POZAZIEMSKIE CYWILIZACJE, NAUKA, WIEDZA
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Pozaziemskie
Dotychczasowe
poszukiwania ýycia
we Wszechæwiecie,
cho mocno
rozreklamowane, by¸y
doæ powierzchowne.
Ale to si«
wkrtce zmieni
Jill C. Tarter i Christopher F. Chyba
Pas na niebie odpowiada
obszarowi zbadanemu
w realizowanej obecnie
przez SETI@home kampanii
poszukiwania sygna¸w
radiowych, emitowanych
przez obce cywilizacje.
Poniewaý teleskop
w Obserwatorium
Radioastronomicznym
w Arecibo w Puerto Rico
nie moýe si« pochyla
ani obraca, obserwuje tylko
wycinek nieba w zakresie 35¡
na p¸noc i po¸udnie
od rwnika niebieskiego.
Aby oszcz«dzi pienidze
i unikn zak¸ceÄ innych
obserwacji astronomicznych,
program SETI@home zbiera
dane wsz«dzie tam, gdzie
akurat teleskop patrzy.
Po pewnym czasie zbada
w ten sposb ca¸y dost«pny
do obserwacji pas nieba.
82 å
WIAT
N
AUKI
StyczeÄ 2000
cywilizacje
d 40 lat uczeni poszukuj sygna¸w radiowych po-
chodzcych od pozaziemskich cywilizacji tech-
nicznych. Sondy kosmiczne wys¸ane zosta¸y do pra-
wie wszystkich (oprcz jednej) planet Uk¸adu
S¸onecznego. W znacznym stopniu rozpoznano warunki,
w jakich mog przetrwa organizmy ýywe. Na podstawie
relacji w mediach moýna by¸oby sdzi, ýe przeprowadzo-
no dok¸adne poszukiwania oznak ýycia w kosmosie. W rze-
czywistoæci jednak dopiero si« one zaczynaj.
Jeæli obecnie realizowany, doæ intensywny program ba-
daÄ kosmicznych b«dzie kontynuowany, przed rokiem 2050
powinniæmy si« dowiedzie, czy gdzieæ w Uk¸adzie S¸o-
necznym poza Ziemi istnieje lub istnia¸o w przesz¸oæci ýy-
cie. A przynajmniej dok¸adnie przebadamy cia¸a niebieskie,
rokujce pod tym wzgl«dem najwi«ksze nadzieje. Sprawdzi-
my, czy ýycie istnieje na Marsie i na ksi«ýycu Jowisza, Eu-
ropie. Rozpoczniemy takýe systematyczne badania egzo-
biologiczne uk¸adw planetarnych wok¸ pobliskich gwiazd,
polegajce na poszukiwaniu æladw ýycia w widmach at-
mosfer planet. Badania te uzupe¸ni program poszukiwaÄ
sygna¸w radiowych innych cywilizacji.
W wyniku tego moýe si« okaza, ýe ýycie we Wszech-
æwiecie jest rozpowszechnione, lecz cywilizacje techniczne to
rzadkoæ albo ýe zarwno ýycie, jak i cywilizacje wyst«pu-
j bardzo cz«sto lub bardzo rzadko. Na razie po prostu nie
wiemy. Galaktyka Drogi Mlecznej jest duýa, a my ledwo si«
w ni zag¸«biliæmy. Przecieý nawet nasz w¸asny Uk¸ad S¸o-
neczny zbadaliæmy tak s¸abo, ýe nie moýemy wykluczy
dziwacznych hipotez, na przyk¸ad ýe gdzieæ drzemi ukry-
te roboty, przys¸ane tu, by poczeka¸y na rozwj cywilizacji
technicznej. W cigu nast«pnych 50 lat nasze poszukiwania
ýycia poza Ziemi zakoÄcz si« by moýe sukcesem. Albo teý
sytuacja pozostanie taka jak w roku 1959, gdy astrofizycy
Giuseppe Cocconi i Philip Morrison stwierdzili: ãPrawdopo-
dobieÄstwo powodzenia jest trudne do oszacowania, ale je-
æli nie b«dziemy szuka, to wyniesie ono zero.Ó
Zanim zaczniemy poszukiwa ýycia poza Ziemi, musi-
my przyj jakæ jego definicj«. Wielu naukowcw, zajmu-
SETI@HOME, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, BERKELEY
NIEBIAÁSKA DüUGOå GEOGRAFICZNA
O
Nast«pna generacja
teleskopw do
poszukiwania cywilizacji
pozaziemskich b«dzie
si« sk¸ada¸a z d¸ugich
szeregw niewielkich
anten parabolicznych.
