Carl Sagan upptäckte liv på jorden för 30 år sedan - här är varför hans experiment fortfarande spelar roll idag

Carl Sagan upptäckte liv på jorden för 30 år sedan - här är varför hans experiment fortfarande spelar roll idag

Tidsstämpel: 26 oktober 2023 2:56

Det har gått 30 år sedan en grupp forskare ledd av Carl Sagan hittade bevis för liv på jorden med hjälp av data från instrument ombord på NASA Galileo robotiska rymdfarkoster. Ja, du läste rätt. Bland sina många visdomspärlor var Sagan känd för att säga att vetenskap är mer än en kunskapsmassa – det är ett sätt att tänka.

Med andra ord, hur människor går till väga för att upptäcka ny kunskap är minst lika viktigt som själva kunskapen. I denna anda var studien ett exempel på ett "kontrollexperiment" - en kritisk del av den vetenskapliga metoden. Det kan handla om att fråga om en given studie eller analysmetod är kapabel att hitta bevis för något vi redan vet.

Anta att man skulle flyga förbi jorden i en främmande rymdfarkost med samma instrument ombord som Galileo hade. Om vi ​​inte visste något annat om jorden, skulle vi otvetydigt kunna upptäcka liv här utan att använda något annat än dessa instrument (som inte skulle vara optimerade för att hitta det)? Om inte, vad skulle det säga om vår förmåga att upptäcka liv någon annanstans?

Galileo lanserades i oktober 1989 på en sexårig flygning till Jupiter. Galileo var dock tvungen att först göra flera omloppsbanor av det inre solsystemet, göra nära förbiflygningar av jorden och Venus, för att få upp tillräckligt med hastighet för att nå Jupiter.

I mitten av 2000-talet tog forskare prover av smuts från den Mars-liknande miljön i Chiles Atacama-öken på jorden, vilket är känt att innehålla mikrobiellt liv. De använde sedan liknande experiment som de som användes på rymdfarkosten NASA Viking (som syftade till att upptäcka liv på Mars när de landade där i 1970s) för att se om liv kunde hittas i Atacama.

De misslyckades — innebörden var att om rymdfarkosten Viking hade landat på jorden i Atacamaöknen och utfört samma experiment som de gjorde på Mars, skulle de mycket väl ha kunnat missade signaturer för livet, även om det är känt att det finns.

Galileo resultat

Galileo var utrustad med en mängd olika instrument utformade för att studera atmosfären och rymdmiljön hos Jupiter och dess månar. Dessa inkluderade bildkameror, spektrometrar (som bryter ner ljus efter våglängd) och ett radioexperiment.

Viktigt är att författarna till studien inte antog några egenskaper hos livet på jorden ab initio (från början), men försökte dra sina slutsatser bara från data. Instrumentet för den nära infraröda kartläggningsspektrometern (NIMS) upptäckte gasformigt vatten fördelat över den terrestra atmosfären, is vid polerna och stora vidder av flytande vatten "av oceaniska dimensioner." Den registrerade också temperaturer från -30°C till +18°C.

Bild tagen av rymdfarkosten Galileo på ett avstånd av 2.4 miljoner km.
Kan du se oss? Galileo bild. Bildkredit: NASA

Bevis för livet? Inte än. Studien drog slutsatsen att detektionen av flytande vatten och ett vattenvädersystem var en nödvändigt men inte tillräckligt argument.

NIMS upptäckte också höga koncentrationer av syre och metan i jordens atmosfär, jämfört med andra kända planeter. Båda dessa är mycket reaktiva gaser som snabbt skulle reagera med andra kemikalier och försvinna på kort tid. Det enda sättet för sådana koncentrationer av dessa arter att upprätthållas var om de kontinuerligt fylldes på på något sätt - vilket återigen antydde, men inte bevisade, liv. Andra instrument på rymdfarkosten upptäckte närvaron av ett ozonskikt, vilket skyddade ytan från skadlig UV-strålning från solen.

Man kan tänka sig att en enkel blick genom kameran kan vara tillräckligt för att upptäcka livet. Men bilderna visade hav, öknar, moln, is och mörkare områden i Sydamerika som vi, bara med förkunskaper, förstås vet är regnskogar. Men en gång kombinerat med mer spektrometri visade sig en distinkt absorption av rött ljus överlagra de mörkare områdena, vilket studien drog slutsatsen var "starkt tydande" på ljus som absorberades av fotosyntetiskt växtliv. Inga mineraler var kända för att absorbera ljus på exakt detta sätt.

De högsta upplösta bilderna som togs, som dikterades av förbiflygningsgeometrin, var av öknarna i centrala Australien och inlandsisarna på Antarktis. Därför visade ingen av bilderna städer eller tydliga exempel på jordbruk. Rymdfarkosten flög också förbi planeten när det var närmast under dagtid, så ljus från städer på natten var inte heller synliga.

Av större intresse var dock Galileos plasmavågsradioexperiment. Kosmos är fullt av naturliga radiosändningar, men det mesta är bredband. Det vill säga, emissionen från en given naturlig källa sker över många frekvenser. Konstgjorda radiokällor, däremot, produceras i ett smalt band: ett vardagligt exempel är den noggranna inställningen av en analog radio som krävs för att hitta en station mitt i det statiska.

Ett exempel på naturlig radioemission från norrsken i Saturnus atmosfär kan höras nedan. Frekvensen ändras snabbt – till skillnad från en radiostation.

[Inbäddat innehåll]

Galileo upptäckte konsekvent smalbandsradioemission från jorden vid fasta frekvenser. Studien drog slutsatsen att detta bara kunde ha kommit från en teknisk civilisation, och skulle bara kunna upptäckas under det senaste århundradet. Om vår utomjordiska rymdfarkost hade flygit förbi jorden när som helst under några miljarder år före 20-talet, skulle den inte ha sett några definitiva bevis för en civilisation på jorden alls.

Det är kanske ingen överraskning då att det ännu inte har hittats några bevis för utomjordiskt liv. Inte ens en rymdfarkost som flyger inom några tusen kilometer från mänsklig civilisation på jorden kommer garanterat att upptäcka den. Kontrollexperiment som detta är därför avgörande för att informera om sökandet efter liv någon annanstans.

I den nuvarande eran har mänskligheten nu upptäckt över 5,000 XNUMX planeter runt andra stjärnor, och vi har till och med upptäckt förekomsten av vatten i atmosfärerna av vissa planeter. Sagans experiment visar att detta inte är tillräckligt i sig.

Ett starkt argument för liv någon annanstans kommer sannolikt att kräva en kombination av ömsesidigt stödjande bevis, såsom ljusabsorption genom fotosyntesliknande processer, smalbandsradioemission, blygsamma temperaturer och väder och kemiska spår i atmosfären som är svåra att förklara med icke-biologiska betyder att. När vi går in i en tid präglad av instrument som t.ex James Webb rymdteleskop, Sagans experiment är fortfarande lika informativt nu som det var för 30 år sedan.

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

Image Credit: Jorden och månen sett av rymdfarkosten Galileo / NASA

Tidsstämpel:

Mer från Singularity Hub