Παρασκευή, 28 Απριλίου 2017

Που είναι οι εξωγήνοι; Μια ανάλυση των 2 επικρατέστερων θεωριών

Πολυ συχνά βλέπουμε άρθρα και ειδήσεις σχετικά με εμφάνιση ιπτάμενων δίσκων, μαρτυρίες απαγωγών, φωτογραφίες UFO κτλ. Στη συντριπτική τους πλειοψηφία, τα περισσότερα από τα ανωτέρω έχουν εξηγηθεί ως απάτες, ψεύδη κτλ, υπάρχει ένα μικρό υπόλοιπο που μέχρι σήμερα παραμένουν ανεξήγητα. Σε αυτό το άρθρο, θα ασχοληθούμε με τις τις 2 επικρατέστερες θεωρίες σχετικά με τη πιθανότητα ύπαρξης εξωγήινης ζωής, έτσι όπως διατυπώνονται υπό το πρίσμα της επιστημονικής εξήγησης.


Υπάρχουν 2 γενικές επικρατούσες θεωρίες στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με το ζήτημα που καταλήγουν σε εκ διαμέτρου αντίθετες υποθέσεις. Πρόκειται για τη θεωρία πως η εξωγήινη ζωή είναι εξαιρετικά διαδεδομένη και βασίζεται στην περίφημη εξίσωση του Drake και στη θεωρία πως δεν είναι καθόλου διαδεδομένη και βασιζεται στο παράδοξο του Fermi.

Η εξίσωση του Drake

Ο Frank Drake είναι ένας απο τους πιο διάσημους αστροφυσικούς εν ζωή. Το 1961 διατύπωσε τη περίφημη εξίσωσή του, σε μια προσπάθεια να υπολογίσει τους νοήμονες πολιτισμούς του γαλαξία μας που έχουν τη δυνατότητα επικοινωνίας με το ανθρώπινο είδος.

Η εξίσωση N = R* • fp • ne • fl • fi • fc • L αναλύεται ως εξής:

Ν: αριθμός εξωγήινων πολιτισμών με την ικανότητα εκπομπής ανιχνεύσιμων ραδιοκυμάτων,

R*: η αναλογία των άστρων που είναι δυνατό να φιλοξενούν ζωή,
fp.: το ποσοστό αυτών των άστρων που διαθέτουν πλανητικά συστήματα,
ne: το ποσοστό των πλανητών ανά ηλιακό σύστημα που μπορούν να αναπτύξουν περιβάλλον κατάλληλο για ζωή,
fl: το κλάσμα των πλανητών στους οποίους τελικά θα εμφανιστεί ζωή,
fi: το κλάσμα των πλανητών που τελικά θα αναπτύξουν νοήμονα ζωή,
fc : το κλάσμα των πολιτισμών που θα αναπτύξουν τεχνολογία εκπομπής ραδιοκυμάτων,
L: η διάρκεια του χρόνου που θα εκπέμπουν ραδιοκύματα (οι άνθρωποι εκπέμπουν ραδιοκύματα απο τη δεκαετία του '30)


Ο Drake υπολόγισε ότι υπάρχουν μόνο στο γαλαξία μας 1000 έως 100.000.000 πολιτισμοί. Εκείνη την εποχή κάποιες απο τις παραμέτρους της εξίσωσης ήταν παντελώς άγνωστες. Για παράδειγμα οι πρώτοι εξωπλανήτες θα ανακαλυφθούν μόλις το 1995. Έκτοτε η εξίσωση έχει αναθεωρηθεί πολλές φορές. Σήμερα οι αστροφυσικοί, χρησιμοποιώντας πιο επίκαιρα δεδομένα και έχοντας πάντα υπ όψιν τους τη διάσημη εξίσωση, έχουν καταλήξει ότι ο αριθμός νοημόνων εξωγήινων πολιτισμών στο γαλαξία μας κυμαίνεται από 1, για τους πιο συντηρητικούς, έως 280.000.000 για τους πιο αισιόδοξους.

Γιατί οι εξωγήινοι είναι σιωπηλοί και το παράδοξο του Φέρμι

Το «παράδοξο του Φέρμι» μιλά για την πιθανότητα να βρεθεί νοήμων εξωγήινη ζωή. Ο Ιταλός φυσικός Ενρίκο Φέρμι είχε υποστηρίξει τη δεκαετία του 1940 ότι «αν υπάρχουν τόσοι νοήμονες πολιτισμοί, πού είναι και γιατί δεν έχουμε βρει ίχνη από αυτούς;».

Ο Φέρμι είχε θέση μια εύλογη απορία για την ύπαρξη εξωγήινης ζωής. Αφού υπάρχουν δισεκατομμύρια άστρα σαν τον δικό μας Ήλιο στο γαλαξία μας, πολλά μάλιστα μεγαλύτερα ηλικιακά από τον δικό μας, και γύρω από αυτά περιστρέφονται δισεκατομμύρια πλανήτες. Στατιστικά ένας μεγάλος αριθμός από αυτά θα μπορούσε να έχει ζωή και πολιτισμούς με τεχνολογική εξέλιξη. Καθώς όλα αυτά επιβεβαιώνονται πως εμείς δεν μπορούμε να δούμε κανένα σημάδι αυτής της εξωγήινης ζωής;

Oι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μέχρι σήμερα εκατοντάδες εξωπλανήτες, ενώ μη επανδρωμένα διαστημόπλοια βρήκαν ίχνη νερού σε αρκετούς ακόμη πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.

Γιατί όμως έως τώρα δεν έχει βρεθεί ούτε καν ένας μικροοργανισμός έξω από τη Γη; Σύμφωνα με αστροβιολόγους από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας (ANU), η απάντηση είναι πως η ζωή που τυχόν αναπτύχθηκε σε άλλους «κόσμους» είχε μικρή διάρκεια, με συνέπεια να εξαφανισθεί σύντομα.

Στόχος των αστροβιολόγων ήταν να μελετήσουν τις συνθήκες υπό τις οποίες θα μπορούσαν να δημιουργηθούν έμβιοι οργανισμοί.

Έτσι, συνειδητοποίησαν ότι, κατά κανόνα, στους περισσότερους πλανήτες οι οργανισμοί που ενδεχομένως «φιλοξένησαν» δεν κατάφεραν να επιβιώσουν για πολύ, λόγω είτε της υπερβολικά υψηλής είτε της υπερβολικά χαμηλής θερμοκρασίας.

«Το σύμπαν πιθανότατα βρίθει κατοικήσιμων πλανητών, με συνέπεια πολλοί επιστήμονες να πιστεύουν πως το ίδιο ισχύει και με τις εξωγήινες μορφές ζωής», λέει ο Δρ Αντίτια Τσόπρα από το ANU και επικεφαλής συντάκτης του άρθρου της ομάδας, το οποίο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astrobiology.

«Η ζωή όμως είναι εξαιρετικά εύθραυστη στα πρώτα στάδια δημιουργίας της. Επομένως, πιστεύουμε πως σπάνια έχει καταφέρει να εξελιχθεί σε τέτοιο βαθμό, ώστε να καταφέρει να επιβιώσει».

Με βάση τη μελέτη των αστροβιολόγων, τα περισσότερα πλανητικά περιβάλλοντα είναι αρχικά ασταθή.

Για να μπορέσει η ζωή να ευδοκιμήσει σε έναν πλανήτη, θα πρέπει οι πρώτοι μικροοργανισμοί που θα δημιουργηθούν να ρυθμίσουν τις συγκεντρώσεις των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, όπως των υδρατμών και του διοξειδίου του άνθρακα, ώστε να σταθεροποιηθεί η θερμοκρασία στην επιφάνεια.

Περίπου πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, ενδεχομένως μαζί με τη Γη να ήταν κατοικήσιμοι και η Αφροδίτη με τον Άρη.

Παρ’ όλα αυτά, 1 δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα, το περιβάλλον της Αφροδίτης είχε μετατραπεί σε μια υπέρθερμη «κόλαση», ενώ αντίθετα οι θερμοκρασίες στον Άρη είχαν μειωθεί δραστικά.

Έτσι, αν τυχόν είχαν αναπτυχθεί μικρόβια στην Αφροδίτη και τον Άρη, δεν κατάφεραν να σταθεροποιήσουν το περιβάλλον στους δύο αυτούς πλανήτες. Σε αντίθεση με τη Γη, όπου η ζωή έπαιξε κομβικό ρόλο στη ρύθμιση του κλίματος.

Η απάντηση στο παράδοξο Φέρμι, όπως είναι γνωστό το παραπάνω ερώτημα, είναι πως οι μικροοργανισμοί που εμφανίζονται σε πλανήτες του σύμπαντος ενδέχεται κατά κανόνα να εξαφανίζονται πολύ σύντομα.

Τα περισσότερα άστρα του γαλαξία έχουν πιθανότατα δυνητικά κατοικήσιμους πλανήτες

Αρκετά δισεκατομμύρια άστρα έχουν τουλάχιστον έναν εξωπλανήτη που μπορεί να είναι βραχώδης και να έχει νερό σε υγρή μορφή

Χιλιάδες εξωπλανήτες έχουν ανακαλύψει μέχρι σήμερα οι επιστήμονες στον γαλαξία μας και ο κατάλογος συνεχώς διευρύνεται. Τώρα, μια νέα δανοαυστραλιανή επιστημονική μελέτη κατέληξε στο εντυπωσιακό συμπέρασμα ότι υπάρχουν πλανήτες στη δυνητικά κατοικήσιμη και φιλόξενη ζώνη γύρω από τα περισσότερα άστρα.

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Νιλς Μπορ της Κοπεγχάγης και του Αυστραλιανού Εθνικού Πανεπιστημίου, με επικεφαλής τον Στέφεν Γιάκομπσεν, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Monthly Notices» της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας, σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο και το «Science», υπολόγισαν τον αριθμό των άστρων του γαλαξία μας, τα οποία είναι πιθανό να έχουν κατοικήσιμη ζώνη με έναν ή περισσότερους εξωπλανήτες.

Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι αρκετά δισεκατομμύρια άστρα πρέπει να έχουν τουλάχιστον έναν εξωπλανήτη (μερικά έως και τρεις), που μπορεί να είναι βραχώδεις και να έχουν νερό σε υγρή μορφή, άρα θα μπορούσε να έχει αναπτυχθεί κάποια μορφή ζωής πάνω τους. Πλανήτες πολύ κοντά στο άστρο τους ή πολύ μακριά από αυτό θα ήσαν καυτοί ή παγωμένοι αντίστοιχα, άρα και στις δύο περιπτώσεις ακατάλληλοι για ζωή.

Όμως, στην ενδιάμεση απόσταση (ούτε πολύ ζέστη - ούτε πολύ κρύο), το νερό θα δεν μπορούσε ούτε να εξαερωθεί, ούτε να παγώσει, αλλά θα παρέμενε σε υγρή μορφή, ευνοώντας έτσι την ανάπτυξη ζωής - τουλάχιστον με βάση τα γήινα δεδομένα. Το εύρος της κατοικήσιμης ζώνης διαφέρει ανάλογα με το μέγεθος και τη λαμπρότητα κάθε άστρου.

Εξωπλανήτες

Είμαστε πλέον σε θέση να γνωρίζουμε πως οι εξωηλιακοί πλανήτες, δεν είναι καθόλου σπάνιοι.

Το Κέπλερ, που εκτοξεύτηκε το 2009, έχει εξετάσει εξονυχιστικά 150.000 άστρα για να βρει ενδείξεις πλανητών σε τροχιά γύρω από αυτά και κυρίως πλανήτες που βρίσκονται σε απόσταση τέτοια που θα μπορούσαν να έχουν νερό σε υγρή κατάσταση, κάτι που θα επέτρεπε ενδεχομένως την εμφάνιση ζωής.

