Η ζωή θα μπορούσε να ήταν δυνατή μόλις λίγα δευτερόλεπτα μετά το Big Bang

By | December 11, 2023

Μια σύνθετη εικόνα του Bullet Cluster, ενός πολυμελετημένου ζεύγους σμήνων γαλαξιών που συγκρούστηκαν μετωπικά. Το ένα πέρασε μέσα από το άλλο, όπως μια σφαίρα μέσα από ένα μήλο, και πιστεύεται ότι δείχνει καθαρά σημάδια σκοτεινής ύλης (μπλε) διαχωρισμένη από τα καυτά αέρια (ροζ).

Η ζωή βρήκε ένα σπίτι στη Γη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι ένα σημαντικό κλάσμα της 13,77 δισεκατομμυρίων ετών ιστορίας του σύμπαντος. Προφανώς, αν η ζωή προέκυψε εδώ, θα μπορούσε να είχε προκύψει οπουδήποτε. Και για αρκετά ευρείς ορισμούς της ζωής, θα μπορούσε ακόμη και να είναι πιθανό ότι η ζωή εμφανίστηκε λίγα δευτερόλεπτα μετά μεγάλη έκρηξη.

Για να εξερευνήσουμε την προέλευση της ζωής, πρέπει πρώτα να την ορίσουμε. Υπάρχουν περισσότεροι από 200 δημοσιευμένοι ορισμοί του όρου, γεγονός που δείχνει πόσο δύσκολο είναι να αντιμετωπιστεί αυτή η έννοια. Για παράδειγμα, είναι ζωντανοί οι ιοί; Αναπαράγονται, αλλά χρειάζονται έναν κεντρικό υπολογιστή για να το κάνουν. Σχετικά με πριόν, παθογόνες πρωτεϊνικές δομές; Οι συζητήσεις συνεχίζουν να στροβιλίζονται για τη γραμμή μεταξύ ζωής και μη ζωής. Αλλά για τους σκοπούς μας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν εξαιρετικά ευρύ αλλά πολύ χρήσιμο ορισμό: ζωή είναι ό,τι υπόκειται στη δαρβινική εξέλιξη.

Αυτός ο ορισμός είναι χρήσιμος γιατί θα εξερευνήσουμε την προέλευση της ίδιας της ζωής, η οποία, εξ ορισμού, θα θολώσει τα όρια μεταξύ ζωής και μη ζωής. Κάποια στιγμή, πολύ πίσω στο χρόνο, Γη δεν ήταν ζωντανός. Ετσι ήταν. Αυτό σημαίνει ότι υπήρξε μια περίοδος μετάβασης που φυσικά θα ωθήσει τα όρια οποιουδήποτε ορισμού μπορείτε να συγκεντρώσετε. Επιπλέον, καθώς εμβαθύνουμε στο παρελθόν και εξερευνούμε άλλες πιθανές επιλογές για τη ζωή, θέλουμε να διατηρήσουμε τον ορισμό μας ευρύ, ειδικά καθώς εξερευνούμε τις πιο ακραίες και εξωτικές γωνιές του κόσμου. σύμπαν.

Σχετίζεται με: Η ζωή μπορεί να έχει εξελιχθεί πριν τελειώσει ο σχηματισμός της Γης

Με αυτόν τον ορισμό στα χέρια, η ζωή στη Γη εμφανίστηκε πριν από τουλάχιστον 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Μέχρι εκείνη την εποχή, οι μικροσκοπικοί οργανισμοί είχαν γίνει αρκετά εξελιγμένοι ώστε να αφήνουν ίχνη των δραστηριοτήτων τους που παραμένουν μέχρι σήμερα. Αυτοί οι οργανισμοί έμοιαζαν πολύ με τους σύγχρονους οργανισμούς: χρησιμοποιούσαν το DNA για την αποθήκευση πληροφοριών, το RNA για τη μεταγραφή αυτών των πληροφοριών σε πρωτεΐνες και τις πρωτεΐνες για να αλληλεπιδράσουν με το περιβάλλον και να δημιουργήσουν αντίγραφα του DNA. Αυτός ο τριμερής συνδυασμός επιτρέπει σε αυτές τις παρτίδες χημικών ουσιών να βιώσουν τη δαρβινική εξέλιξη.

Αλλά αυτά τα μικρόβια δεν έπεσαν απλώς από τον ουρανό. εξελίχθηκαν από κάτι. Και αν η ζωή είναι κάτι που εξελίσσεται, τότε θα πρέπει να υπάρχει μια απλούστερη εκδοχή ζωής που εμφανίστηκε ακόμη νωρίτερα στο παρελθόν της Γης. Ορισμένες θεωρίες εικάζουν ότι τα πρώτα αυτοαναπαραγόμενα μόρια, και επομένως η απλούστερη δυνατή μορφή ζωής στη Γη, θα μπορούσαν να έχουν εμφανιστεί μόλις οι ωκεανοί κρυώσουν, πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Και η Γη μπορεί να μην ήταν μόνη – Άρης είναι Αφροδίτη είχαν παρόμοιες συνθήκες τότε, οπότε αν η ζωή συνέβαινε εδώ, θα μπορούσε να είχε συμβεί και εκεί.

Η πρώτη ζωή ανάμεσα στα αστέρια

Αλλά το Ήλιος δεν ήταν το πρώτο αστέρι που άναψε Σύντηξη; είναι το προϊόν μιας μακράς γενεαλογίας προηγούμενων γενεών αστεριών. Η ζωή όπως την ξέρουμε απαιτεί μερικά βασικά στοιχεία: υδρογόνο, οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και φώσφορο. Με εξαίρεση το υδρογόνο, το οποίο εμφανίστηκε τα πρώτα λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όλα αυτά τα στοιχεία δημιουργούνται στις καρδιές των άστρων κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Επομένως, εφόσον έχουμε τουλάχιστον μία ή δύο γενιές άστρων που ζουν και πεθαίνουν, εξαπλώνοντας έτσι τα στοιχεία τους σε όλο τον ευρύτερο κόσμο, Γαλαξίαςθα μπορούσατε να έχετε ζωή σαν τη Γη να εμφανίζεται στο σύμπαν.

Αυτό ωθεί πίσω τον χρόνο της πιθανής πρώτης εμφάνισης της ζωής σε περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτή τη σεζόν σε ιστορία του σύμπαντος είναι γνωστό ως το κοσμική αυγή, όταν σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια. Οι αστρονόμοι δεν είναι σίγουροι πότε συνέβη αυτή η εποχή μετασχηματισμού, αλλά ήταν κάπου μέσα σε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Μόλις εμφανίστηκαν αυτά τα αστέρια, θα μπορούσαν να είχαν αρχίσει να δημιουργούν τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή.

Έτσι, η ζωή όπως την ξέρουμε – χτισμένη σε αλυσίδες άνθρακα, χρησιμοποιώντας οξυγόνο για τη μεταφορά ενέργειας και βυθισμένη σε ένα λουτρό υγρού νερού – θα μπορούσε να είναι πολύ, πολύ παλαιότερη από τη Γη. Ακόμη και άλλες υποθετικές μορφές ζωής που βασίζονται στην εξωτική βιοχημεία απαιτούν ένα παρόμοιο μείγμα στοιχείων. Για παράδειγμα, κάποια εξωγήινη ζωή μπορεί να χρησιμοποιήσει πυρίτιο αντί για άνθρακα ως βασικό δομικό στοιχείο ή να χρησιμοποιήσει μεθάνιο αντί για νερό ως διαλύτη. Δεν έχει σημασία τι, αυτά τα στοιχεία πρέπει να προέρχονται από κάπου, και αυτό κάπου βρίσκεται στους πυρήνες των αστεριών. Χωρίς αστέριαδεν μπορείς να έχεις ζωή βασισμένη σε χημικά.

Η πρώτη ζωή στο σύμπαν

Αλλά ίσως είναι δυνατόν να έχουμε ζωή χωρίς χημεία. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς θα έμοιαζαν αυτά τα πλάσματα. Αλλά αν υιοθετήσουμε τον ευρύ μας ορισμό – ότι η ζωή είναι οτιδήποτε υπόκειται σε εξέλιξη – τότε δεν χρειαζόμαστε χημικά για να το πραγματοποιήσουμε. Φυσικά, η χημεία είναι ένας βολικός τρόπος αποθήκευσης πληροφοριών, εξαγωγής ενέργειας και αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, αλλά υπάρχουν και άλλα υποθετικά μονοπάτια.

Για παράδειγμα, το 95% του ενεργειακού περιεχομένου του σύμπαντος είναι άγνωστο στη φυσική, κυριολεκτικά έξω από τα γνωστά στοιχεία. Οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι ποια είναι αυτά τα μυστηριώδη συστατικά του σύμπαντος, γνωστά ως σκοτεινή ύλη είναι σκοτεινή ενέργειαείναι φτιαγμένα από.

Ίσως υπάρχουν πρόσθετες δυνάμεις της φύσης που δρουν μόνο στη σκοτεινή ύλη και στη σκοτεινή ενέργεια. Ίσως υπάρχουν πολλά «είδη» σκοτεινής ύλης – ένα ολόκληρο «είδος»περιοδικός πίνακας της σκοτεινής ύληςΠοιος ξέρει τι αλληλεπιδράσεις και ποια σκοτεινή χημεία συμβαίνει στις τεράστιες εκτάσεις μεταξύ των άστρων; Η υποθετική “σκοτεινή ζωή” μπορεί να εμφανίστηκε στο εξαιρετικά πρώιμο σύμπαν, πολύ πριν εμφανιστούν τα πρώτα αστέρια, τροφοδοτούμενη και μεσολαβούμενη από δυνάμεις που εμείς δεν κάνουμε καταλαβαίνω όμως.

Σχετικές ιστορίες:

—Η ζωή όπως την ξέρουμε μπορεί να έχει τις ρίζες της σε ένα κρύο παλιό κοσμικό σύννεφο

—Οι μετεωρίτες και τα ηφαίστεια μπορεί να συνέβαλαν στην τόνωση της ζωής στη Γη

—Οι επιστήμονες μιμούνται την πιθανή προέλευση της ζωής σε ένα εργαστήριο

Οι πιθανότητες θα μπορούσαν να γίνουν ακόμα πιο περίεργες. Μερικοί φυσικοί έχουν υποθέσει ότι στις πρώτες στιγμές του Big Bang, οι δυνάμεις της φύσης ήταν τόσο ακραίες και εξωτικές που θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη πολύπλοκων δομών. Για παράδειγμα, αυτές οι δομές θα μπορούσαν να ήταν κοσμικές χορδές, που είναι πτυχώσεις στο χωροχρόνο, αγκυρωμένα από μαγνητικά μονόπολα. Με αρκετή πολυπλοκότητα, αυτές οι δομές θα μπορούσαν να έχουν αποθηκευμένες πληροφορίες. Θα υπήρχε πολλή διαθέσιμη ενέργεια και αυτές οι δομές θα μπορούσαν να αυτοαναπαραχθούν, επιτρέποντας τη δαρβινική εξέλιξη.

Οποιαδήποτε πλάσματα που υπήρχαν σε αυτές τις συνθήκες θα είχαν ζήσει και πεθάνει εν ριπή οφθαλμού, ολόκληρη η ιστορία τους θα διαρκούσε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο – αλλά για αυτά, θα ήταν μια ζωή.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *