Élet a Földön kívül III.

Borítókép: Poszter a Stellaris című PC játékhoz (Paradox Interactive, 2016)

Élet a Földön kívül – 4. rész, A földönkívüli élet keresése-1

Most, hogy láttuk, a Naprendszerben milyen sok, az élet megtartására potenciálisan alkalmas égitest van, már nem is tűnik olyan lehetetlennek, hogy odakint is találjunk életet. Már csak az a kérdés, hogy hogyan keressük a jeleit? Például exobolygókat (Naprendszeren kívüli bolygókat) keresünk, méghozzá olyanokat, amelyek hasonlítanak a mi Földünkre. Ebben az esetben feltételezzük, hogy az életformák, amiket kutatunk, a miénkhez egészen hasonlók lehetnek. Hiszen erről a formáról már tudjuk, hogy egyszer létrejött. A hasonlóság alapján ugyanígy a Naprendszeren belüli égitesteken is keressük tovább az élet sejtes elemeit. Némi homályos bizonyíték-szerűség már van is az emberiség kezében, miszerint a Marson valaha lehetett élet. A metán légköri jelenléte szerves eredetű lehet, ekkora tömegben még nem tudjuk, hogy más forrásból is származhat-e. Az Európai Űrügynökség szakembereinek nagy része úgy véli, hogy valaha volt élet a Marson, egy kisebb részük úgy gondolkodik, hogy még akár most is lehet, csak még nem találtuk meg, mert amit az eddigi szondáinkkal meg tudtunk vizsgálni, az még kevés hozzá, hogy egyértelmű következtetéseket vonhassunk le.

A továbbiakban a Föld országai közvetlen kutatási célból további szondák fellövését tervezik. Sajnos a koronavírus világjárvány minden ilyen magasztos célt távolabbra taszított tőlünk, de az alábbi égitestekre még ebben a 2020-as évtizedben sor kerülhet: Európa hold, Titán hold, Enceladus hold (vízjég borítja, hasonló lehet, mint az Európa), Vénusz, Ceres törpebolygó (vízjég, karbonátok és egyéb szerves anyagok vannak a felszínén, érdekes kutatási célpont), valamint a Jupiter felső légköre. A Japán sikereken felbuzdulva aszteroidák befogását is tervezik, illetve üstökösök felszínére szondákat küldeni, amelyek tovább tágíthatják majd a tudásunkat a Naprendszeren túli világ működéséről⁸³.

A felfedezett exobolygókra azonban még nem tudunk szondát küldeni. Egyrészt olyan messze vannak, hogy meg se érjük, míg a szonda odaér, másrészt olyan nagyon sok utat kellene megtenniük a vaksötétben, hogy minden napelemmel működtetett rendszerük leállna és megfagyna. Ha nukleáris erőművet pakolunk ezekbe, akkor is ugyanez a végkifejlet, mert a reakciót nem tudjuk ötezer évre előre problémamentesre beállítani. És értelme sincs. Ötezer év múlva mi sem leszünk itt.

Az exobolygók megfigyelésére tehát más módot kell keresni. Erre jók a földkörüli pályán keringő óriás-teleszkópok. Tudjuk azt, hogy minden csillagnak más a fényspektruma. Ezt mérni tudjuk. Ha egy bolygó elhalad a csillag előtt, akkor megszűrődik ez a spektrum. Innen tudjuk, hogy valami elhaladt közöttünk. Ha ez rendszeresen ismétlődik, akkor tudjuk, hogy egy exobolygót találtunk⁸⁴. Ez a technika mostanra odáig fejlődött, hogy akár azt a pillanatot is el lehet csípni a közeli exobolygók esetén, amikor a csillag fénye éppen átszűrődik a légkörükön, de még a bolygó szilárd tömege nem takarja ki a csillagot. Ilyenkor a légkörön áthúzó fény elnyelődési spektrumából még az is megmondható, hogy a vizsgált exobolygó milyen légkörrel rendelkezik! Ez nem csak elmélet, hiszen például a Deep Impact szonda a Tempel-1 üstökös megfigyelése után 2007-ben új parancsot kapott, a Földet kellett megfigyelnie^85,86. A fentebb vázolt módszerrel és mindenféle megfigyelésekkel megállapította, hogy a felszínen kontinensek vannak, felhők és légkör, valamint a módszerrel nagyon pontosan meg tudta becsülni a légkörünk összetételét is!