Planuje si« uýycie
setek, a nawet tysi«cy
anten telewizji
satelitarnej, ktre
¸cznie b«d mia¸y
wyýsz czu¸oæ, szerszy
zakres widmowy i lepsz
odpornoæ na zak¸cenia.
Pierwszy taki teleskop
1hT (ktrego ¸czna
powierzchnia anten
wyniesie 1 ha)
ma kosztowa
25 mln dolarw.
jcych si« pocztkami ýycia, przyjmuje defini-
cj« darwinowsk, wed¸ug ktrej jest ono samo-
podtrzymujcym si« systemem chemicznym
zdolnym do ewolucji na drodze doboru natu-
ralnego. Uk¸ady czsteczkowe zgodne z t defi-
nicj powinniæmy uzyska w laboratorium na
d¸ugo przed rokiem 2050. Nie wiadomo, czego
dowiemy si« przy okazji o pocztkach ýycia na
Ziemi lub gdzie indziej, ale przynajmniej b«-
dziemy mieli kilka przyk¸adw moýliwej rý-
norodnoæci systemw biologicznych.
Niestety, definicja darwinowska jest niezbyt
przydatna w badaniach prowadzonych przez
sondy kosmiczne. Ile trzeba by by¸o czeka, ýe-
by sprawdzi, czy da-
ny uk¸ad chemiczny
moýe podlega ewo-
lucji? W eksperymen-
tach kosmicznych po-
dejæcie darwinowskie
musi by zastpione
przez definicje mniej
precyzyjne, lecz dajce
si« ¸atwiej sprawdzi w
praktyce. Wemy eks-
perymenty biologiczne
przeprowadzone na
Marsie przez dwa stat-
ki Viking w 1976 roku. Naukowcy mieli nadzie-
j«, ýe uda si« znale ælady ýycia na podstawie
produktw metabolizmu. Jeden z wykonanych
testw, eksperyment uwalniania znacznikw,
w ktrym sprawdzano, czy z prbki gruntu po
podaniu poýywki (zawierajcej znacznikowe
atomy
14
C Ð przyp. t¸um.) uwolnione zostan
substancje zawierajce w«giel, przynis¸ wynik
wskazujcy na obecnoæ organizmw ýywych.
Jak mwi kierownik programu badaÄ biologicz-
nych na Vikingach Chuck Klein, wyniki ekspe-
rymentu ãz pewnoæci zosta¸yby zinterpreto-
wane jako æwiadectwo istnienia ýyciaÓ, gdyby
nie wykluczajce tak interpretacj« dane z in-
nych instrumentw.
Najwaýniejszymi spoærd uýytych przyrz-
dw by¸y chromatograf gazowy i spektrometr
masowy, za pomoc ktrych szukano czste-
czek organicznych. Nie znaleziono ýadnych,
wi«c wyniki pomiaru znacznikw zakwalifiko-
wano jako efekt nieprzewidzianej reakcji che-
micznej, a nie dowd istnienia ýycia [patrz: Nor-
man H. Horowitz, ãThe Search for Life on
MarsÓ;
Scientific American
, listopad 1977]. Dla-
tego przyj«to biochemiczn definicj«: ýycie na
Marsie, podobnie jak na Ziemi, powinno by
oparte na zwizkach organicznych w«gla.
Lekcje z Vikinga
Interferencje fal radiowych
mog zmusi nas
do przeniesienia si«
z poszukiwaniami
na drug
stron« Ksi«ýyca
, by
moýe do krateru Sahy.
Doæwiadczenia z programu Viking wiele nas
nauczy¸y. Po pierwsze, cho przy poszukiwa-
niach ýycia nie powinniæmy si« ogranicza do
tylko jednej jego definicji, najprawdopodobniej
we wszelkiego rodzaju badaniach zdalnych przy-
j«ta zostanie definicja biochemiczna. Jeæli nie uda
si« znale czsteczek organicznych, wszystkie
inne wyniki badaÄ, wskazujce na moýliwoæ
istnienia ýycia, zostan odrzucone. Po drugie,
do poprawnej interpretacji wynikw ekspery-
mentw w zakresie poszukiwania ýycia potrzeb-
ne s dane chemiczne i geologiczne z miejsca ba-
daÄ. Po trzecie, eksperymenty biologiczne
powinny by projektowane w taki sposb, by
dostarczy¸y przydatnych informacji, nawet jeæli
wynik poszukiwaÄ b«dzie negatywny. Wnioski
te brane s pod uwag« w trakcie planowania wy-
praw, m.in. przy projektowaniu przyrzdw do
pierwszej sondy, ktra wylduje na Europie.
Cenne informacje na temat ewentualnego ýycia
moýna by uzyska takýe spod mikroskopu. Ko-
rzyæ z jego zastosowania polega na tym, ýe czy-
ni si« bardzo ma¸o za¸oýeÄ dotyczcych tego, cze-
go si« szuka. Jednak niedawne kontrowersje na
SETH SHOSTAK
SETI Institute
(Arecibo Observatory)
84 å
WIAT
N
AUKI
StyczeÄ 2000
temat Allan Hills 84001, marsjaÄskiego meteory-
tu (znalezionego na Antarktydzie Ð przyp. t¸um.),
w ktrym niektrzy naukowcy dopatrzyli si« mi-
kroskamenia¸oæci organicznych, stanowi prze-
strog«, ýe z samego kszta¸tu obiektw mikrosko-
powych najprawdopodobniej nie uda si« uzyska
jednoznacznego dowodu na istnienie ýycia. Po
prostu zbyt duýo niebiologicznych procesw pro-
wadzi do powstania struktur przypominajcych
obiekty pochodzenia biologicznego.
By moýe nied¸ugo si« okaýe, ýe najbardziej
prawdopodobnym miejscem wyst«powania ýycia
w Uk¸adzie S¸onecznym jest Europa. Coraz wi«-
cej przes¸anek wskazuje na to, ýe na tym ksi«ýy-
cu Jowisza znajduje si« drugi pod wzgl«dem wiel-
koæci ocean w Uk¸adzie S¸onecznym Ð masa wody
pod skorup lodow, od czterech miliardw lat
pokrywajc jego powierzchni«. Badanie Europy
rozpocznie si« od wyprawy, ktrej start plano-
wany jest w roku 2003 [patrz wkrtce: Robert T.
Pappalardo, James W. Head i Ronald Greeley,
ãUkryty Ocean EuropyÓ;
åwiat Nauki
, marzec
2000]. Jej zadaniem b«dzie sprawdzenie, czy w
ukryty ocean rzeczywiæcie istnieje. Jeæli uzyska-
my pozytywn odpowied, rozpocznie si« pro-
gram szczeg¸owej eksploracji tego ksi«ýyca, wy-
korzystujcy ldowniki i by moýe penetratory,
ktre po przebiciu warstwy lodu b«d p¸ywa
w oceanie w poszukiwaniu ýycia. Niezaleýnie od
wyniku tych poszukiwaÄ z pewnoæci dowiemy
si« wiele o granicach zdolnoæci przystosowaw-
czych organizmw ýywych oraz warunkw,
w ktrych moýe rozwin si« ýycie. Na naszej pla-
necie ýycie kwitnie wsz«dzie, gdzie tylko jest wo-
da, nawet g¸«boko w skorupie Ziemi.
Inny ksi«ýyc Jowisza, Callisto, takýe wykazu-
je ælady mrz. Podpowierzchniowe oceany mo-
g okaza si« charakterystycznym elementem sa-
telitw lodowych planet zewn«trznych Uk¸adu
S¸onecznego. Kolejny przyk¸ad to by moýe ksi«-
ýyc Saturna, Tytan. Poniewaý jest on pokryty
czymæ w rodzaju warstwy atmosferycznego smo-
gu, nie uda¸o si« nam dotd zaobserwowa na
jego powierzchni ýadnych szczeg¸w [patrz: To-
bias Owen, ãTitanÓ;
Scientific American
, luty 1982].
W 2004 roku prbnik mi«dzyplanetarny Huy-
gens spuæci w jego atmosfer« sond«, ktra przez
dwie godziny b«dzie szybowa w d¸, przesy¸a-
jc obrazy. Niektre modele sugeruj, ýe na po-
wierzchni Tytana mog wyst«powa w«glowodo-
ry w stanie p¸ynnym. Jeæli takie substancje
organiczne zmieszaj si« z p¸ynn wod podpo-
wierzchniow, to co z tego wyniknie?
Ariane 5 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Sdzi-
my, ýe do roku 2010 na Marsie zostanie zainsta-
lowany globalny system nawigacyjny (podobny
do ziemskiego GPS Ð przyp. t¸um.) oraz sie kom-
puterowa. Uýytkownicy komputerw na Ziemi
b«d mieli sposobnoæ oglda transmisj« obra-
zw wideo przesy¸anych non stop z Marsa przez
bezza¸ogowe pojazdy badawcze, poruszajce si«
po jego powierzchni i szybujce w atmosferze.
Miliony ludzi wirtualnie polec na Czerwon
Planet«, ktr wkrtce dobrze poznamy. Gdy In-
ternet stanie si« sieci mi«dzyplanetarn, b«dzie-
my mieli prawo uzna si« za cywilizacj«, ktra
obj«¸a Uk¸ad S¸oneczny.
Przed up¸ywem dziesi«ciu lat zaczniemy
przywozi prbki gruntu marsjaÄskiego na Zie-
mi«. Jednak najwi«ksze wyzwanie stanowi b«-
d dla robotw badawczych najbardziej praw-
dopodobne miejsca wyst«powania ýycia na
Marsie Ð gorce gejzery (jeæli istniej) i podziem-
ne zbiorniki p¸ynnej wody. Wreszcie za jakiæ
czas wyælemy na Marsa ludzi. Pomimo wielkich
trudnoæci spodziewamy si«, ýe pierwsza sta¸a
baza na Marsie, w ktrej regularnie b«dzie zmie-
nia si« za¸oga, powstanie przed rokiem 2050.
Ludzie b«d pracowa r«ka w r«k« z robotami
nad szczeg¸owym badaniem miejsc uznanych
za najbardziej prawdopodobne siedliska ýycia
lub jego pozosta¸oæci.
Jeæli uczeni odkryj ýycie na Marsie, od razu
nasunie si« pytanie, czy mamy z nim cokolwiek
wsplnego. Waýnym odkryciem ostatniego dzie-
si«ciolecia by¸o stwierdzenie, ýe planety we-
wn«trzne Uk¸adu S¸onecznego nie s od siebie
biologicznie odizolowane. Przetrwalniki organi-
zmw ýywych mog¸y przenosi si« mi«dzy We-
nus, Ziemi i Marsem we wn«trzach ska¸, wy-
rzucanych w przestrzeÄ kosmiczn po upadku
olbrzymich meteorytw. Niezaleýnie wi«c od te-
go, na ktrej planecie ýycie powsta¸o najpierw,
mog¸o przedosta si« na dwie inne. Jeæli na Mar-
sie istniej organizmy ýywe, to moýemy mie
z nimi wsplnych przodkw. A jeæli tak, to ana-
liza DNA pozwoli prawdopodobnie na okreæle-
nie miejsca narodzenia. Oczywiæcie, jeýeli ýycie na
Marsie zacz«¸o si« niezaleýnie od ýycia na Zie-
mi, to nie musi opiera si« na DNA. Odkrycie
drugiej genesis w Uk¸adzie S¸onecznym wska-
za¸oby na to, ýe ýycie rozwija si« przypuszczalnie
wsz«dzie, gdzie istniej odpowiednie warunki;
takie odkrycie stanowi¸oby mocny argument na
korzyæ tezy o powszechnoæci ýycia we Wszech-
æwiecie [patrz: Carl Sagan, ãPoszukiwanie ýycia
pozaziemskiegoÓ;
åwiat Nauki
, grudzieÄ 1994].
Bardzo waýnym elementem eksploracji Mar-
sa i wszelkich innych planet b«dzie ochrona
przed zakaýeniem. NASA przyj«¸a zbir zasad,
dzi«ki ktrym badane cia¸a niebieskie chronio-
ne s przed zakaýeniem mikroorganizmami
ziemskimi. Musimy si« jeszcze nauczy wiele
o tym, jak zredukowa do minimum iloæ ýy-
wych organizmw na statkach wysy¸anych
przez nas na inne planety. W tej dziedzinie jest
jeszcze wiele do zrobienia Ð aby nie zniekszta¸-
ca wynikw badaÄ naukowych i nie narusza
postanowieÄ traktatu mi«dzynarodowego, a tak-
Na obrazach nieba
sygna¸y pozaziemskie
widoczne s jako lekko
nachylone smugi.
Kaýdy punkt odpowiada
detekcji promieniowania
elektromagnetycznego
o okreælonej cz«stotliwoæci
(oæ pozioma)
i w okreælonym
czasie
(oæ pionowa)
.
Rozproszone kropki to szum
kosmiczny; linie reprezentuj
regularne (skorelowane)
sygna¸y. Dla sygna¸w
pozaziemskich linie te
s skoæne, poniewaý
ruch obrotowy Ziemi
zmienia cz«stotliwoæ
sygna¸u. Sygna¸ widoczny
na powyýszym obrazie
(strza¸ka)
wysy¸any by¸
z pojazdu kosmicznego
Pionier10 Ð obecnie jest
on 73 razy dalej od S¸oÄca
niý nasza planeta.
Inter(pla)net
Do 2050 roku przebadamy ca¸ powierzchni«
Marsa, a moýe nawet zag¸«bimy si« pod ni. Juý
teraz NASA wysy¸a w kierunku tej planety dwa
statki za kaýdym razem, gdy Ð ærednio co 26
miesi«cy Ð Ziemia i Mars odpowiednio si«
wzgl«dem siebie ustawi. Poza tym rozwaýa si«
takýe wyekspediowanie ca¸ej serii mikroinstru-
mentw Ð urzdzeÄ prototypowych i elemen-
tw infrastruktury, ktre wyniesione zostan
dzi«ki nadwyýkom noænoæci rakiety kosmicznej
å
WIAT
N
AUKI
StyczeÄ 2000
85
Inni mieszkaÄcy Uk¸adu
S¸onecznego mog ýy pod
powierzchni Marsa
(u do¸u)
lub Europy
(u gry)
.
Poci«ta wwozami
powierzchnia Marsa
wskazuje, ýe w przesz¸oæci
p¸yn«¸a po niej woda.
Poznaczona grami
lodowymi powierzchnia
Europy sugeruje,
ýe pod ni znajduje si«
ukryty ocean. Skoro
ýycie utrzymuje sie g¸«boko
w oceanie i w skorupie
ziemskiej, dlaczego
nie mia¸oby istnie
takýe i na tych
cia¸ach niebieskich?
ýe, z punktu widzenia etyki, by chroni obce
biosfery przed ingerencj z zewntrz.
