย จุลินทรีย์ที่มีเทนสำหรับผู้ที่ออกซิเจนไม่ใช่ก๊าซที่ให้ชีวิต แต่เป็นพิษร้ายแรง การเกิดขึ้นของไซยาโนแบคทีเรีย กล่าวคือ ไซยาโนแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีเขียวที่ได้มาจากคลอโรฟิลล์ กำหนดในอีกสองพันล้านปีข้างหน้า โดยเปลี่ยนจุลินทรีย์ "เมทาโนเจน" ออกเป็นซอกเล็กๆ ที่ซึ่งออกซิเจนไม่สามารถรับได้ เช่น ถ้ำ แผ่นดินไหว ฯลฯ ไซยาโนแบคทีเรียเปลี่ยนดาวเคราะห์สีเขียวของเราทีละน้อย , เติมบรรยากาศด้วยออกซิเจนและสร้างพื้นฐานให้กับโลกสมัยใหม่ที่รู้จักกัน

ไม่ใช่เรื่องใหม่ทั้งหมดที่มีการกล่าวอ้างว่าสิ่งมีชีวิตแรกบนโลกอาจเป็นสีม่วง ดังนั้นสิ่งมีชีวิตต่างดาวตามสมมุติฐานบนดาวเคราะห์นอกระบบก็อาจเป็นสีม่วงได้เช่นกัน

นักจุลชีววิทยา Shiladitya Dassarma จากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยแมริแลนด์และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Edward Schwiterman จาก University of California, Riverside เป็นผู้เขียนงานวิจัยเรื่องนี้ซึ่งตีพิมพ์ในเดือนตุลาคม 2018 ใน International Journal of Astrobiology ไม่เพียง แต่ Dassarma และ Schwiterman เท่านั้น แต่นักโหราศาสตร์อีกหลายคนเชื่อว่าหนึ่งในผู้อาศัยกลุ่มแรก ๆ ของโลกของเราคือ halobacteria. จุลินทรีย์เหล่านี้ดูดซับสเปกตรัมสีเขียวของรังสีและแปลงเป็นพลังงาน พวกมันสะท้อนรังสีไวโอเลตที่ทำให้โลกของเราเป็นแบบนี้เมื่อมองจากอวกาศ

ในการดูดซับแสงสีเขียว แฮโลแบคทีเรียใช้เรตินา ซึ่งเป็นสีม่วงที่มองเห็นได้ในดวงตาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เมื่อเวลาผ่านไป โลกของเราก็ถูกแบคทีเรียครอบงำด้วยคลอโรฟิลล์ ซึ่งดูดซับแสงสีม่วงและสะท้อนแสงสีเขียว นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้โลกดูเป็นอย่างนั้น อย่างไรก็ตาม นักโหราศาสตร์สงสัยว่าฮาโลแบคทีเรียอาจมีวิวัฒนาการต่อไปในระบบดาวเคราะห์อื่น ดังนั้นพวกเขาจึงแนะนำการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์สีม่วง (7)

ชีวประวัติเป็นสิ่งหนึ่ง อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงมองหาวิธีการตรวจจับเทคโนโลยีเช่นกัน เช่น สัญญาณของการดำรงอยู่ของชีวิตขั้นสูงและอารยธรรมทางเทคนิค

นาซ่าประกาศในปี 2018 ว่าได้เพิ่มความเข้มข้นในการค้นหาชีวิตมนุษย์ต่างดาวโดยใช้เพียง "ลายเซ็นทางเทคโนโลยี" ซึ่งตามที่หน่วยงานเขียนไว้ในเว็บไซต์ของตน "เป็นสัญญาณหรือสัญญาณที่ทำให้เราสามารถสรุปการมีอยู่ของชีวิตเทคโนโลยีที่ใดที่หนึ่งในจักรวาล ” . เทคนิคที่มีชื่อเสียงที่สุดที่หาได้คือ สัญญาณวิทยุ. อย่างไรก็ตาม เรารู้จักสิ่งอื่นๆ อีกมากมาย แม้กระทั่งร่องรอยของการก่อสร้างและการดำเนินงานของโครงสร้างขนาดใหญ่สมมติ เช่น ที่เรียกว่า ไดสันทรงกลม (แปด). รายชื่อของพวกเขาถูกรวบรวมระหว่างการประชุมเชิงปฏิบัติการที่จัดโดย NASA ในเดือนพฤศจิกายน 8 (ดูกล่องตรงข้าม)

— โครงการนักศึกษาของ UC Santa Barbara — ใช้ชุดกล้องโทรทรรศน์ที่มุ่งเป้าไปที่ดาราจักรแอนโดรเมดาที่อยู่ใกล้เคียง เช่นเดียวกับดาราจักรอื่นๆ รวมทั้งดาราจักรของเราเอง เพื่อตรวจจับลักษณะทางเทคนิค นักสำรวจรุ่นเยาว์กำลังมองหาอารยธรรมที่คล้ายกับของเราหรือที่สูงกว่าของเรา โดยพยายามส่งสัญญาณการมีอยู่ของมันด้วยลำแสงออปติคัลที่คล้ายกับเลเซอร์หรือมาเซอร์

การค้นหาแบบดั้งเดิม เช่น ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุของ SETI มีข้อจำกัดสองประการ ประการแรก สันนิษฐานว่ามนุษย์ต่างดาวอัจฉริยะ (ถ้ามี) กำลังพยายามคุยกับเราโดยตรง ประการที่สอง เราจะรับรู้ข้อความเหล่านี้หากเราพบ

ความก้าวหน้าล่าสุดใน (AI) เปิดโอกาสที่น่าตื่นเต้นในการตรวจสอบข้อมูลที่รวบรวมทั้งหมดอีกครั้งเพื่อหาความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อยที่มองข้ามไป แนวคิดนี้เป็นหัวใจสำคัญของกลยุทธ์ SETI ใหม่ สแกนหาความผิดปกติซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นสัญญาณสื่อสาร แต่เป็นผลพลอยได้จากอารยธรรมที่มีเทคโนโลยีสูง โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาให้ครอบคลุมและชาญฉลาด”เครื่องยนต์ผิดปกติ“สามารถกำหนดว่าค่าข้อมูลและรูปแบบการเชื่อมต่อใดผิดปกติ

เทคโนโลยี

จากรายงานการประชุมเชิงปฏิบัติการของ NASA วันที่ 28 พฤศจิกายน 2018 เราสามารถแยกแยะลักษณะทางเทคนิคได้หลายประเภท

การสื่อสาร

"ข้อความในขวด" และสิ่งประดิษฐ์ของมนุษย์ต่างดาว เราส่งข้อความเหล่านี้ด้วยตัวเองบนเรือ Pioneer และ Voyager สิ่งเหล่านี้เป็นทั้งวัตถุทางกายภาพและรังสีที่มาพร้อมกัน

ปัญญาประดิษฐ์. ขณะที่เราเรียนรู้ที่จะใช้ AI เพื่อประโยชน์ของเราเอง เราก็เพิ่มความสามารถในการรับรู้สัญญาณ AI ของมนุษย์ต่างดาวที่อาจเกิดขึ้น ที่น่าสนใจ ยังมีความเป็นไปได้ที่จะมีการเชื่อมโยงระหว่างระบบโลกกับปัญญาประดิษฐ์และรูปแบบปัญญาประดิษฐ์ในอวกาศในอนาคตอันใกล้นี้ การใช้ AI ในการค้นหาลายเซ็นเทคโนโลยีของมนุษย์ต่างดาวตลอดจนความช่วยเหลือในการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่และการจดจำรูปแบบนั้นดูมีแนวโน้มแม้ว่าจะไม่แน่นอนเลยว่า AI จะปราศจากอคติในการรับรู้ของมนุษย์

บรรยากาศ

วิธีประดิษฐ์ที่ชัดเจนที่สุดวิธีหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่ปรากฏของโลกโดยมนุษย์คือมลภาวะในชั้นบรรยากาศ ดังนั้น ไม่ว่าสิ่งเหล่านี้จะเป็นองค์ประกอบบรรยากาศเทียมที่สร้างขึ้นเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมที่ไม่ต้องการ หรือรูปแบบวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์โดยเจตนา การตรวจจับการมีอยู่ของชีวิตจากความสัมพันธ์ดังกล่าวสามารถเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ทรงพลังและชัดเจนที่สุด

โครงสร้าง

โครงสร้างขนาดใหญ่ประดิษฐ์ พวกมันไม่จำเป็นต้องเป็นทรงกลม Dyson ที่ล้อมรอบดาวฤกษ์แม่โดยตรง นอกจากนี้ยังสามารถเป็นโครงสร้างที่มีขนาดเล็กกว่าทวีป เช่น โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีการสะท้อนแสงสูงหรือดูดซับได้สูง (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ซึ่งอยู่เหนือพื้นผิวหรือในอวกาศเหนือเมฆ

