Αυτό το άρθρο είναι απόσπασμα από το βιβλίο του Roberto Battiston “
First Dawn: From the Big Bang to Our Future in Space
.»
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις
Αναγνώστης Τύπου MIT.
Όταν συνειδητοποιήσαμε ότι υπήρχε ένας εξωηλιακός εισβολέας, ο «Ουμουαμούα», που πήρε το όνομά του από τη λέξη της Χαβάης για «ανιχνευτή», είχε ήδη περάσει το πλησιέστερο σημείο του στον Ήλιο και έφευγε, τόσο γρήγορα και κρυφά όσο είχε φτάσει. Μιλάμε για την πρώτη παρατήρηση, το 2017, ενός αστεροειδούς από άλλη περιοχή του γαλαξία, ενός αγγελιοφόρου από μακρινούς κόσμους. Τι γνωρίζουμε για αυτό το σκοτεινό, πιθανώς σε σχήμα πούρου θραύσμα, το οποίο επισκέφτηκε το ηλιακό μας σύστημα με μια τροχιά και ταχύτητα που του επέτρεψε να φύγει τόσο γρήγορα;
Πολύ λίγο. Ξέρουμε ότι δεν ήταν από πάγο, άρα πρέπει να είναι βραχώδους τύπου. Δεν άναψε σαν κομήτης καθώς πλησίαζε τον Ήλιο. Γνωρίζουμε ότι δεν εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα πιο ισχυρά ραδιοτηλεσκόπια δεν έχουν βρει κανένα ίχνος του. Η τροχιά του είναι βαρυτική, καθορίζεται από την έλξη του Ήλιου. ένα μικρό, μη αδρανειακό συστατικό μπορεί να εξηγηθεί από την επίδραση της πίεσης της ακτινοβολίας στην περιοχή του αστέρα μας. Γνωρίζουμε ότι η ταχύτητά του, πριν εισέλθει στο ηλιακό σύστημα, ήταν συμβατή με τις χαρακτηριστικές ταχύτητες των ουράνιων σωμάτων στην περιοχή του Γαλαξία μας, μέρος του οποίου είναι το ηλιακό μας σύστημα. Αυτό μας επιτρέπει να αποκλείσουμε την ιδέα ότι προέρχεται από ένα από τα δεκάδες αστέρια που βρίσκονται πιο κοντά μας, καθώς η ταχύτητά του θα ήταν πολύ υψηλή. Ωστόσο, έχουμε εντοπίσει τέσσερα ακόμη μακρινά αστέρια κοντά στα οποία θα μπορούσε να έχει περάσει τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια, με αρκετά χαμηλή ταχύτητα ώστε να προέρχεται από ένα από αυτά τα αστρικά συστήματα.
Έτσι, δεν ξέρουμε ακριβώς από πού προέρχεται, αν έχει ήδη βρεθεί στο ηλιακό μας σύστημα, πόσα άλλα συστήματα έχει επισκεφτεί ή τη σύνθεσή του. Σύμφωνα με μια υπόθεση, θα μπορούσε να είναι ένα θραύσμα ενός εξωπλανήτη που καταστράφηκε από παλιρροϊκά φαινόμενα. Σε αυτή την περίπτωση θα ήταν ένα αντικείμενο πολύ πιο σπάνιο από αστεροειδείς της κύριας ζώνης ή αντικείμενα από το σύννεφο Oort, που σχηματίστηκαν απευθείας από το αρχικό νεφέλωμα. Το βέβαιο είναι ότι, σε χρονικές κλίμακες της τάξης των εκατομμυρίων ή δεκάδων εκατομμυρίων ετών, θραύσματα όπως το «Oumuamua» μπορούν να φέρουν σε επαφή διαφορετικά αστρικά συστήματα. Μια εκτίμηση προβλέπει μάλιστα ότι 10.000 εξωηλιακούς αστεροειδείς διασχίζουν την τροχιά του Ποσειδώνα σε καθημερινή βάση.