De nem csak az exobolygók jönnek számításba! Elvégre, ha aminosavakat találunk valahol, az már felkelti az érdeklődésünket. Aminosavak pedig lehetnek akár aszteroidákon, üstökösökön is⁸⁷. Ha ezeket az elementáris építőköveket keressük, akkor van esély arra, hogy az életre utaló közvetett bizonyítékokat találjunk (lásd: Mars légköri metán mennyisége, Vénusz légkörében mért foszfin).

Azonban eddig csak arról az eshetőségről esett szó, hogy a földihez hasonló életformákat keresünk. Odakint azonban szinte korlátlan számú lehetőség adódik. Tehát az élet más bolygókon, ahol esetleg kialakult, nem feltétlenül olyan, mint itt nálunk. Az is lehetséges, hogy teljesen máshogy működik, talán DNS-re sincs szüksége. Talán még csak nem is a szénre alapul az ottani élet, hanem akár szilíciumra⁸⁸. Vagy akármi másra. Mivel mi a szénalapú életformákat ismerjük a legjobban, kézenfekvő, hogy ezt keressük. A mi genetikai alapunkat a DNS (dezoxiribonukleinsav) adja. Maga a DNS is építőelemekből áll, pl. dezoxi-ribózból, egy gyűrűs szerves vegyületből, amely szintén szénatomok együttműködésén alapszik. A szerves vegyületeink kivétel nélkül szenet tartalmaznak. A fehérjéink nem létezhetnének a szén „közreműködése” nélkül. A szén mellett a hidrogén is alapvető szerepet játszik. A hidrogén az Univerzum leggyakoribb eleme, jól tud a szénvázhoz kötődni. Emellett az oxigén is nagyon fontos, valamint a nitrogén, foszfor és a kén is jól kiegészíti a szerves molekuláinkat. Ezeken keresztül alakulnak ki azok a kémiai tulajdonságok, amelyek révén szervezetünk felépülhet és működőképes lehet. Ugyanis szigorú fizikai és kémiai szabályok érvényesülnek a szerves molekulák kialakulásakor és működésekor.

Mi van abban az esetben, amikor nem áll rendelkezésre elegendő szén? Itt jön be a képbe a szilícium. Ez maga is ugyanúgy négy vegyértékű, mint a szén, csak molekulasúlya nehezebb annál. Ettől függetlenül ugyanúgy képes polimereket képezni, ugyanazokkal az atomtípusokkal tud kémiai kötéseket kialakítani, reakcióba lépni, mint a szén. Enzimekben is meg tud jelenni, vagyis kiválóan alkalmas lehet a szén pótlására. A légzést viszont megnehezítené, hiszen a SiO₂ nem ugyanolyan tulajdonságú, mint a CO₂. Előbbi ugyanis kristályos halmazállapotú, míg utóbbi gáz. Tovább baj a szilíciummal, hogy csak egyszerű oxidjai fordulnak elő a természetben, magától nemigen képez szilikonokat, ezért a szén jobban tud érvényesülni, ha mindkét elem egyszerre jelen van valahol^89,90.

De nem csak a szenet, a vizet is lehetne helyettesíteni. Az ammónia például jó alternatíva lehet. Ennek kémiai tulajdonságai számos ponton átfednek a vízével. Ugyanúgy lezajlanak benne a legfontosabb biokémiai reakciók, mint a vizes közegben. Ezzel egy ammónia alapú életforma előtt is megnyílt a lehetőség. Ahol extrém körülmények uralkodnak, ott érdemes lehet ammóniát keresni. Az ammónia olvadás (-78 Celsius fok) és forráspontja (-33 Celsius fok) alacsonyabb, mint a vízé, ezért ha nagy a nyomás, akkor teljesen hasonlóan tud viselkedni, mint a víz. Ebben segítségére van, hogy az olvadás és forráspontja nincs túl közel, vagy túl távol egymástól. Az ammóniával kapcsolatban is felmerül némi nehézség. A felületi feszültsége jóval kisebb, mint a vízé, ezáltal a benne lévő kötések is gyengébbek. Ez azért nagyon fontos, mert így kevésbé tudja a létfontosságú sejtalkotó vegyületeket megtartani⁸⁸.

