Hipoteza rijetke Zemlje

Možda je život u svemiru čest, ali složen život, životinje i oni koji o njima razmišljaju, nije. Peter Ward i Donald Brownlee 2000. su tvrdili da su Zemljini uvjeti iznimna kombinacija, a rasprava o tome traje i danas.

Ukratko

  • Hipoteza rijetke Zemlje tvrdi da je mikrobni život u svemiru možda uobičajen, ali da je složen, životinjski život vrlo rijedak, jer ovisi o neobičnom spletu okolnosti.
  • Iznijeli su je Peter Ward i Donald Brownlee u knjizi iz 2000. godine.
  • Prema podacima Keplerove misije, planeti veličine Zemlje u nastanjivoj zoni čestih su zvijezda, no to je tek jedan od uvjeta koje hipoteza navodi.
  • Hipoteza se ne može provjeriti dok ne znamo ima li života ijednog drugog planeta, a kritičari smatraju da se Zemlju uzima kao jedini uzorak.

Fermijev paradoks pita: ako je svemir tako velik i star, gdje su svi? Jedan od mogućih odgovora je da su uvjeti za složeni život toliko neobični da je Zemlja možda jedan od vrlo rijetkih svjetova, ili čak jedini u našoj galaktici na kojem postoje životinje.

Što tvrdi knjiga

Geolog i paleontolog Peter Ward i astronom Donald Brownlee objavili su 2000. knjigu Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe. Njihova je glavna teza da je prvi korak, nastanak jednostavnog, mikrobnog života, možda lagan i čest, ali da je put do životinja ovisio o nizu uvjeta koji se rijetko poklope. Među njima navode položaj planeta u nastanjivoj zoni zvijezde, tektoniku ploča, velik Mjesec, prisutnost velikog plinovitog planeta u vanjskom dijelu sustava, te povoljan položaj u galaksiji, a razmatraju i ulogu masovnih izumiranja.

Ono što hipotezu razlikuje od jednostavnog "Zemlja je posebna" jest tvrdnja o vjerojatnosti: svaki uvjet zasebno možda nije rijedak, ali umnožak svih jest.

Što su pokazali egzoplaneti

U vrijeme kad je knjiga izašla, znalo se samo o nekoliko izvansunčevih planeta. Keplerov svemirski teleskop to je promijenio. Erik Petigura i suradnici su 2013., analizirajući mjerenja sjaja oko 42 000 zvijezda, našli 603 planeta, među kojima 10 veličine Zemlje koji primaju sličnu količinu zračenja kao Zemlja, i procijenili da 11 ± 4 posto zvijezda sličnih Suncu ima planet veličine Zemlje koji prima jedan do četiri puta više zračenja od nje. Rad Stevea Brysona i suradnika iz 2021., koji koristi Gaiine podatke o zvijezdama, procjenjuje da se u konzervativno definiranoj nastanjivoj zoni nalazi između 0,37 i 0,60 stjenovitih planeta po zvijezdi (veličine 0,5 do 1,5 Zemljina polumjera), uz velike nesigurnosti jer je otkriveno malo takvih planeta. Autori procjenjuju da je najbliži takav planet oko G i K zvijezda u prosjeku udaljen oko šest parseka.

Ti brojevi govore o prvom uvjetu, položaju u nastanjivoj zoni, a ne o ostalima.

Mjesec, ploče i druge okolnosti

Jedan od najčešće navođenih uvjeta jest Mjesec. Jacques Laskar i suradnici pokazali su 1993. u časopisu Nature da Mjesec stabilizira nagib Zemljine osi, a taj nagib određuje godišnja doba. Tektonika ploča, drugi uvjet, tema je pregleda Jun Korenage iz 2013. o početku i razvoju tektonike ploča na Zemlji, a rasprava o tome kada je započela i koji su joj preduvjeti još traje. Pregledni rad Charlesa Cockella i suradnika iz 2016. o nastanjivosti pokazuje koliko je pojam nastanjivosti širok i koliko ovisi o tome što se računa kao život.

Dokazi za i protiv

Rijetki uvjeti za složeni život

  • U prilog: Mjesec stabilizira nagib Zemljine osi, a Zemlja istodobno ima tektoniku ploča i niz drugih uvjeta, pa zagovornici smatraju da složeni život ovisi o njihovu spletu.
  • Protiv: Izvan Zemlje nemamo primjer za usporedbu, pa se ne zna koji su uvjeti doista nužni, a koji su samo bili prisutni.

Zemlje su česte

  • U prilog: Kepler pokazuje da planeti veličine Zemlje u nastanjivoj zoni nisu rijetki: Petigura i suradnici procjenjuju 11 ± 4 posto zvijezda sličnih Suncu, a Bryson i suradnici 0,37 do 0,60 planeta po zvijezdi.
  • Protiv: Položaj u nastanjivoj zoni ne znači da je planet nastanjiv; uvjeti poput tektonike ploča i Mjeseca ne vide se iz Keplerovih podataka, a nesigurnosti procjena su velike.

Kronologija

  1. 1993.: Laskar i suradnici pokazuju da Mjesec stabilizira nagib Zemljine osi.
  2. 2000.: Ward i Brownlee objavljuju knjigu Rare Earth.
  3. 2013.: Petigura i suradnici procjenjuju učestalost planeta veličine Zemlje.
  4. 2016.: Cockell i suradnici objavljuju pregled o nastanjivosti.
  5. 2021.: Bryson i suradnici (rad objavljen u siječnju) procjenjuju učestalost stjenovitih planeta u nastanjivoj zoni.

Ključne osobe

  • Peter Ward: Geolog i paleontolog, suautor hipoteze.
  • Donald Brownlee: Astronom, suautor hipoteze.
  • Erik Petigura: Astronom, autor procjene učestalosti planeta veličine Zemlje.
  • Jacques Laskar: Astronom koji je pokazao ulogu Mjeseca u stabilnosti nagiba osi.

Što se zna

  1. Ward i Brownlee iznijeli su hipotezu 2000. u knjizi Rare Earth.
  2. Kepler je pokazao da planeti veličine Zemlje u nastanjivoj zoni nisu rijetki.
  3. Mjesec stabilizira nagib Zemljine osi.
  4. Život je za sada poznat samo na Zemlji.

Što tvrde zagovornici

  • Složeni život ovisi o spletu uvjeta, uključujući tektoniku ploča, velik Mjesec i povoljan položaj u galaksiji.
  • Svaki uvjet zasebno možda nije rijedak, ali njihov umnožak jest.
  • Rijetkost složenog života mogla bi objasniti Fermijev paradoks.

Što kažu kritičari

  • Uzorak je jedan planet, pa se ne zna koji su uvjeti stvarno potrebni.
  • Planeti veličine Zemlje u nastanjivoj zoni česti su.
  • Ni jedan uvjet nije dokazano nužan za složeni život.

Otvorena pitanja

  • Je li tektonika ploča preduvjet za složeni život?
  • Koliko je važan Mjesec?
  • Hoće li otkriće života na drugom planetu promijeniti sliku?

Teorije

  • Složeni život u svemiru je vrlo rijedak
  • Složeni život je čest, a uvjeti poput Zemljinih nisu iznimni
  • Nemamo dovoljno podataka da bismo odlučili

Povezane priče

Izvori