Σε χρονικές κλίμακες της τάξης των εκατομμυρίων ή δεκάδων εκατομμυρίων ετών, θραύσματα όπως το «Oumuamua» μπορούν να φέρουν σε επαφή διαφορετικά συστήματα αστέρων.
Θα ήταν ενδιαφέρον να μπορούσαμε να εξερευνήσουμε ένα για να δούμε από τι ήταν φτιαγμένο. Αυτός ο τύπος αστεροειδούς φαίνεται να είναι το είδος του φορέα που είναι κατάλληλος για τη μεταφορά ζωής, σε μορφή αδρανοποίησης, από το ένα μέρος του γαλαξία στο άλλο. Ενώ μια διαστημική αποστολή αυτού του είδους θα ήταν δύσκολη λόγω της ταχύτητας με την οποία κινούνται αυτά τα θραύσματα, δεν θα ήταν αδύνατη, δεδομένου ότι στο μέλλον η παρατηρητική μας ικανότητα θα βελτιωθεί σημαντικά, επιτρέποντάς μας να αναγνωρίσουμε αυτά τα σώματα νωρίτερα από ό,τι ήμασταν ικανός να αναγνωρίσει τον «Οουμουαμούα. Μια άλλη ιδέα έχει να κάνει με την πιθανότητα κάποια από αυτά τα εξωηλιακά αντικείμενα να έχουν παγιδευτεί στο ηλιακό μας σύστημα αφού έχουν χάσει μέρος της ενέργειάς τους σε μια στενή συνάντηση με τον Δία. έχουν ήδη εντοπιστεί ορισμένοι υποψήφιοι. Αυτή η προσέγγιση θα έκανε μια διερευνητική αποστολή πολύ πιο εύκολη στην ολοκλήρωση.
Ωστόσο, ακόμη και οι πλανήτες στο δικό μας ηλιακό σύστημα επικοινωνούν και ανταλλάσσουν υλικό με αρκετά υψηλό ρυθμό. Δεν γνωρίζουν όλοι ότι έχουμε περίπου 10 δείγματα πετρωμάτων από τον Άρη εδώ στη Γη, παρόλο που δεν έχει υπάρξει ακόμη αποστολή που να έφερε πίσω υλικό από αυτόν τον πλανήτη. Ο βομβαρδισμός μετεωρίτη στον Άρη έχει ως αποτέλεσμα θραύσματα που, δεδομένης της λεπτής ατμόσφαιράς του, μπορούν να προβληθούν στο διάστημα. Μερικά από αυτά μπορούν να φτάσουν στη Γη, να διεισδύσουν στην ατμόσφαιρά μας και να πέσουν σαν κανονικοί μετεωρίτες. Συγκρίνοντας την ισοτοπική σύνθεση διαφόρων μετεωριτών με εκείνες που μετρήθηκαν στον Άρη κατά τη διάρκεια των ρομποτικών αποστολών της NASA στον πλανήτη, είμαστε σε θέση να αναγνωρίσουμε και να διακρίνουμε τους μετεωρίτες του Άρη από όλους τους άλλους.
Τέλος, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι το ηλιακό σύστημα χρειάζεται περίπου 220 εκατομμύρια χρόνια για να περιστραφεί γύρω από το κέντρο του γαλαξία. Από τότε που σχηματίστηκε πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, έχει κάνει το πλήρες κύκλωμα περίπου 20 φορές. Αυτό σημαίνει ότι, στη χρονική κλίμακα κατά την οποία εμφανίστηκε η ζωή στη Γη, το νεογέννητο ηλιακό σύστημα έκανε τουλάχιστον τρία πλήρη κυκλώματα, έρχονται σε επαφή με θραύσματα από μακρινά αστρικά συστήματα.
Το 2019 συμμετείχα σε μια διάσκεψη Breakthrough Discuss στο Μπέρκλεϋ με θέμα «Μετανάστευση της Ζωής στο Σύμπαν». Ήμουν μπερδεμένος με το θέμα του συνεδρίου: Δεν γνωρίζουμε σχεδόν τίποτα για τη ζωή στο σύμπαν, σκέφτηκα, πώς θα μπορούσαμε να μιλήσουμε για τη μετανάστευση της ζωής; Αλλά αναπολώντας την παρατήρηση του ‘Oumuamua, συμμετείχα και χαίρομαι που το συμμετείχα. Έμεινα έκπληκτος από την επιστημονική ποιότητα των ομιλιών και από την εξαιρετική γοητεία του θέματος. Η ζωή μάλλον δεν χρειάζεται τεράστια, βραχώδη διαστημόπλοια για να μετακινηθεί από το ένα πλανητικό σύστημα στο άλλο. Λαμβάνοντας υπόψη το μικροσκοπικό μέγεθος των βακτηρίων, των μικρότερων ζωντανών οργανισμών που γνωρίζουμε, ή ακόμα και των ιών, που μπορούν να ζήσουν και να αναπαραχθούν μέσα στα βακτήρια, μπορούμε επίσης να φανταστούμε άλλους μηχανισμούς κατάλληλους για αυτού του είδους τη μεταφορά.
Οι μικροσκοπικοί κρύσταλλοι πάγου και η σκόνη, για παράδειγμα, που περιέχουν βακτήρια και σπόρια ικανά να αντέξουν τις συνθήκες στο διάστημα, μπορούν να εξαπλωθούν στο διάστημα από περιοχές της ανώτερης ατμόσφαιρας ενός πλανήτη. Όταν οι διαστάσεις γίνονται μικροσκοπικές, η σχέση μεταξύ της βαρυτικής δύναμης, η οποία εξαρτάται από τη μάζα, και της ώθησης λόγω της αστρικής ακτινοβολίας, η οποία εξαρτάται από την επιφάνεια, ανατρέπει την ισορροπία υπέρ της τελευταίας. Είναι σαν ένας πλανήτης να αφήνει πίσω του ένα ίχνος αρώματος. Η πλανητική σκόνη που περιέχει ζωή σε χειμερία νάρκη μπορεί να ωθηθεί από την ακτινοβολία μέχρι να φτάσει σε υψηλές ταχύτητες και να κινηθεί πέρα από ένα δεδομένο αστρικό σύστημα, εξαπλούμενη σε άλλα συστήματα ή νεφελώματα, όπου μπορεί να βρει τις κατάλληλες συνθήκες για αναπαραγωγή και
εξέλιξη
. Έχουμε συνηθίσει να θεωρούμε τον χώρο ως τεράστιο και κυρίως άδειο, εντελώς ακατάλληλο για ζωή. Ίσως πρέπει να αλλάξουμε γνώμη. Ο χώρος είναι λιγότερο άδειος από όσο νομίζουμε. Στην πραγματικότητα, τα διάφορα μέρη του γαλαξία επικοινωνούν ανταλλάσσοντας υλικό σε χρονικές κλίμακες συγκρίσιμες με εκείνες της εμφάνισης ζωής στον πλανήτη μας.
Γνωρίζουμε διάφορα ζωντανά είδη που μπορούν να αντέξουν εξαιρετικά εχθρικές συνθήκες, όπως αυτές στο διάστημα: σχεδόν τέλειο κενό, ακραίες θερμοκρασίες και ιονίζουσα ακτινοβολία.
Πόσο δυνατό όμως είναι να επιβιώσει η ζωή στο διάστημα; Λοιπόν, ακόμα και εδώ, η φύση μας εκπλήσσει. Στην πραγματικότητα, γνωρίζουμε διάφορα ζωντανά είδη που μπορούν να αντέξουν εξαιρετικά εχθρικές συνθήκες, όπως αυτές στο διάστημα: σχεδόν τέλειο κενό, ακραίες θερμοκρασίες και ιονίζουσα ακτινοβολία. Διαφορετικά είδη λειχήνων, βακτηρίων και σπορίων μπορούν να επιβιώσουν, χάνοντας όλο το νερό τους και μπαίνοντας σε κατάσταση πλήρους αδράνειας – η οποία μπορεί να διαρκέσει για εξαιρετικά μεγάλες περιόδους – από την οποία μπορούν να αναδυθούν, μόλις βρεθούν σε μια υγρή ατμόσφαιρα πάλι. Τέτοιες δοκιμές έχουν γίνει στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και σε διάφορα εργαστήρια. Ακόμη και το πλαγκτόν, που αποτελείται από πιο πολύπλοκους οργανισμούς, δείχνει την ικανότητα να αντιστέκεται σε αυτές τις απαγορευτικές συνθήκες.
Μια πραγματικά ασυνήθιστη περίπτωση είναι αυτή των tardigrades. Αυτά τα πολύ κοινά μικροζώα έχουν μήκος περίπου μισό χιλιοστό και ζουν στο νερό. Έχουν οκτώ πόδια, ένα στόμα και ένα πεπτικό σύστημα, καθώς και μια απλή δομή νεύρων και εγκεφάλου. Είναι επίσης σε θέση να αναπαράγονται σεξουαλικά. Υπάρχουν στη φύση σε χιλιάδες διαφορετικές εκδοχές και έχουν μεταβολισμό με μοναδικά χαρακτηριστικά. Προκειμένου να αντέξουν παρατεταμένες συνθήκες ξηρασίας, το σώμα τους μπορεί να επιτύχει πλήρη αφυδάτωση, χάνοντας περίπου το 90 τοις εκατό του νερού τους και κουλουριάζοντας σε μια μικροσκοπική δομή σε σχήμα βαρελιού. Με άλλα λόγια, είναι σαν να ξεραίνονται μόνοι τους. Μόλις ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία, ο μεταβολισμός τους γίνεται 10.000 φορές πιο αργός. Το πιο εκπληκτικό είναι ότι μπορούν να παραμείνουν σε αυτή την κατάσταση για δεκαετίες, μόνο για να ξυπνήσουν ξανά μέσα σε 20 ή 30 λεπτά μόλις εκτεθούν στην υγρασία. Αλλά υπάρχουν περισσότερα. Όταν βρίσκονται σε αφυδατωμένη κατάσταση, μπορούν να αντέξουν το κενό του χώρου καθώς και πιέσεις υψηλότερες από τις κανονικές ατμοσφαιρικές πιέσεις, θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν ή θερμοκρασίες έως 150°C. Το όριο ανοχής ακτινοβολίας τους είναι εκατοντάδες φορές υψηλότερο από αυτό που θα ήταν θανατηφόρο για τον άνθρωπο. Το μυστικό της ικανότητάς τους να σκληραίνουν οφείλεται σε ένα σάκχαρο,
τρεχαλόζη
, που χρησιμοποιείται ευρέως και στη βιομηχανία τροφίμων. Όταν στεγνώσει, αυτή η ζάχαρη αντικαθιστά τα μόρια του νερού στα κύτταρα, αφήνοντας το ζώο σε ένα είδος υαλοποιημένης κατάστασης.
Επιπλέον, το DNA του όψιμου προστατεύεται από μια πρωτεΐνη που μειώνει τη βλάβη από την ακτινοβολία. Είναι αρκετές αυτές οι πληροφορίες για να υποθέσουμε ότι αυτά τα μικροζώα προέρχονται από το διάστημα; θα έλεγα όχι. Ο ασυνήθιστος μεταβολισμός τους είναι πιο πιθανό το αποτέλεσμα της εξελικτικής προσαρμογής που συνέβη στον πλανήτη μας. Στην πραγματικότητα, τα αργά είναι από τα πολύ λίγα έμβια όντα που έχουν αναδυθεί αλώβητα και από τα πέντε γεγονότα εξαφάνισης που έχουν συμβεί στη Γη. Γι’ αυτό είναι οι καλύτεροι υποψήφιοι για ένα μακρύ ταξίδι στο διάστημα πάνω σε έναν μετεωρίτη ή έναν κομήτη. Πρόσφατα, τα tardigrades απέκτησαν λίγη φήμη από τα μέσα ενημέρωσης ως αποτέλεσμα της αποστολής Beresheet, ενός ιδιωτικού αεροσκάφους που εκτοξεύτηκε από το Ισραήλ, το οποίο συνετρίβη στη Σελήνη στις αρχές Απριλίου του 2019. Ο ανιχνευτής μετέφερε μια αποικία αυτών των μικροζώων, στην αφυδατωμένη τους κατάσταση . Δεδομένου του μικροσκοπικού τους μεγέθους, είναι πιθανό ότι επέζησαν από τη συντριβή και θα παραμείνουν ανενεργοί για πολύ καιρό ακόμη, έτοιμοι να ξυπνήσουν ξανά από τη χειμερία νάρκη τους. Αντικαθιστώντας τον ισραηλινό ανιχνευτή με έναν αστεροειδή, έχουμε ένα παράδειγμα σχολικού βιβλίου για το πώς μπορεί να έφτασε η ζωή στη Γη.