เกาะร้อน. การดำรงอยู่ของพวกเขาขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่าอารยธรรมที่พัฒนาแล้วเพียงพอกำลังจัดการกับความร้อนเหลือทิ้งอย่างแข็งขัน

แสงประดิษฐ์ เมื่อเทคนิคการสังเกตพัฒนาขึ้น ควรพบแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ที่ด้านกลางคืนของดาวเคราะห์นอกระบบ

ในระดับดาวเคราะห์

การสูญเสียพลังงาน สำหรับ biosignatures ได้มีการพัฒนาแบบจำลองของพลังงานที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการชีวิตบนดาวเคราะห์นอกระบบ ในกรณีที่มีหลักฐานการมีอยู่ของเทคโนโลยี การสร้างแบบจำลองดังกล่าวตามอารยธรรมของเราเองนั้นเป็นไปได้ แม้ว่าอาจไม่น่าเชื่อถือก็ตาม 

ความเสถียรของสภาพอากาศหรือความไม่แน่นอน เทคโนโลยีที่แข็งแกร่งสามารถเชื่อมโยงได้ทั้งกับความเสถียร เมื่อไม่มีเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับมัน หรือกับความไม่เสถียร 

ภูมิวิศวกรรม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอารยะธรรมขั้นสูงอาจต้องการสร้างเงื่อนไขที่คล้ายกับที่รู้ในโลกบ้านเกิดของตนบนดาวเคราะห์ที่กำลังขยายตัว หนึ่งในเทคโนโลยีที่เป็นไปได้ เช่น การค้นพบดาวเคราะห์หลายดวงในระบบเดียวที่มีสภาพอากาศคล้ายคลึงกันอย่างน่าสงสัย

วิธีการรับรู้ชีวิต?

การศึกษาวัฒนธรรมสมัยใหม่ เช่น วรรณกรรมและภาพยนตร์ แนวคิดเกี่ยวกับรูปลักษณ์ของมนุษย์ต่างดาวส่วนใหญ่มาจากบุคคลเพียงคนเดียว - เฮอร์เบิร์ต จอร์จ เวลส์. ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 1895 ในบทความเรื่อง "The Million Man of the Year" เขาคาดการณ์ล่วงหน้าว่าหนึ่งล้านปีต่อมาในปี พ.ศ. 1898 ในนวนิยายเรื่อง The Time Machine เขาได้สร้างแนวคิดเรื่องวิวัฒนาการในอนาคตของมนุษย์ ต้นแบบของมนุษย์ต่างดาวนำเสนอโดยนักเขียนใน The War of the Worlds (1901) พัฒนาแนวคิดเรื่อง Selenite ในหน้านวนิยายเรื่อง The First Men in the Moon (XNUMX)

อย่างไรก็ตาม นักโหราศาสตร์หลายคนเชื่อว่าชีวิตส่วนใหญ่ที่เราเคยพบจากโลกจะเป็น สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว. พวกเขาอนุมานสิ่งนี้จากความรุนแรงของโลกส่วนใหญ่ที่เราพบจนถึงขณะนี้ในแหล่งที่อยู่อาศัยที่เรียกว่า และความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกมีอยู่ในสถานะเซลล์เดียวเป็นเวลาประมาณ 3 พันล้านปีก่อนจะพัฒนาไปเป็นรูปแบบหลายเซลล์

กาแล็กซีอาจเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิต แต่อาจเป็นจุลทรรศน์ส่วนใหญ่

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2017 นักวิทยาศาสตร์จาก University of Oxford ในสหราชอาณาจักรได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง "Darwin's Aliens" ใน International Journal of Astrobiology ในนั้นพวกเขาแย้งว่ารูปแบบชีวิตของมนุษย์ต่างดาวที่เป็นไปได้ทั้งหมดอยู่ภายใต้กฎพื้นฐานของการคัดเลือกโดยธรรมชาติเช่นเดียวกับเรา

Sam Levin จากแผนกสัตววิทยาออกซ์ฟอร์ดกล่าวว่า "ในกาแลคซีของเราเองอาจมีดาวเคราะห์นับแสนดวงที่อาศัยอยู่ได้ “แต่เรามีตัวอย่างที่แท้จริงของชีวิตเพียงตัวอย่างเดียว บนพื้นฐานของการที่เราสามารถสร้างนิมิตและการทำนายของเราได้ และนั่นก็มาจากโลก”

