Kako eksperiment Karla Sagana pomaže da tražimo vanzemaljske vrste

Kako eksperiment Karla Sagana pomaže da tražimo vanzemaljske vrste

Prošlo je 30 godina otkako je grupa naučnika predvođena Karlom Saganom pronašla dokaze za život na Zemlji koristeći podatke sa instrumenata na robotskoj letelici Nasa Galileo. Da, dobro ste pročitali. Među svojim brojnim biserima mudrosti, Sagan je bio poznat po tome što je rekao da je nauka više od skupa znanja — to je način razmišljanja.

Drugim rečima, način na koji se ljudi bave poslom otkrivanja novog znanja je najmanje važno koliko i samo znanje. U tom smislu, studija je bila primer „kontrolnog eksperimenta“ — kritičnog dela naučne metode. Ovo može uključivati pitanje da li je data studija ili metoda analize u stanju da pronađe dokaze za nešto što već znamo.

Pretpostavimo da bi neko proleteo pored Zemlje u vanzemaljskom svemirskom brodu sa istim instrumentima na brodu koje je imao Galileo. Da ne znamo ništa drugo o Zemlji, da li bismo mogli nedvosmisleno da otkrijemo život ovde, koristeći ništa osim ovih instrumenata (koji ne bi bili optimizovani da ga pronađu)? Ako ne, šta bi to govorilo o našoj sposobnosti da otkrijemo život bilo gde drugde?

Galileo je lansiran u oktobru 1989. na šestogodišnjem letu do Jupitera. Međutim, Galilej je prvo morao da napravi nekoliko orbita unutrašnjeg Sunčevog sistema, praveći bliske prelete Zemlje i Venere, da bi postigao dovoljnu brzinu da stigne do Jupitera.

Sredinom 2000-ih, naučnici su uzeli uzorke prljavštine iz okoline nalik Marsu čileanske pustinje Atakama na Zemlji, za koju se zna da sadrži mikrobiološki život. Zatim su koristili slične eksperimente kao i one koji su korišćeni na NASA-inom svemirskom brodu Viking (koji je imao za cilj da otkrije život na Marsu kada su tamo sleteli 1970-ih) da vide da li se život može naći u Atakama.

Nisu uspeli – implikacija je da je svemirska letelica Viking sletela na Zemlju u pustinji Atakama i izvršila iste eksperimente kao i na Marsu, možda su propustili potpise za život, iako se zna da su oni prisutni.

Galileo je bio opremljen raznim instrumentima dizajniranim da proučavaju atmosferu i svemirsko okruženje Jupitera i njegovih meseca. To su uključivale kamere za snimanje, spektrometre (koji razlažu svetlost po talasnoj dužini) i radio eksperiment.

Važno je da autori studije nisu pretpostavili nikakve karakteristike života na Zemlji ab initio (od početka), već su pokušali da svoje zaključke izvedu samo iz podataka. Instrument spektrometra za mapiranje bliskog infracrvenog spektra (NIMS) je detektovao gasovitu vodu raspoređenu po celoj zemaljskoj atmosferi, led na polovima i velika prostranstva tečne vode „okeanskih dimenzija“. Takođe je zabeležio temperature u rasponu od -30°C do +18°C.

Dokazi za život? Još nije. Studija je zaključila da je detekcija vode u tečnom stanju i sistema vodenih vremenskih uslova neophodan, ali ne i dovoljan argument.

NIMS je takođe otkrio visoke koncentracije kiseonika i metana u Zemljinoj atmosferi, u poređenju sa drugim poznatim planetama. Oba su veoma reaktivni gasovi koji bi brzo reagovali sa drugim hemikalijama i raspršili se u kratkom vremenskom periodu. Jedini način da se takve koncentracije ovih vrsta održe bio je da se stalno obnavljaju na neki način – opet sugerišući, ali ne i dokazujući, život. Drugi instrumenti na svemirskom brodu otkrili su prisustvo ozonskog omotača, štiteći površinu od oštećenja UV zračenja od sunca.

Moglo bi se zamisliti da bi jednostavan pogled kroz kameru mogao biti dovoljan da se uoči život. Ali slike su pokazale okeane, pustinje, oblake, led i tamnije regione u Južnoj Americi za koje, samo uz prethodno znanje, znamo da su kišne šume. Međutim, kada se kombinuje sa više spektrometrije, utvrđeno je da izrazita apsorpcija crvene svetlosti prekriva tamnije regione, za koje je studija zaključila da „jako sugeriše“ da svetlost apsorbuje fotosintetski biljni svet. Nije poznato da minerali apsorbuju svetlost na tačno ovaj način.

Najveća rezolucija snimljenih snimaka, kako je diktirala geometrija preleta, bile su pustinje centralne Australije i ledeni pokrivači Antarktika. Stoga nijedna od snimljenih slika nije pokazala gradove ili jasne primere poljoprivrede. Letelica je takođe letela pored planete na najbližem približavanju tokom dana, pa se ni noću nisu videla svetla iz gradova.

Ipak, od većeg interesa bio je Galilejev radio eksperiment sa plazma talasima. Kosmos je pun prirodnih radio emisija, ali većina njih je širokopojasna. To znači da se emisija iz datog prirodnog izvora dešava na mnogim frekvencijama. Nasuprot tome, veštački radio izvori se proizvode u uskom opsegu: svakodnevni primer je pedantno podešavanje analognog radija potrebno da se pronađe stanica usred statike.

Primer prirodne radio emisije iz aurore u Saturnovoj atmosferi možete čuti u nastavku. Frekvencija se brzo menja – za razliku od radio stanice.

Galileo je otkrio doslednu uskopojasnu radio emisiju sa Zemlje na fiksnim frekvencijama. Studija je zaključila da je ovo moglo doći samo iz tehnološke civilizacije i da bi se moglo otkriti tek u prošlom veku. Da je naša vanzemaljska svemirska letelica prošla isti put oko Zemlje u bilo kom trenutku u nekoliko milijardi godina pre 20. veka, onda uopšte ne bi videla definitivne dokaze o civilizaciji na Zemlji.

Možda nije iznenađenje da, do sada, nisu pronađeni dokazi o vanzemaljskom životu. Čak ni svemirska letelica koja leti u krugu od nekoliko hiljada kilometara od ljudske civilizacije na Zemlji nije garantovano da će to otkriti. Kontrolni eksperimenti poput ovog su stoga kritični u informisanju o potrazi za životom na drugim mestima.

U sadašnjoj eri, čovečanstvo je sada otkrilo preko 5.000 planeta oko drugih zvezda, a mi smo čak otkrili i prisustvo vode u atmosferama nekih planeta. Saganov eksperiment pokazuje da ovo samo po sebi nije dovoljno.

Snažan argument za život na drugim mestima će verovatno zahtevati kombinaciju dokaza koji se međusobno podržavaju, kao što je apsorpcija svetlosti procesima sličnim fotosintezi, uskopojasna radio emisija, skromne temperature i vremenski i hemijski tragovi u atmosferi koje je teško objasniti nebiološkim sredstvima . Kako ulazimo u eru instrumenata kao što je svemirski teleskop Džejms Veb, Saganov eksperiment ostaje informativan i sada kao i pre 30 godina.