Ή πώς η ζωή θα μπορούσε να έχει μεταναστεύσει από τη Γη σε άλλους πλανήτες του γαλαξία μας.
Αντικαθιστώντας τον ισραηλινό ανιχνευτή με έναν αστεροειδή, έχουμε ένα παράδειγμα σχολικού βιβλίου για το πώς μπορεί να έφτασε η ζωή στη Γη.
Έτσι, το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής παραμένει ανοιχτό, ακόμα κι αν, βήμα προς βήμα, προχωράμε προς μια λύση. Την τελευταία δεκαετία, τα ολοένα και πιο ισχυρά όργανα υπολογισμού μας επέτρεψαν να αναπαράγουμε, ξεκινώντας από τις πρώτες αρχές της κβαντικής μηχανικής, τον σχηματισμό ολοένα και πιο μεγάλων και πολύπλοκων μοριακών συστημάτων, που αποτελούνται πλέον από χιλιάδες άτομα. Ο τομέας της υπολογιστικής βιολογίας αναπτύσσεται με τρομερό ρυθμό. είναι πλέον μόνο θέμα υπολογιστικής ισχύος.
Ταυτόχρονα, έχουμε αναπτύξει δραματικά την ικανότητά μας να αποκωδικοποιούμε και να χειριζόμαστε το DNA, μέχρι τη δημιουργία των πρώτων απλοποιημένων γονιδιωματικών δομών, που προέρχονται από ζωντανούς οργανισμούς και μπορούν να αναπαραχθούν. Μιλάμε τώρα για συνθετική ζωή, χτισμένη γύρω από ανθρώπινο σχεδιασμένο DNA, ένα πεδίο με τεράστιες προοπτικές ανάπτυξης.
Ως εκ τούτου, είναι πιθανό ότι η δημιουργία των πολύπλοκων μοριακών δομών που απαιτούνται για τη ζωή ή η επιβεβαίωση της ύπαρξης νησιών γονιδιωματικής σταθερότητας στην εξέλιξη ιικών και βακτηριακών ειδών είναι στόχοι που, στο μέλλον, θα είναι εφικτές μας. Σε εκείνο το σημείο, θα έχουμε ένα άλλο εργαλείο για να κατανοήσουμε πώς αναπτύχθηκε η ζωή στη Γη. Ποιός ξέρει? Ίσως ανακαλύψουμε ότι οι εξωγήινοι είναι ιδιαίτερες βιολογικές μορφές ζωής που έζησαν μαζί μας από την αρχή του χρόνου. και τα ψάχναμε στον Άρη ή κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του Δία και των φεγγαριών του Κρόνου!
Ρομπέρτο Μπάτιστον
είναι ένας φυσικός που ειδικεύεται στον τομέα της πειραματικής θεμελιώδους και στοιχειώδους σωματιδιακής φυσικής, τόσο με επιταχυντές σωματιδίων όσο και στο διάστημα. Είναι συγγραφέας πολλών βιβλίων, μεταξύ των οποίων «
Πρώτη Αυγή
», από το οποίο προέρχεται το παρόν άρθρο.