เลวินและทีมของเขากล่าวว่าเป็นการดีที่จะทำนายว่าชีวิตบนดาวดวงอื่นจะเป็นอย่างไร ทฤษฎีวิวัฒนาการ. แน่นอนว่าเขาต้องค่อยๆ พัฒนาเพื่อแข็งแกร่งขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อเผชิญกับความท้าทายต่างๆ

“หากปราศจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ชีวิตจะไม่ได้รับหน้าที่ที่จำเป็นต่อการอยู่รอด เช่น เมแทบอลิซึม ความสามารถในการเคลื่อนไหว หรือมีอวัยวะรับความรู้สึก” บทความกล่าว “มันจะไม่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของมัน พัฒนาในกระบวนการเป็นสิ่งที่ซับซ้อน สังเกตได้ และน่าสนใจ”

ไม่ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นในชีวิตจะต้องเผชิญกับปัญหาเดียวกันเสมอ ตั้งแต่การหาวิธีที่จะใช้ความร้อนจากดวงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพไปจนถึงความจำเป็นในการจัดการกับวัตถุในสภาพแวดล้อม

นักวิจัยจากอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าวว่าในอดีตที่ผ่านมามีความพยายามอย่างจริงจังในการคาดการณ์โลกของเราและความรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับเคมี ธรณีวิทยาและฟิสิกส์เพื่อคาดเดาชีวิตมนุษย์ต่างดาว

เลวินพูดว่า -.

นักวิจัยจากอ็อกซ์ฟอร์ดได้พยายามสร้างตัวอย่างสมมุติขึ้นมาหลายตัวอย่างด้วยตนเอง สิ่งมีชีวิตนอกโลก (9)

9 มนุษย์ต่างดาวที่มองเห็นได้จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด

เลวินอธิบาย -

ดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ตามทฤษฎีส่วนใหญ่ที่เรารู้จักทุกวันนี้โคจรรอบดาวแคระแดง กระแสน้ำขวางกั้น นั่นคือ ด้านหนึ่งหันหน้าเข้าหาดาวอุ่นตลอดเวลา และอีกด้านหันหน้าไปทางอวกาศ

ศาสตราจารย์กล่าว Graziella Caprelli จากมหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลีย

ตามทฤษฎีนี้ ศิลปินชาวออสเตรเลียได้สร้างภาพที่น่าสนใจของสิ่งมีชีวิตสมมุติที่อาศัยอยู่รอบโลกที่โคจรรอบดาวแคระแดง (10)

10. การแสดงภาพสิ่งมีชีวิตสมมุติบนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวแคระแดง

แนวความคิดและสมมติฐานอธิบายว่าชีวิตจะอยู่บนพื้นฐานคาร์บอนหรือซิลิกอน ซึ่งพบได้ทั่วไปในจักรวาล และบนหลักการสากลแห่งวิวัฒนาการ อย่างไรก็ตาม อาจขัดแย้งกับมานุษยวิทยาและอคติที่ไม่สามารถรับรู้ "ผู้อื่น" ได้ Stanislav Lem อธิบายไว้อย่างน่าสนใจใน "Fiasco" ซึ่งตัวละครจะมองดูเอเลี่ยน แต่หลังจากนั้นไม่นานพวกเขาก็รู้ว่าพวกเขาเป็นเอเลี่ยน เพื่อแสดงให้เห็นถึงจุดอ่อนของมนุษย์ในการตระหนักถึงบางสิ่งที่น่าแปลกใจและเพียงแค่ "ต่างชาติ" นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปนเพิ่งทำการทดลองที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการศึกษาทางจิตวิทยาที่มีชื่อเสียงในปี 1999

จำได้ว่าในเวอร์ชันดั้งเดิม นักวิทยาศาสตร์ได้ขอให้ผู้เข้าร่วมทำงานให้เสร็จในขณะที่ดูฉากที่มีบางสิ่งที่น่าประหลาดใจ เช่น ผู้ชายที่แต่งตัวเป็นกอริลลา ซึ่งเป็นงาน (เช่น การนับจำนวนรอบในเกมบาสเก็ตบอล) . ปรากฎว่าผู้สังเกตการณ์ส่วนใหญ่สนใจในกิจกรรมของพวกเขา ... ไม่ได้สังเกตกอริลลา

