Carl Sagan odkrył życie na Ziemi 30 lat temu — oto dlaczego jego eksperyment jest nadal ważny

Carl Sagan odkrył życie na Ziemi 30 lat temu — oto dlaczego jego eksperyment jest nadal ważny

Znacznik czasu: 26 października 2023 2:56

Minęło 30 lat, odkąd grupa naukowców pod przewodnictwem Carl Sagan znaleziono dowód życia na Ziemi, wykorzystując dane z instrumentów znajdujących się na pokładzie NASA Galileo robotyczny statek kosmiczny. Tak, dobrze to przeczytałeś. Wśród wielu pereł mądrości Sagan zasłynął ze stwierdzenia, że ​​nauka to coś więcej niż tylko zbiór wiedzy – to sposób myślenia.

Innymi słowy, sposób, w jaki ludzie podchodzą do odkrywania nowej wiedzy, jest co najmniej tak samo ważny jak sama wiedza. W tym duchu badanie było przykładem „eksperymentu kontrolnego” – kluczowej części metody naukowej. Może to obejmować pytanie, czy dane badanie lub metoda analizy jest w stanie znaleźć dowody na coś, co już wiemy.

Załóżmy, że ktoś przeleciałby obok Ziemi w obcym statku kosmicznym z tymi samymi instrumentami na pokładzie, co Galileusz. Gdybyśmy nie wiedzieli nic więcej o Ziemi, czy bylibyśmy w stanie jednoznacznie wykryć życie tutaj, używając wyłącznie tych instrumentów (które nie byłyby zoptymalizowane pod kątem jego znalezienia)? Jeśli nie, co by to mówiło o naszej zdolności do wykrywania życia gdziekolwiek indziej?

Galileo wystartował w październiku 1989 r. w ramach sześcioletniego lotu do Jowisza. Jednak Galileusz musiał najpierw wykonać kilka orbit wewnętrznego Układu Słonecznego, przelatując blisko Ziemi i Wenus, aby nabrać prędkości wystarczającej do dotarcia do Jowisza.

W połowie 2000 roku naukowcy pobrali próbki brudu z przypominającego Marsa środowiska chilijskiej pustyni Atacama na Ziemi, czyli wiadomo, że zawiera życie mikrobiologiczne. Następnie przeprowadzili podobne eksperymenty, jakie przeprowadzono na statku kosmicznym NASA Viking (który miał na celu wykrycie życia na Marsie po wylądowaniu tam w 1970s), aby sprawdzić, czy w Atacamie można znaleźć życie.

Nie udało im się – co oznacza, że ​​gdyby statek kosmiczny Viking wylądował na Ziemi na pustyni Atakama i przeprowadził te same eksperymenty, co na Marsie, równie dobrze mógłby nieodebranych podpisów na całe życie, chociaż wiadomo, że jest obecny.

Wyniki Galileo

Galileo został wyposażony w różnorodne instrumenty przeznaczone do badania atmosfery i środowiska kosmicznego Jowisza i jego księżyców. Obejmowały one kamery obrazowe, spektrometry (które rozkładają światło według długości fali) i eksperyment radiowy.

Co ważne, autorzy badania nie założyli żadnych cech charakterystycznych dla życia na Ziemi od początku (od początku), ale próbowali wyciągnąć wnioski wyłącznie z danych. Spektrometr mapujący w bliskiej podczerwieni (NIMS) wykrył wodę gazową rozproszoną w atmosferze ziemskiej, lód na biegunach i duże połacie wody w stanie ciekłym „o wymiarach oceanicznych”. Rejestrował także temperatury w zakresie od -30°C do +18°C.

Zdjęcie wykonane przez sondę Galileo z odległości 2.4 mln km.
Widzisz nas? obraz Galileusza. Źródło obrazu: NASA

Dowód na życie? Jeszcze nie. Z badania wynika, że ​​wykrycie wody w stanie ciekłym i systemu pogody wodnej było a konieczne, ale niewystarczające argumenty.