Találtunk-e már olyan jeleket, amelyek ezeket a kiterjesztett életre való utalásokat magukban hordozzák? Nos, a válasz összetettebb, mint egy szimpla igen/nem. Földönkívüli eredetű kőzeteken már látni véltek egysejtű életre utaló nyomokat. Ilyen például az ALH84001 lajstromszámú meteorit⁹¹. Ez a kődarab vagy négymilliárd éves és a Marsról származik. Egy kolosszális erejű vulkánkitörés röpítette át a Földre. A követ mikroszkóp alatt megvizsgálva sejteket véltek felfedezni. Nanobaktériumokra emlékeztető struktúrák voltak ezek. A vita jelenleg is tart, mivel a mikrobiológia nem tekinti élőlényeknek a nanobaktériumokat. A nanobaktériumokkal az a baj, hogy kisebbek, mint 200 nanométer, így nem fér el bennük a DNS, de egy sor más sejtalkotó sem^92,93. A kőzettel a másik probléma, hogy sok tudós szerint a vulkanikus eredetű savasság marta bele a kőzetbe a formákat, így azoknak semmi közül az élethez. Akárhogy is, ez még kevés ahhoz, hogy egyértelműen életre mutogassunk!

Egy másik történés a “hűha jel” volt 1977-ben, augusztus 15-én. Ez a kozmikus háttérzajoktól jelentősen eltért, 72 másodpercen keresztül ismétlődő szóközöket és “i”-ket tartalmazó jel volt. Azóta sem ismétlődött meg és még csak hasonlót sem fogott be senki. Sajnos a jel forrását sem sikerült azonosítani, ezért nem létezik rá magyarázat. És akkor elérkeztünk oda, hogy az intelligens életformák utáni kereséssel foglalkozzunk a továbbiakban⁹⁴!

Élet a Földön kívül – 5. rész, A földönkívüli élet keresése-2

Feltételezések szerint, ha az élet egyszer már kialakult, akkor az evolúció valamerre terelgetni kezdi. Jó eséllyel matematikailag kifejezhető arányban egy idő után az értelem is megjelenik, mint evolúciós következmény. Sajnos ennek valószínűségi rátáját nem lehet kiszámítani, mivel eddig csak egyetlen bolygót tudtunk megfigyelni. Ugyanakkor nincs okunk kételkedni abban, hogy talán vannak értelmes lények valahol odakint. Éppen ezért célszerű az értelemmel rendelkező lényekre is kiterjeszteni a keresést.

Az intelligens életformák keresésének egyik nagy akadálya – azon túl, hogy eddig még életet se nagyon találtunk – az úgynevezett Fermi-paradoxon. Ez arra az ellentmondásra utal, amely a Földön kívüli civilizációk létezésének magas esélye és az ilyen civilizációk létezésére utaló bizonyítékok hiánya között áll fenn. Fermi feltette a kérdést: “Vagytok egyáltalán?”. Ő ugyanis abból indult ki, hogy ha csak elenyészően kicsi is az esély arra, hogy élet fejlődjön ki egy bolygón, akkor is olyan nagy a bolygók és csillagrendszerek száma, hogy rengeteg intelligens életformának kellene léteznie. Feltette a kérdést, hogy miért nem találjuk ezeket⁹⁵?

A paradoxon feloldására számtalan elméletet kreáltak az évek során. Ezek közül az első, hogy eleve nem is léteznek más civilizációk. Ennek is számtalan oka lehet, például hogy nem tudott kifejlődni más bolygón az értelem, mert nem voltak adottak a körülmények. Az is lehet, hogy kifejlődött az intelligencia, de kiirtotta magát. Ez amúgy egy érdekes felvetés, jó lenne utánanézni, ha ismernénk más, értelmes fajokat, hogy vajon szükségszerű-e, hogy egy civilizáció kiirtja saját magát, ahogy fegyverkezik és fejlődik. Az értelem hajlamos megsemmisíteni önmagát? A következő elmélet sem sokkal pozitívabb, mivel eszerint az intelligencia minden mást is hajlamos megsemmisíteni. Ide már a nem szerves intelligenciát is bele kell érteni. Ha egy faj létrehozza a mesterséges intelligenciát, az nem tör-e majd saját gazdái és egyúttal minden szerves élőlény életére? Olyan elmélet is létezik, amely szerint az embert egyedinek teremtették. Ez független attól, hogy Istennek, vagy ufóknak nevezzük azt, aki az embert megalkotta. A cél most, ami számít, mégpedig, hogy az ember egyedi az Univerzumban. A mi Univerzumunkban legalábbis⁹⁶.

