Kui Jeremy Drake alustas oma karjääri 1980ndate lõpus, tundus küsimus, kas me oleme universumis üksi või mitte, teaduse valdkonnast väljapoole.
"See oli nagu see, kuidas me ei saa Jumala olemasolu tõestada ega eitada, " ütleb Drake. "Andmeid polnud."
Pärast seda, kui Drake, nüüd 49 ja Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse vanem astrofüüsik, asus Oxfordi doktorandina tähti õppima, on palju muutunud.
1990ndate aastate keskel avastasid arenenumad teleskoobid ja spektromeetrid esimesed kaugetest tähtedest tiirlevad planeedid - avastus, mis avas esmakordselt mujal galaktikas kiusliku elu võimaluse. Aastate jooksul on teadaolevate planeetide arv plahvatuslikult kasvanud enam kui 1700-ni. Just eelmisel kuul teatas NASA, et tema 2009. aastal käivitatud kosmoseteleskoop Kepler on võimaldanud tuvastada 715 uut planeeti, mis tiirlevad ümber 305 tähe, sealhulgas neli, mis on nende tähtedest paraja suuruse ja kaugusega, et toetada vedelat vett ja seega elu sellisena, nagu meie tean, et see.
Kuigi on ebatõenäoline, et me suudame neid planeete lähiajal lähemalt uurida, on teadlased hakanud tegema alusuuringuid, mis võiksid ühel päeval aidata kindlaks teha, millistel äsja avastatud planeetidel on suurim võimalus maavälist elu võõrustada. Ja suur osa sellest tööst toimub nüüd Smithsoniani juures.
Drake, kelle labor asub Harvardi ülikoolilinnaku vaikses nurgas asuval mäel, korraldas 2012. aastal Washingtonis konverentsi “Life in the Cosmos”, mis tõi kokku Smithsoniani teadlasi sellistest eraldiseisvatest asutustest nagu loodusloomuuseum, Air ja kosmosemuuseum ning Smithsoni troopiliste uuringute instituut Panamas. Ehkki esmapilgul võib astrofüüsikul tunduda olevat vähe ühist paleontoloogide või vihmametsade ökoloogidega, loodab Drake, et sellest projektist tulenevad valdkondadevahelised koostööd aitavad meil paremini mõista maakera elu päritolu - ja kuidas see võiks mujal areneda galaktika.
"See on kõige laiem teaduslik probleem, " ütleb ta. "Ja minu meelest on see võib-olla kõige olulisem küsimus."
Millised on võimalused, et seal on elu?
Olukord muutub nii kiiresti. Enne 1995. aastat polnud meil aimugi - meil oli ainult üks teadaolev päikesesüsteem. [Aastal 1961] ütles Drake'i võrrand - muidugi erinev Drake - põhimõtteliselt, et galaktikas planeetide arvu tõenäosuse määramine on puhas oletus. Umbes 1980. aastal hakkasime esimest korda nägema neid asju, mida nimetatakse tolmusteks ketasteks Päikesesarnaste tähtede ümber, ja suuremad ja paremad missioonid nägid neid suuremal arvul. See viib meid planeedi avastamise ajajärku, mis algab 90ndate keskpaigast. Muidugi olid need esimesed planeedid oma vanemate tähega väga lähedal, gaasihiiglastel, kellel polnud üldse võimalust elu varjata. Ja see on sellepärast, et neid oli kõige lihtsam tuvastada. Kuid me mõistame nüüd, et on suur tõenäosus, et tähtede ümber on rohkem Maa moodi planeete. Elu arendamiseks, mis ei vaja tingimata planeete, on ka teisi viise, kuid kindlasti on lihtsaim viis omada mingisugust stabiilset keskkonda, näiteks planeedisüsteem, mille energiat sisendab lähedalasuv täht. Nii et planeedid on hea panus.
Kuidas tulite „Elu kosmoses“ korraldama?
See oli arvatavasti 2010 ja uurisin tähtede väliskeskkonda, mida Päikeses nimetatakse päikesekoroonaks. Planeedi olemasolu kohta oli juba piisavalt andmeid ja hakkasin mõtlema, milline oleks planeetide kiirguskeskkond. Arvasin, et selle võiks siduda sellega, mida teised inimesed tegid, näiteks sellistele inimestele nagu Bob Craddock lennu- ja kosmose muuseumis, kes on uurinud väga olulist probleemi planeedifüüsikas: Kuidas kaotas Marss oma atmosfääri? Kui soovite, et teie planeedil oleks elu, ei taha see juhtuda.
Paar aastat on möödunud sellest, kui pidasite konverentsi Washingtonis. Kas sellest on välja tulnud huvitavaid uuringuid või koostööd?
Jah, mõned uuringud, mõned potentsiaalsed koostööprojektid on alles lapsekingades. Teaduse peamine probleem on alati raha. Kandideerime viieaastase uuringu rahastamiseks planeedi asustamiseks vajalike ehitusplokkide kokkupaneku kohta. Meil on veel üks ettepanek vaadata planeetide atmosfääri arengut. Panamas [Smithsoniani troopiliste uuringute instituudis] viibinud inimestega oli meil algatusprojekt, kus uuriti, kuidas fosfori kättesaadavus mõjutab ökosüsteeme. Fosfor on eluks vajalik, kuid tegelikult on see aktiivsel planeedil väga lühikese elueaga, kuna normaalse ilmaga leostub see mullast välja. Seda täiendatakse Maal geoloogilise aktiivsusega - kui oluline on geoloogiline aktiivsus elu arengule? Me ei tea seda tegelikult. Midagi sarnast Maal asuva plaaditektoonikaga, kas see on nõue eluks mujal?