NIMS wykrył także wysokie stężenie tlenu i metanu w atmosferze ziemskiej w porównaniu z innymi znanymi planetami. Obydwa są wysoce reaktywnymi gazami, które szybko reagują z innymi substancjami chemicznymi i rozpraszają się w krótkim czasie. Jedynym sposobem na utrzymanie takiej koncentracji tych gatunków było ich ciągłe uzupełnianie w jakiś sposób – co ponownie sugerowałoby, ale nie udowadniało życia. Inne instrumenty na statku kosmicznym wykryły obecność warstwy ozonowej, która chroni powierzchnię przed szkodliwym promieniowaniem UV ze słońca.

Można sobie wyobrazić, że proste spojrzenie przez aparat może wystarczyć, aby dostrzec życie. Ale zdjęcia pokazywały oceany, pustynie, chmury, lód i ciemniejsze regiony Ameryki Południowej, o których tylko dzięki wcześniejszej wiedzy wiemy, że są to lasy deszczowe. Jednak w połączeniu z większą spektrometrią stwierdzono, że wyraźna absorpcja światła czerwonego nakłada się na ciemniejsze obszary, co według badania „zdecydowanie sugeruje” absorpcję światła przez rośliny fotosyntetyzujące. Nie było znanych minerałów, które absorbowałyby światło dokładnie w ten sposób.

Wykonane zdjęcia o najwyższej rozdzielczości, zgodnie z geometrią przelotu, przedstawiały pustynie środkowej Australii i pokrywy lodowe Antarktydy. Dlatego żadne z wykonanych zdjęć nie przedstawiało miast ani wyraźnych przykładów rolnictwa. Sonda przeleciała obok planety podczas największego zbliżenia także w ciągu dnia, więc światła miast nocą również nie były widoczne.

Bardziej interesujący był jednak Galileusz eksperyment radiowy z falą plazmową. Kosmos jest pełen naturalnych emisji radiowych, jednak większość z nich to łącza szerokopasmowe. Oznacza to, że emisja z danego źródła naturalnego zachodzi na wielu częstotliwościach. Sztuczne źródła radiowe natomiast produkowane są w wąskim paśmie: codziennym przykładem jest dokładne dostrojenie radia analogowego wymagane do znalezienia stacji wśród zakłóceń.

Poniżej można zobaczyć przykład naturalnej emisji radiowej zorzy polarnej w atmosferze Saturna. Częstotliwość zmienia się szybko – w przeciwieństwie do stacji radiowej.

[Osadzone treści]

Galileo wykrył stałą wąskopasmową emisję radiową z Ziemi na stałych częstotliwościach. Z badania wynika, że ​​zjawisko to mogło pochodzić wyłącznie od cywilizacji technologicznej i można je było wykryć dopiero w ostatnim stuleciu. Gdyby nasz obcy statek kosmiczny przeleciał obok Ziemi w jakimkolwiek momencie w ciągu kilku miliardów lat poprzedzających XX wiek, nie dostrzegłby w ogóle żadnych ostatecznych dowodów na istnienie cywilizacji na Ziemi.

Być może nie jest więc zaskoczeniem, że jak dotąd nie znaleziono żadnych dowodów na istnienie życia pozaziemskiego. Nawet statek kosmiczny lecący w promieniu kilku tysięcy kilometrów od cywilizacji ludzkiej na Ziemi nie ma gwarancji, że go wykryje. Tego typu eksperymenty kontrolne mają zatem kluczowe znaczenie w poszukiwaniu życia gdzie indziej.

W obecnej epoce ludzkość odkryła już ponad 5,000 planet krążących wokół innych gwiazd, a nawet wykryliśmy obecność wody w atmosferach niektórych planet. Eksperyment Sagana pokazuje, że samo to nie wystarczy.

Mocne argumenty przemawiające za życiem gdzie indziej będą prawdopodobnie wymagać połączenia wzajemnie potwierdzających się dowodów, takich jak absorpcja światła w procesach podobnych do fotosyntezy, wąskopasmowa emisja radiowa, umiarkowane temperatury i pogoda oraz ślady substancji chemicznych w atmosferze, które trudno wyjaśnić czynnikami niebiologicznymi. oznacza. Wkraczając w erę instrumentów takich jak Teleskop kosmiczny Jamesa Webba, eksperyment Sagana pozostaje równie pouczający, jak 30 lat temu.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Kredytowych Image: Ziemia i Księżyc widziane przez sondę Galileo / NASA

Znak czasu:

Więcej z Centrum osobliwości