A következő elméletcsoport valamivel rózsásabban látja a helyzetet, de azért ettől sem fogunk mosolyogni. Az első elmélet szerint vannak ugyan mások, csak még nem találtuk meg őket, mert még nagyon kicsi a merítés, amit a Világmindenségből megismertünk. A tér és időbeli távolság túl nagy a többi civilizációtól. Az egész Galaxist nem tudjuk vizsgálni, ahhoz kicsik és kevesek vagyunk. Még nem kutatjuk elég ideje a környezetet. Egy másik elmélet szerint nem megfelelő módon kutatjuk az intelligens életformákat. Eszerint lehetséges, hogy az idegenek máshogy kommunikálnak, mint mi, ezért elbeszélünk egymás mellett és így soha nem is fogjuk megtalálni egymást. Olyan elmélet is van, amely szerint a civilizációk csak rövid ideig képesek rádiójelek adására és vételére, ezért mindig mindenki egyedül találja magát. Ennek okai az előző csoportban már ismertetésre kerültek. Végül az idegenek akár annyira túl idegenek lehetnek, hogy ez zárja ki az ismerkedést. Végül is, mi van akkor, ha nem is használnak technológiát⁹⁶?

Az utolsó csoport a legmeredekebb. Itt egyenesen azt állítják, hogy már rég itt vannak, csak mi nem vesszük észre őket. (Vannak, akik szerint Sztálin is földönkívüli volt. Egészségükre!)

Egy régi dokumentumfilmben láttam egy nagyon jó hasonlatot. A műsorvezető úgy mutatta be a Fermi-paradoxon arroganciáját, hogy kitalálta, ő homárt fog vacsorázni. Egy tó partján lakott az úr, ahol aránylag sok homár élt. Kitalálta, hogy megterít magának, szép ünnepi terítőt tesz az asztalra, pohár, kés, villa, meg miegymás, kiöltözik szépen, majd este 8-tól leül az asztal elé és megvárja, hogy a homár bemásszon az étkezőbe és rámenjen a tányérra. Valamikor éjjel megunta, hogy korog a gyomra, mert egy homár se mászott be hozzá; ezért úgy határozott, hogy homár nem is létezik, hiszen ha lenne, már látta volna, ahogy bemászik a házba. Gondolom a szúnyogok nem voltak ilyen félősek a tó partján…

Az előző példa is jól mutatja, hogy ha a homárnak – értsd földönkívülinek – nem szokása az, hogy ide ingázzon, akkor hiába is várjuk. Elvégre mi olyat tanulhat egy fejlett, űrutazásra képes faj itt a Földön, amit már eleve ne tudna? Itt egyedül az lehet a kérdés nekik, hogy kipusztítjuk-e magunkat valami marhasággal. Talán fogadnak is rá, ki tudja. Én magunk ellen teszek tétet, bár nem szívesen…

Talán az is lehetséges, hogy nagyon is sok faj van odakint, de el vagyunk vágva tőlük, méghozzá szándékosan, hogy amíg egy adott fejlettségi szintet el nem érünk, ne tudjunk a létezésükről. Gondoljunk csak bele, micsoda sokk érné az emberiséget, ha hirtelen mindenféle új technológiákkal lennénk ellátva, amikhez még nem szoktunk hozzá és nincs velük tapasztalatunk. Olyanok lennénk, mint szegény gyarmati katonák az első világháború idején, akiket megfogtak és vittek a kiképzésre, ha tetszett, ha nem. Sokan saját magukat lőtték agyon a kiképzés során, mert nem volt semmiféle elő-tapasztalatuk a tűzfegyvereket illetően. Mi is körülbelül így járnánk, csak valószínűbb, hogy közben felégetnénk az egész bolygónkat…