ในครั้งนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยกาดิซได้ขอให้ผู้เข้าร่วม 137 คนสแกนภาพถ่ายทางอากาศของภาพถ่ายอวกาศและค้นหาโครงสร้างที่สร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดซึ่งดูไม่เป็นธรรมชาติ ในภาพหนึ่ง นักวิจัยรวมภาพถ่ายขนาดเล็กของชายคนหนึ่งที่ปลอมตัวเป็นกอริลลา มีผู้เข้าร่วมเพียง 45 คนจาก 137 คน หรือ 32,8% ของผู้เข้าร่วมเท่านั้นที่สังเกตเห็นกอริลลา แม้ว่าจะเป็น "มนุษย์ต่างดาว" ที่พวกเขาเห็นได้อย่างชัดเจนต่อหน้าต่อตา

แม้ว่าการเป็นตัวแทนและการระบุตัวคนแปลกหน้ายังคงเป็นงานที่ยากสำหรับมนุษย์อย่างเรา ความเชื่อที่ว่า "พวกเขาอยู่ที่นี่" นั้นเก่าแก่พอๆ กับอารยธรรมและวัฒนธรรม

กว่า 2500 ปีที่แล้ว Anaxagoras ปราชญ์เชื่อว่าชีวิตมีอยู่ในหลายโลกด้วย "เมล็ดพันธุ์" ที่กระจัดกระจายไปทั่วจักรวาล ประมาณหนึ่งร้อยปีต่อมา Epicurus สังเกตว่าโลกอาจเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ โลกที่มีผู้คนอาศัยอยู่ และห้าศตวรรษหลังจากนั้น Plutarch นักคิดชาวกรีกอีกคนหนึ่งแนะนำว่าดวงจันทร์อาจมีมนุษย์ต่างดาวอาศัยอยู่

อย่างที่คุณเห็น แนวคิดเรื่องชีวิตนอกโลกไม่ใช่แฟชั่นสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม วันนี้ เรามีทั้งสถานที่ที่น่าสนใจให้ดูแล้ว เช่นเดียวกับเทคนิคการค้นหาที่น่าสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ และความเต็มใจที่จะค้นหาสิ่งที่แตกต่างไปจากที่เรารู้อยู่แล้ว

อย่างไรก็ตาม มีรายละเอียดเล็กน้อย

แม้ว่าเราจะพบร่องรอยของชีวิตที่ไม่อาจปฏิเสธได้จากที่ใดที่หนึ่ง แต่ก็จะทำให้เรารู้สึกดีขึ้นที่ไม่สามารถไปถึงที่แห่งนี้ได้อย่างรวดเร็วหรือ

สภาพความเป็นอยู่ที่เหมาะสม

ดาวเคราะห์ในอีโคสเฟียร์/อีโคโซน/โซนที่เอื้ออาศัยได้,

นั่นคือในบริเวณรอบดาวฤกษ์ที่มีรูปร่างคล้ายชั้นทรงกลม ภายในพื้นที่ดังกล่าว อาจมีสภาพทางกายภาพและเคมีที่รับรองการเกิดขึ้น การบำรุงรักษา และการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต การมีอยู่ของน้ำของเหลวถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุด สภาพในอุดมคติของดาวฤกษ์นี้เรียกอีกอย่างว่า "โซนโกลด์ดิล็อคส์" - จากนิทานเด็กที่มีชื่อเสียงในโลกแองโกล-แซกซอน

มวลที่เพียงพอของดาวเคราะห์ สถานะของบางสิ่งที่ใกล้เคียงกับปริมาณพลังงาน มวลต้องไม่ใหญ่เกินไป เพราะแรงโน้มถ่วงสูงไม่เหมาะกับคุณ อย่างไรก็ตาม น้อยเกินไปที่จะรักษาบรรยากาศไว้ได้ ซึ่งจากมุมมองของเรา ในทัศนะของเรา สิ่งเหล่านี้เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับชีวิต

บรรยากาศ + ภาวะเรือนกระจก สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบอื่นๆ ที่คำนึงถึงมุมมองชีวิตของเราในปัจจุบัน บรรยากาศร้อนขึ้นเมื่อก๊าซในชั้นบรรยากาศทำปฏิกิริยากับรังสีของดาวฤกษ์ สำหรับชีวิตอย่างที่เราทราบ การจัดเก็บพลังงานความร้อนในบรรยากาศมีความสำคัญอย่างยิ่ง ที่แย่กว่านั้นคือถ้าปรากฏการณ์เรือนกระจกรุนแรงเกินไป เพื่อให้ "ถูกต้อง" คุณต้องมีเงื่อนไขของโซน "Goldilocks"

สนามแม่เหล็ก ช่วยปกป้องโลกจากการแผ่รังสีไอออไนซ์อย่างหนักของดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด