Ieškant gyvybės naudojami sudėtingiausi žmonijai žinomi stebėjimo aparatai. Jie žvelgia į tolimas galaktikas, ieškodami bet kokių įrodymų, kad Visatoje esame ne vieni. Tačiau, kas, jei, nepaisant visų mūsų pastangų, šie stebėjimai neduos jokių vaisių ir nebus rasta jokių gyvybės įrodymų už Paukščių Tako galaktikos?
Tai bauginantis klausimas. Kas bus, jei ir toliau kursime vis jautresnius teleskopus egzoplanetų temperatūrai tirti ir vis tiek nieko nerasime? Kiek planetų turime ištirti, kad prieitume prie išvados, jog kosmose nėra nieko, išskyrus mus?
Šiuo metu astronomai žino tik nedidelę dalelę pasaulių, kurių, paskutiniais duomenimis, yra apie 7 000.
Ką galime sužinoti apie gyvybės egzistavimo galimybes Visatoje?
Dr. Danielio Angerhauseno iš Ciuricho ETH ir SETI instituto vadovaujama tyrėjų grupė svarstė, ką galėtume sužinoti apie gyvybės egzistavimo galimybes Visatoje, jei būsimos paieškos būtų tokios pat bevaisės, kaip ir dabartinės.
Šiuos klausimus jie sprendė pasitelkę Bajeso analizę, į kurią įtraukė nuolat kintančią informaciją, kad apskaičiuotų ir atnaujintų egzoplanetų, kuriose galėtų būti gyvybė, skaičiaus tikimybes.
Savo darbe komandos nariai darė prielaidą, kad stebimų planetų skaičius bus pakankamai didelis, jog būtų galima daryti tvirtas išvadas apie gyvenamųjų vietų ir gyvybės paplitimą mūsų galaktikos kaimynystėje.
Tačiau vis dar esama neaiškumų. Net ir naudojant pažangius prietaisus, egzoplanetų paieškose reikės atidžiai atsižvelgti į neapibrėžtumus, nežinomuosius ir paklaidas (pavyzdžiui, prielaidas apie tam tikrus pasaulių tipus).
Angerhauseno komanda nustatė mažiausią egzoplanetų skaičių, kurio reikia mokslininkams, kad jie galėtų nustatyti, kiek pasaulių galėtų egzistuoti su gyvybe. Jei mokslininkai ištirtų 40-80 egzoplanetų ir galiausiai nė vienoje iš jų neaptiktų gyvybės, tai reikštų, kad mažiau nei 10-20 proc. panašių planetų turi gyvybę.
Ekstrapoliavus visą Paukščių Taką, paaiškės, kad tik apie 10 mlrd. jo pasaulių galėtų būti gyvenamos planetos. Mūsų galaktikos dalyje tai gali būti išties labai mažas skaičius.
Tolimų pasaulių tyrinėjimo iššūkiai
Tyrinėti aplink kitas žvaigždes esančias planetas nėra lengva užduotis. Pirma, reikia jas „įžvelgti“ ryškioje jų žvaigždžių šviesoje.
Tada, kai jas surasite, turite daryti tam tikras prielaidas apie jų sudėtį. Ar jos yra uolėtos ir turi atmosferą (kaip Žemė)? Ar tai dujiniai milžinai? Lavos pasauliai? Ledo milžinai? Kaip arti savo žvaigždės? Ar jie turi palydovų? Jei juose yra gyvybei palanki aplinka, kokia gyvybė?
Kiekvienas pasaulio tipas lemia, ar jame gali egzistuoti gyvybė, ar ne. Be to, kiekvienas stebėjimas turi tam tikrų apribojimų, ir tai atsispindi duomenyse. Pavyzdžiui, stebėjimai gali praleisti tam tikras atmosferos užuominas, rodančias gyvybę (arba jos nebuvimą).
Mokslininkai gali visiškai praleisti tam tikras planetas ir atmesti jas kaip negyvenamas, nors jos gali puikiai tikti gyvybei. Arba dėl stebėjimų apribojimų jie gali apskritai praleisti tam tikrą planetų grupę. Neapibrėžtumas yra bauginantis.