Μέχρι σήμερα έχουν εντοπιστεί περίπου 5.000 «επίδοξοι» εξωπλανήτες και οι 2.325 από αυτούς βρέθηκαν χάρη στο Κέπλερ. «Πριν από την εκτόξευση του Κέπλερ δεν ξέραμε αν οι εξωπλανήτες είναι σπάνιοι ή άφθονοι και τώρα φαίνεται ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν περισσότεροι πλανήτες παρά άστρα» είπε ο Πολ Χερτζ, ο διευθυντής του τμήματος αστροφυσικής της NASA. «Οι πληροφορίες αυτές θα καθοδηγήσουν τις μελλοντικές αποστολές μας για να μάθουμε αν είμαστε μόνοι ή όχι στο σύμπαν», πρόσθεσε.

Ακρόφιλα

Αγγλιστί: extremophiles. Πρόκειται για μια κατηγορία ειδικά σκληραγωγημένων μικροβίων που ζουν σε μερικά από τα πιο ψυχρά γήινα περιβάλλοντα θα μπορούσε να ζήσει ακόμα και στον ψυχρό Άρη ή και σε άλλους ψυχρούς πλανήτες, σύμφωνα με μια ερευνητική ομάδα αστρονόμων και μικροβιολόγων. Ακρόφιλα έχουν βρεθεί να ζουν στη Γη, μέσα σε ραδιενεργά απόβλητα πυρηνικών εργοστασίων και σε βάθη έως 2,5 χιλιόμετρα στο φλοιό του πλανήτη μας. Ζουν ακόμη και στην αφιλόξενη άβυσσο των ωκεανών δίπλα σε θερμικές πηγές. Η ύπαρξή τους είναι ένα σοβαρό επιχείρημα υπέρ της ύπαρξης μικροβιακής ζωής σε φαινομενικά εχθρικούς πλανήτες, ακόμη και στο ηλιακό μας σύστημα.

Το ανυπέρβλητο εμπόδιο του αχανούς διαστρικού κενού

Το Voyager 1, είναι αυτή τη στιγμή ο μακρινότερος εκπρόσωπος της ανθρωπότητας στο διάστημα. Οι διαστημοσυσκευές Voyager 1 & 2 εκτοξεύτηκαν στις 5 Σεπτεμβρίου και 20 Αυγούστου 1977 και αποτελούν τους πιο μακρινούς εκπροσώπους του ανθρώπινου είδους στο διάστημα. Ο Voyager 1 βρίσκεται σε λειτουργία για περισσότερα από 37 χρόνια και ταξιδεύει με ταχύτητα 60.000 χλμ/ώρα με κατεύθυνση προς τον αστερισμό του Οφιούχου.

Το Σεπτέμβρη του 2013, μετά από 35 χρόνια ταξιδιού, διέσχισε την ηλιόσφαιρα και πλέον κινείτε στο διαστρικό διάστημα. Η συσκευή είναι εφοδιασμένη με 2 μίνι αντιδραστήρες που θα της παρέχουν ενέργεια τουλάχιστον ως το 2025. Αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε απόσταση 132 Αστρονομικών Μονάδων από τη Γη. (1 Α.Μ.=150 εκ.χλμ), ή 20 δις χλμ. Προκειμένου να καλύψει μία απόσταση ενός έτους φωτός (10 τρις χλμ) θα χρειαστεί 17.000 έτη (το πλησιέστερο άστρο στη Γη, ο εγγύτατος Κένταυρος, βρίσκεται σε απόσταση 4,2 ετών φωτός).

Πρόσφατα, αστρονόμοι ανακοίνωσαν στο περιοδικό Nature, την ανακάλυψη ενός πλανήτη στο μέγεθος της Γης, που ονομάστηκε Proxima b (Εγγύτατος β) και βρίσκεται στην κατοικίσιμη ζώνη του Εγγύτατου του Κενταύρου. Ο Εγγύτατος του Κενταύρου (Proxima Centauri) είναι το πλησιέστερο άστρο πέραν του ηλιακού μας συστήματος – βρίσκεται σε απόσταση μόλις 4,24 έτη φωτός από τη Γη.


Από τα ανωτέρω προκύπτει πως ένα διαστημόπλοιο με κινητήρες συμβατικής πρόωσης, δεν έχει καμία ελπίδα να εξερευνήσει το διάστημα, πέρα από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος.

Project Orion: πυρηνικές βόμβες στην υπηρεσία της κατάκτησης του διαστήματος

Το αστρικό σύστημα του Κενταύρου αποτελεί γνώριμο προορισμό των συγγραφέων επιστημονικής φαντασίας. Ο λόγος; είναι η πλησιέστερη ομάδα άστρων στη Γη. Αυτό εκ των πραγμάτων, τον καθιστά πρωταρχικό στόχο σε μια μελλοντική διαστρική αποστολή.

Η ιδέα χρήσης πυρηνικής ενέργειας για τη διαστημική προώθηση δεν είναι κάτι καινούργιο. Ήδη από το τέλος της δεκαετίας του '50, ο διάσημος φυσικός Φρήμαν Ντάισον, πρότεινε το project Orion, που αφορούσε τη χρήση ατομικών βομβών, οι οποίες, με ελεγχόμενες εκρήξεις στο πίσω μέρος ενός διαστημοπλοίου, θα το προωθούσαν σταδιακά σε υψηλές ταχύτητες. Εννοείτε πως στο πίσω μέρος θα υπήρχε μία μεγάλη κυρτή ασπίδα που αφενός θα απορροφούσε τη δύναμη της βόμβας και αφετέρου θα προστάτευε το πλήρωμα από την ακτινοβολία. Εν τέλει το πολλά υποσχόμενο σχέδιο εγκαταλείφθηκε για κυρίως πολιτικούς λόγους.

Το Orion εάν υλοποιούταν, θα μπορούσε να στείλει στο Άλφα του Κενταύρου, ένα διαστημόπλοιο 400.000 τόνων, στο χρόνο ρεκόρ των 133 ετών, κινούμενο με ταχύτητα 3,3% αυτή του φωτός. Ο προορισμός απέχει 4,37 έτη φωτός, δηλαδή περίπου 45 τρις χιλιόμετρα. Το κόστος υπολογίστηκε στα 370 δις δολάρια. Είναι προφανές ότι το αρχικό πλήρωμα δε θα έφτανε πότε στο προορισμό, αλλά αυτό το ρόλο θα τον αναλάμβαναν οι απόγονοί τους.

Κινητήρες στρέβλωσης χωροχρόνου

Οι φανατικοί του Star Trek γνωρίζουν πως το Entreprise πετυχαίνει ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός με κινητήρες στρέβλωσης χωροχρόνου που τροφοδοτούνται από αντιύλη. Αν και η παραγωγή αντιύλης, σε μικροσκοπικές ποσότητες έχει επιτευχθεί (με απαγορευτικό κόστος), ένας τέτοιος κινητήρας απέχει έτη φωτός από τη κατασκευή του. Μια αξιόλογη πρόταση έχει παρουσιαστεί από τον φυσικό Miguel Alcubierre, ωστόσο οι τρέχουσες τεχνολογικές δυνατότητες της ανθρωπότητας, δεν επιτρέπουν τη κατασκευή του. Ένας εξωγήινος πολιτισμός, θα πρέπει να είναι εξαιρετικά προηγμένος για να μπορεί να δαμάσει τέτοιες τεχνολογίες που θα του επέτρεπαν διαστρικά ταξίδια μέσα σε εύλογους χρόνους.

Ως γνωστόν, η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, απαγορεύει ταχύτητες μεγαλύτερες αυτής του φωτός (300.000 χλμ/δευτ.). Για να παρακαμφθεί αυτό το εμπόδιο, επιστήμονες όπως ο Alcubierre, πρέπει να σκεφτούν ''out of the box'' και να βρουν τις τεχνολογίες που θα επιτρέψουν ταξίδια με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή του φωτός, χωρίς να παραβιάζουν το θεμελιώδη κανόνα του Αϊνστάιν.

Μήπως δεν μας έχουν ακούσει ακόμη;

Η Γη είναι ένας πολύ θορυβώδης πλανήτης. Εδώ και τουλάχιστον 80 χρόνια, γήινες εκπομπές ραδιοκυμάτων (ραδιόφωνο, τηλεόραση κτλ), ταξιδεύουν με τη ταχύτητα του φωτός προς κάθε κατεύθυνση. Πιθανότατα, το πρώτο σήμα που ήταν αρκετα ισχυρό (40 MHz) για να διαπεράσει την ιονόσφαιρα και να ταξιδέψει στο διάστημα, ήταν η τελετή έναρξης των Ολυμπιακών Αγώνων του Βερολίνου το 1936.

Το πρώτο ανθρώπινο σήμα που σχεδιάστηκε για να σταλεί στο διάστημα, ήταν το σήμα που εκπέμφθηκε από τεράστιο ραδιοτηλεσκόπιο του Αρεσίμπο το 1974. Εστάλει προς τη κατεύθυνση του νεφελώματος Μ-13, 25.000 έτη φωτός μακριά. Το 210 byte μήνυμα περιλαμβάνει μια αναπαράσταση του ηλιακού μας συστήματος, μια αναπαράσταση διπλής έλικας DNA, τους αριθμούς 1 έως 10, μια αναπαράσταση ανθρώπου και τον αριθμό του τότε πληθυσμού της Γης. Το σήμα θα φτάσει στο προορισμό του σε 25.000 χρόνια, εκτός αν αναχαιτιστεί από κάποιο εξωγήινο διαστημόπλοιο νωρίτερα.
Επομένως έχουμε κάνει γνωστή τη παρουσία μας σε μια ακτίνα περίπου 80 ετών φωτός γύρω από τη Γη. Η έκταση αυτή είναι απειροελάχιστη αν αναλογιστούμε ότι ο γαλαξίας μας έχει διάμετρο 100.000 ετών φωτός και το Σύμπαν τουλάχιστον 96 δις έτη φωτός. Ταξιδεύοντας με τη ταχύτητα του φωτός, τα ραδιοκύματα, αν και εξασθενημένα, θα συνεχίσουν να ταξιδεύουν στην απεραντοσύνη του Σύμπαντος, ακόμη και όταν πλέον η ανθρωπότητα δε θα υφίσταται πλέον.

Τελικά, που είναι οι εξωγήινοι;

Αποτελεί κοινή πεποίθηση της επιστημονικής κοινότητας, πως είναι αδύνατο να μην υπάρχει ζωή σε άλλους πλανήτες, δεδομένου του όγκου του ορατού σύμπαντος. Ο γαλαξίας μας μόνο, έχει τουλάχιστον 100 δις άστρα, με τα περισσότερα να διαθέτουν πλανήτες. Στο σύμπαν, υπάρχουν τουλάχιστον 100 δις γαλαξίες. Τόσο real estate, είναι απίθανο να φιλοξενεί μόνο ένα πλανήτη με ζωή. Από την άλλη όμως, πολλοί παραξενεύονται που ακόμη δεν έχουμε εντοπίσει εξωγήινη ζωή.

Επομένως, με βάση τις ανωτέρω θεωρίες, είτε οι εξωγήινοι είναι παντού τριγύρω μας και δε μπορούμε να τους δούμε, είτε έχουν έλθει και παρέλθει, όντας πλέον όλοι νεκροί, είτε η ζωή στο σύμπαν γενικότερα, δε συνηθίζει να εξελίσσεται πέρα από μικροβιακό επίπεδο. Και οι 2 θεωρίες έχουν φανατικούς υποστηρικτές στην επιστημονική κοινότητα. Αποτελεί πάντως κοινή άποψη πως το μεγαλύτερο ίσως ερώτημα όλων των εποχών, θα απαντηθεί στο προσεχές μέλλον.


EDIT: Μόλις πριν λίγες ώρες, επιστήμονες της NASA/ESA, που επεξεργάζονται δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, ανακοίνωσαν πως υπάρχουν στο σύμπαν 10 φορές περισσότεροι γαλαξίες απ' όσους πιστευόταν μέχρι σήμερα.


Πηγή

Αν σας άρεσε το θέμα κάντε ένα "Like" και κοινοποιήστε το στους Φίλους σας...!


Οι απόψεις του ιστολογίου μπορεί να μην συμπίπτουν με τα περιεχόμενα του άρθρου