A Fermi-paradoxon mindenesetre felkeltette az emberek érdeklődését és mindenki a maga módján, de próbált valamiféle megoldást találni. 1960-ban Dr. Frank Drake megalkotott egy egyenletet, amely segítségével véleménye szerint meg lehet mondani, hogy a csillagközi térben hány, egymással kommunikálni képes civilizáció létezhet egy időben. Véleménye szerint ugyanis, ha egy civilizáció csak rövid ideig ad/vesz jelet, akkor mindegy hány ilyen civilizáció van, mindig mindegyik egyedül fogja találni magát⁹⁷.

Egy egyszerű példával élve, ha egy falu Kossuth utcai lámpáit vesszük alapul és mindegyik lámpát megfeleltetjük egy adott civilizációnak, a világítást pedig a jeladásra és vételre való képesség aktív állapotát, akkor ott lesz vagy háromszáz utcai lámpa. Mivel már rég voltak kicserélve az égők, a háromszázból csak maximum húsz fog hunyorogni, de ezek is olyan messze egymástól, hogy nem is látszik a következő lámpa fénye, ha egy égő lámpa alatt állunk. Negyed óra múlva ezek mind kialszanak és újabb húsz lámpa gyullad meg, teljesen máshol, ahogy a polgármester kapcsolgatja a főkapcsolót, hátha több lámpa is meggyullad. Az eredmény ugyanaz lesz, mint az előbb. Amíg nem vesznek új égőket, minden lámpa magányosan világít, majd kialszik és jön a következő. Ha azonban kicserélik az égőket (vagyis minden civilizáció egyszerre aktív), akkor nagyon sok lámpa fog egyszerre égni és a Kossuth utca fénybe borul (a falu népe meg fizeti a községi villanyszámlát). Ugyanez a helyzet a civilizációkkal, hiszen az időtényezőn kívül a távolsággal is számolni kell. Mire egyik civilizáció jele eléri a másikat, addigra megsemmisül, ahova eljut a jel, ott meg még nincs jelfogó antenna kifejlesztve. Mire azonban elkészül, már nincs jel, amit foghatna, tehát mindenki egyedül találja magát…

Visszatérve a Drake egyenletre, az alábbi képletet kapjuk meg⁹⁷:

N = R* X f_y X n_e X f_j X f_i X f_c X L

Ahol N az a szám, amely megadja, hogy hány civilizáció tud egymással kommunikálni.

R* a csillagkeletkezés sebessége a Tejútrendszerben.

f_y a bolygókkal rendelkező csillagok aránya

n_e a lakható bolygók aránya egy csillagrendszerben

f_j az élet kialakulásának valószínűsége

f_i az intelligencia kialakulásának valószínűsége

f_c a technikai civilizáció kialakulásának valószínűsége

L a technikai civilizáció várható élettartama

Ahogy korábban már szó volt róla, ezt árnyalja a lakható holdak száma, illetve az adott civilizáció szokásai (pl. kíváncsi-e egyáltalán másokra). Ha egy pesszimista számítást elvégzünk „hasra csapás” szerűen, akkor nézzük meg, milyen érték jön ki!

Számoljunk úgy, hogy tudjuk azt, hogy évente átlagosan 10 új csillag keletkezik, körülbelül minden második csillagnak vannak bolygói és ezek közül két bolygó lakható rendszerenként. A két lakható bolygó közül legalább az egyiken élet alakul ki és minden századik ilyenen lesz civilizáció, amelyek közül minden századik lesz kommunikációképes és ezt a kommunikációképességet 10 000 évig fenn is tudja tartani, akkor a válasz megdöbbentő lesz, ha behelyettesítünk a képletbe: 10!

A XXI. századra idejétmúlttá vált a formula, hiszen szinte egyik tényezőjét sem tudjuk pontosan megállapítani. A képletből a csillagkeletkezést és a lakható bolygók arányát tudjuk megbecsülni. A többiről halvány fogalmunk sincs. Így nagyon nehéz megoldani egy képletet. Ráadásul a fenti példám is elég túlzó volt a két lakható bolygóval csillagrendszerenként. Az egyenletet csak igen nagy számú intelligencia felfedezése esetén tudnánk ellenőrizni és használni. Azonban a képletben lévő változók így is hasznosak, összegyűjtve egy helyre!

A SETI, amit angolul valahogy úgy írnak, hogy “Search fo Extra-Terrestrial Intelligence”, egy interdiszciplináris (tudományágazat közi) tudomány. Csillagászati, asztrobiológiai és informatikai keverék. Folyamatosan pásztázzák az eget rádióteleszkópokkal és jeleket hallgatnak le, amelyek a mélyűrből érkeznek. A kozmikus háttérzajt (erről volt már szó) kiszűrik és csak a mesterséges eredetű jeleket keresik. Egyelőre nem találtak semmit, de folyamatosan keresik az intelligenciát odakint, szinte minden létező módon⁹⁸.

Ahogy a tudományágak összefognak, sorra születnek az újabb és újabb elméletek, hogy mit hogyan kellene másképp csinálni, miként lenne még nagyobb esély rá, hogy találjunk is valakit. Tulajdonképpen folyamatosan nő az esélye annak, hogy élet jeleire bukkanjunk, még annak ellenére is, hogy lehetséges, hogy nincs kit megtalálni. Talán ez a legérdekesebb paradoxon az egész földönkívüli élet keresésében.

De vannak SETI szkeptikusok is, akik szerint az idegenek már nem jönnek vissza többé, hiszen már jártak itt egyszer. Velük folytatjuk!

Felhasznált irodalom

83]       HAND, Eric. Philae probe makes bumpy touchdown on a comet. 2014.

84]       WRIGHT, Jason T.; GAUDI, B. Scott. Exoplanet detection methods. arXiv preprint arXiv:1210.2471, 2012.

85]       ROBINSON, Tyler D., et al. Earth as an extrasolar planet: Earth model validation using EPOXI Earth observations. Astrobiology, 2011, 11.5: 393-408.

86]       MEECH, K. J., et al. Deep Impact, Stardust-NExT and the behavior of Comet 9P/Tempel 1 from 1997 to 2010. Icarus, 2011, 213.1: 323-344.

87]       GLAVIN, Daniel P., et al. Extraterrestrial amino acids in the Almahata Sitta meteorite. Meteoritics & Planetary Science, 2010, 45.10‐11: 1695-1709.

88]       RAMPELOTTO, Pabulo Henrique. The search for life on other planets: Sulfur-based, silicon-based, ammonia-based life. Journal of Cosmology, 2010, 5: 818-827.

89]       JACOB, David T. There is no Silicon-based Life in the Solar System. Silicon, 2016, 8.1: 175-176.

90]       PENG, Shirley. Silicon-Based Life in the Solar System. Silicon, 2015, 7.1: 1-3.

91]       MITTLEFEHLDT, David W. ALH84001, a cumulate orthopyroxenite member of the Martian meteorite clan. Meteoritics, 1994, 29.2: 214-221.

92]       URBANO, Pasquale; URBANO, Francesco. Nanobacteria: facts or fancies?. PLoS Pathog, 2007, 3.5: e55.

93]       YOUNG, John D.; MARTEL, Jan. The rise and fall of nanobacteria. Scientific American, 2010, 302.1: 52-59.

94]       MAKUKOV, Maxim A., et al. The “Wow! signal” of the terrestrial genetic code. Icarus, 2013, 224.1: 228-242.

95]       GRAY, Robert H. The Fermi paradox is neither Fermi’s nor a paradox. Astrobiology, 2015, 15.3: 195-199.

96]       WEBB, Stephen. If the universe is teeming with aliens… where is everybody?: fifty solutions to the Fermi paradox and the problem of extraterrestrial life. Springer Science & Business Media, 2002.

97]       GLADE, Nicolas; BALLET, Pascal; BASTIEN, Olivier. A stochastic process approach of the drake equation parameters. International Journal of Astrobiology, 2012, 11.2: 103-108.

98]       EKERS, Ronald D., et al. SETI 2020: a roadmap for the search for extraterrestrial intelligence/produced for the SETI Institute by the SETI Science & Technology Working Group. 2002.