Alates 1960. aastatest on Drake'i võrrandit kasutatud selleks, et hinnata, kui palju intelligentseid ja kontakteeruvaid maaväliseid inimesi Linnutee galaktikas eksisteerib. Läbitud teed mööda hindab uus valem elu planeedil esinemise sagedust. See võib aidata meil teada saada, kui tõenäoline on põhimõtteliselt elu tekkimine universumis.
Uus võrrand, mille on välja töötanud Caleb Sharv Columbia astrobioloogiakeskusest ja Leroy Cronin Glasgow ülikooli keemiakoolist, ei oska veel hinnata eluvõimalusi kusagil, kuid lubab selles suunas huvitavaid väljavaateid.
Teadlased loodavad, et nende uus valem, mida on kirjeldatud ajakirja Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) viimases väljaandes, innustab teadlasi uurima erinevaid tegureid, mis seovad elusündmusi planeedikeskkonna eriliste omadustega. Laiemas plaanis eeldavad nad, et nende võrrandit kasutatakse lõpuks planeedi elu sageduse ennustamiseks, seda protsessi nimetatakse ka abiogeneesiks.
Need, kes tunnevad Drake'i võrrandit, mõistavad ka uut võrrandit. Veel 1961. aastal tuletas astronoom Frank Drake tõenäosusliku valemi, mis võiks aidata hinnata raadiosignaale edastavate aktiivsete maaväliste tsivilisatsioonide arvu meie galaktikas. Tema valem sisaldas mitut tundmatut, sealhulgas tähtede moodustumise keskmine kiirus, keskmine planeetide arv, mis võiksid elu toetada, nende planeetide osa, kes suutsid omandada tõeliselt intelligentse elu jne. Meil pole Drake'i võrrandi lõplikku versiooni, kuid usume, et igal aastal võimaldab see meil tundmatut täpsemalt hinnata.
Scharfi ja Cronini väljatöötatud uue valemi eesmärk ei ole Drake'i võrrandit asendada. Selle asemel sukeldub see meid sügavamale abiogeneesi statistikasse.
See näeb välja selline:
Kus:
Reklaamvideo:
Nabiogenees (t) = elusündmuse tõenäosus (abiogenees)
Nb = potentsiaalsete ehitusplokkide arv
Ei = ehitusplokkide keskmine arv organismi kohta või biokeemiliselt oluline süsteem
fc = ehitusplokkide osaline kättesaadavus aja jooksul t
Pa = kokkupaneku tõenäosus ajaühikus
See näeb välja keeruline, kuid tegelikult on kõik palju lihtsam. Lühidalt öeldes ütleb võrrand, et planeedi elu tõenäosus on tihedalt seotud elu toetavate ja planeedil kättesaadavate keemiliste ehitusplokkide arvuga.
Ehituskivide all mõtlevad teadlased vajalikku keemilist miinimumi lihtsate eluvormide loomise protsessi alustamiseks. Need võivad olla aluselised DNA / RNA või aminohapete paarid või kõik planeedil saadaolevad molekulid või materjalid, mis võivad osaleda keemilistes reaktsioonides, mis viivad eluni. Keemia jääb keemiaks kogu universumis, kuid erinevad planeedid võivad luua erinevaid tingimusi, mis sobivad elu tekkimiseks.
Täpsemalt öeldes väidavad Scharfi ja Cronini võrrand, et elu võimalused planeedil sõltuvad teoreetiliselt eksisteerida võivate ehitusplokkide arvust, saadaolevate ehitusplokkide arvust, tõenäosusest, et nendest ehitusplokkidest saab reaalselt elu (kokkupaneku ajal) ja konkreetse eluvormi saamiseks vajalike ehitusplokkide arv. Lisaks elu tekkimise keemiliste eelduste kindlakstegemisele püüab see võrrand kindlaks teha reproduktiivmolekulide tekkimise sagedust. Maal toimus abiogenees RNA ilmumise hetkel. Sellele üliolulisele sammule järgnes lihtsa üherakulise elu (prokarüootid) ja keerulise üherakulise elu (eukarüootide) õitsemine.
"Meie lähenemisviis ühendab planeedikeemia elu genereerimise ülemaailmse kiirusega - see on oluline, sest hakkame leidma paljusid päikesesüsteeme hulga planeetidega," ütles Cronin. "Näiteks usume, et väikese planeedi olemasolu läheduses - nagu Marss - võib olla oluline, kuna see jahtus Maast kiiremini … mõned keemilised protsessid võisid alata ja seejärel viia keeruline keemia maale, et aidata keemiat maa peal edasi lükata."
Selle uuringu üks olulisi tagajärgi on see, et planeete ei saa uurida eraldi. Nagu Cronin ütles, võisid Marss ja Maa olla juba kauges minevikus osalenud kemikaalide vahetamises - ja see ainevahetus võib olla elu alguseks Maal. Võib-olla võib keemiliste ehitusplokkide vahetamine lähedal asuvate planeetide vahel dramaatiliselt suurendada nende elu ilmumise võimalusi.
Niisiis, kui palju on universumis näiteid elust?
"See on keeruline küsimus," ütleb Cronin. "Meie töö viitab sellele, et mitme planeediga päikesesüsteemid võivad olla suurepärased kandidaadid täpsemaks uurimiseks - et peaksime keskenduma mitme planeedi süsteemidele ja otsima neist elu." Kuidas? Tasub otsida atmosfääri muutumise märke, keerukat keemiat, komplekssete ühendite olemasolu ja kliima variatsioone, mis võivad olla tingitud bioloogilisest elust.
Meil pole Scharfi ja Cronini võrrandi täitmiseks praegusel hetkel piisavalt empiirilisi andmeid, kuid see muutub tulevikus. Järgmisel kümnendil saame puuduvate väärtuste täitmiseks kasutada James Webbi teleskoopi ja MIT Tessi missiooni. Lõpuks leiame vastuse sellele murettekitavale küsimusele.
ILYA KHEL