„Svarbu ne tik tai, kiek planetų stebime, bet ir tai, ar užduodame tinkamus klausimus ir kiek galime būti tikri, kad pamatysime arba nepamatysime tai, ko ieškome.
Jei nebūsime atsargūs ir pernelyg pasitikėsime savo gebėjimais nustatyti gyvybę, net ir didelė apklausa gali duoti klaidingų rezultatų“, – sakė Angerhausenas.
Gyvybės paieškų metu būtinos teisingos prielaidos
Tolimesnių gyvybės paieškų kituose pasauliuose sėkmė priklausys nuo to, ar mokslininkai padarys teisingas prielaidas apie tai, kur gyvybė gali (ir negali) egzistuoti.
Šios prielaidos, pagrįstos ankstesnėmis žiniomis ir vykdomais stebėjimais, turėtų sumažinti daugybę neaiškumų dėl gyvenamų pasaulių.
Pavyzdžiui, Ciuricho ETH valdomą didelį egzoplanetų interferometrą (LIFE) siūloma paleisti per artimiausią dešimtmetį. Jis skirtas gyvybės egzoplanetose paieškai ir kartu stebėjimų metu kataloguoti pasaulių įvairovę.
Šiuo tikslu įrengtais prietaisais bus matuojama galaktikoje esančių vidutinio sunkumo sausumos tipo planetų atmosferos sudėtis. Spektrometras tirs atmosferos dujas, ieškodamas gyvybei svarbių molekulių pėdsakų.
Pagalvokite apie tai taip: jei toks zondas tirtų Žemės atmosferą, jis aptiktų deguonies molekules ir tokias dujas kaip metanas bei kiti angliavandeniliai, rodantys gyvybę.
Siekiant išvengti nulinių rezultatų, LIFE paieškos priklausys nuo Bajeso statistikos, kurią atliko Angerhausenas ir jo kolegos. Iš esmės bus tiriama daugybė pasaulių, panašių į Žemę savo mase, spinduliu ir temperatūra, atmosferos.
Tikslas – rasti vandens, su gyvybe susijusių angliavandenilių ir kitų biologinių požymių.
Gauti rezultatai turėtų padėti padidinti ištirtų egzoplanetų skaičių, kad būtų galima statistiškai tiksliau nustatyti, kuriose planetose galėtų būti (arba yra) gyvybė. Visų pirma mokslininkų komandos nori sužinoti, kiek jų yra mūsų galaktikos kaimynystėje.
Visada turėsime tam tikrą neapibrėžtumą
Galiausiai LIFE stebėjimai (ir kiti tyrimai) padės atsakyti į daugybę naujų klausimų apie gyvybę turinčius pasaulius. Kiek planetų turi gyvybę? Kokia jų dalis yra uolėti pasauliai ir koks procentas jų yra tinkami gyventi?
Kurių iš jų atmosferoje yra aiškūs vandens garų, deguonies ir metano požymiai? Angerhauseno komandos atliekamas statistinių tikimybių skaičiavimo darbas padės LIFE misijai (ir kitoms panašioms misijoms) užduoti tinkamus mokslinių tyrimų klausimus ieškant gyvenamųjų pasaulių.
Angerhauseno teigimu, jei gaunamas vos vienas teigiamas rezultatas, tada neapibrėžtumas tampa realybe.
„Net jei nerasime gyvybės, galėsime kiekybiškai įvertinti, kiek retos – ar dažnos – gali būti planetos su aptinkamais biologiniais požymiais“, – pabrėžė jis.
Net jei būsimi tyrimai, tokie kaip LIFE, neras gyvybės įrodymų kaimyninėse egzoplanetose, jie vis tiek atvers langą, leidžiantį suprasti, kaip retai ar dažnai Visatoje pasitaiko gyvenamų vietų.
Atidžiai atsižvelgdami į neapibrėžtumus ir užduodami tikslius klausimus, mokslininkai gali sukurti galingus įrankius, padedančius suprasti mūsų vietą kosmose. Galiausiai egzoplanetų mokslas nėra vien siekis rasti atsakymus į klausimus apie tinkamumą gyventi ir gyvybės egzistavimą.
Taip pat reikia užduoti tinkamus klausimus ir priimti abejones kaip kelionės dalį.