Kas idee, et kui meil on nüüd parem tehnoloogia nende äsja avastatud planeetide vaatamiseks, võiks see teadustöö aidata meil valida, milliseid neist on vaja täiendavalt uurida või millel on kõige suurem tõenäosus elu toetada?
See on täiesti õige. Tõenäoliselt on plaaditektoonikat praegusel hetkel planeedi modelleerimise osas liiga keeruline ennustada, kuid võib-olla saaksite jämedalt aru, mis peaks neil planeetidel seda omadust olema. Või võite öelda: "Olgu, kui meil on piiratud ressursid, lähme koos planeetidega, mis meie arvates sobivad õhkkonda." Prooviksite leida huvitavaid. See arv võib olla ebamäärane, kuid see ei saa kindlasti olema enamus.
Kuidas aitab teie enda uurimus neile küsimustele vastata?
Ma töötan protoplanetaarsete ketaste kallal ja ka seal, kus tekivad tähed. Planeedid moodustuvad tõenäoliselt suhteliselt kiiresti samal ajal, kui täht on moodustamise lõpule jõudnud. See on väga-väga keeruline, kuid väga huvitav astrofüüsika probleem. Mida me teeme, on kasutada seda suurt röntgenkontrasti noorte tähtede vahel, et põhimõtteliselt leida noored, moodustades päikesesüsteemid, ja seejärel otsida protoplanetaarseid kettaid. Need uuringud annavad meile ettekujutuse sellest, kui palju planeete võib galaktikas olla.
Milline võiks välja näha elu teistel planeetidel, kui me selle leiame?
Ma kahtlustan, et see, mis juhtub, on see, et otsime planeedi, millel on tuvastatav hapnikuaatus, ja tõenäoliselt reedab see bioaktiivsuse, tõenäoliselt primaarse ookeani või baktereid. Minu kahtlus on see, et kui me midagi avastame - ja kui planeet pole Maaga nii sarnane, näib see midagi sellist, millega oleme ähmaselt tuttavad. Just numbriliselt ei läinud elu siin tegelikult palju keerukamalt edasi, vaid pigem sadade miljonite aastate taha kui miljarditesse ja siin on kõige tavalisem bakterid. Aga jällegi, ma ei ole bioloog, nii et võib-olla näeks miski, mis minu jaoks sama, tunduks bioloogi puhul täiesti teistsugune.
Mis saab elust, mille aluseks on täiesti erinev keemia - näiteks räni?
Ma ei usu. See on asi, mis tõstatati mõneks ajaks tagasi, kuid ma kahtlustan, et elu tekkis Maal nii, nagu ta juhtus biokeemia põhialuste tõttu ja et need põhiprotsessid on universaalsed, mitte meile omased. Me teame, et meil on seda elu Maa peal olnud miljardeid aastaid ja keemia on saanud teha muid asju, kui need tõesti töötavad.
Ekstremofiilidest - elust siin Maal, mis eksisteerib geotermilistes tuulutusavades ja muudes karmides keskkondades - on palju räägitud kui võimalikku elu mudelit teistele planeetidele. Kas sa arvad, et see on võimalus?
Extremofiile kasutatakse sageli argumendina öeldes, kui erinev võiks elu olla kui see, millega me praegu kõige paremini tuttav oleme. Minul isiklikult on vastupidine argument. Arvan, et see, mis juhtub, kui annate elule jaluse, siis on see võimeline kohanema veidramate keskkondadega. Ma ei arva, et see ütleb tingimata, et elu võib pärineda veidratest keskkondadest. Minu kahtlus on, et elu alustamiseks peavad teil olema üsna Goldilocksi-sarnased tingimused, kuid kui see on olemas, on teil võimalus luua asju, mis on palju eksootilisemad.
Muidugi on kogu see otsing alles väga algusjärgus, kuid kui leiame elu mujal galaktikas, siis millised on võimalused, et saame seda külastada?
Selleks, et saaksime külastada mõnda teist tsivilisatsiooni või et nad saaksid meid külastada, peab olema füüsika osa, millest pole veel aru saadud. Valguskiirusel liikudes seda teha ei saa. Selleks, et tsivilisatsioonid saaksid läbida galaktilist tüüpi vahemaid, peab olema tundmatu füüsika, mis seda võimaldab. Kui see juhtub, mõjutab see tohutult meie füüsika mõistmise puudumist. Praegu on üks UFO-nähtuse vastuargumente: Füüsiliselt pole see lihtsalt võimalik.
Isegi kui me ei jõua äsja avastatud maavälise elu juurde, milline oleks avastuse mõju siin Maa peal?
Ma arvan, et sellel oleks tohutu mõju - psühholoogiliselt, teoloogiliselt, sotsiaalselt. Kuid ma arvan, et see oleks ajaloo suurim üksik teaduslik avastus, üks olulisemaid asju, mida inimesed on teinud. Praegu on meil kogu riigis olemas lähenemisviis elule - „meie nende vastu” - rahvusest tüüpi asi. Ma arvan, et kui elu avastataks ka teistel planeetidel ja kindlasti, kui leitaks kommunikatsioon või tsivilisatsioonide tunnused, siis loodan, et perspektiiv muutub täielikult. Me oleksime rohkem väljapoole suunatud. Kas inimesed tunneksid end vähem olulisena? Võib-olla nad tahaksid. See on vist hea asi.