A co z innymi uk¸adami planetarnymi? Juý te-
raz znamy wi«cej planet poza Uk¸adem S¸onecz-
nym niý w nim samym. Na d¸ugo przed rokiem
2050 wys¸ane zostan pierwsze prawdziwe son-
dy mi«dzygwiezdne, moýe na skrzyd¸ach olbrzy-
mich ýagli s¸onecznych. Rozpoczn bezpoærednie
badania bardzo rozpowszechnionych czsteczek
organicznych (odkrytych przez radioteleskopy)
w materii mi«dzygwiazdowej. Ale do najbliýszych
uk¸adw przed rokiem 2050 nie dotr Ð przy obec-
nym stanie rozwoju techniki podrý taka trwa¸a-
by dziesitki tysi«cy lat, wi«c pobliskie uk¸ady pla-
netarne przyjdzie nam bada zdalnie.
Do roku 2050 powstan katalogi pozas¸onecz-
nych uk¸adw planetarnych porwnywalne
z obecnymi katalogami gwiazd. Dowiemy si«,
czy nasz Uk¸ad S¸oneczny jest typowy, czy nie-
zwyk¸y (podejrzewamy, ýe ani taki, ani taki). Pla-
nety, jakie obecnie potrafimy odkrywa, to gi-
ganty masywniejsze niý Jowisz. Nowoczesne
teleskopy umieszczone w przestrzeni kosmicz-
nej b«d jednak ¸atwo wykrywa krýce wok¸
gwiazd planety wielkoæci Ziemi, jeæli takie ist-
niej, i analizowa ich atmosfery w poszukiwaniu
æladw procesw biologicznych. Takie planety
przycign obserwatorw, ktrzy b«d szukali
m.in. sygna¸w ewentualnych cywilizacji.
mo). Na razie skupiliæmy si« na bardzo specyficz-
nym dziale techniki, mianowicie na emisji sygna-
¸w radiowych o cz«stotliwoæciach, ktre s s¸abo
t¸umione w przestrzeni kosmicznej i ktrych na-
turalne t¸o jest niewielkie [patrz: Carl Sagan i Frank
Drake, ãThe Search for Extraterrestrial Intelligen-
ceÓ;
Scientific American
, maj 1975]. Nikt do tej po-
ry nie odkry¸ ýadnych sygna¸w emitowanych
przez obc cywilizacj« techniczn. Ale ten nega-
tywny wynik jest by moýe spowodowany przez
ograniczenia zakresu i czu¸oæci stosowanej apa-
ratury, a nie przez to, ýe tych cywilizacji nie ma.
Najodleglejsza gwiazda przebadana bezpoærednio
znajduje si« w odleg¸oæci odpowiadajcej zaledwie
1% rozmiaru naszej galaktyki.
SETI, podobnie jak ca¸a radioastronomia, prze-
chodzi obecnie kryzys. Wielki apetyt naszej cy-
wilizacji na urzdzenia emitujce fale radiowe
szybko zaciemnia naturalne okno, przez ktre
radioteleskopy ogldaj kosmos. Jak tak dalej
pjdzie, by moýe trzeba si« b«dzie przenieæ
z takimi obserwacjami na drug stron« Ksi«ýy-
ca, jedyne miejsce w Uk¸adzie S¸onecznym,
z ktrego nigdy nie wida Ziemi. Porozumie-
nia mi«dzynarodowe zagwarantowa¸y juý stre-
f« ochronn na Ksi«ýycu, a niektrzy astrono-
mowie rozwaýali zarezerwowanie krateru Sahy
na obserwatorium radioastronomiczne. Jeæli na-
sza æcieýka eksploracji Marsa b«dzie wiod¸a
przez Ksi«ýyc, w 2050 roku moýe juý na nim
istnie odpowiednia infrastruktura.
Plany poszukiwania pozaziemskich cywiliza-
cji na najbliýsze kilkadziesit lat obejmuj takýe
zbudowanie rýnych instrumentw naziemnych,
ktre b«d mia¸y wi«ksz niý dotychczas czu¸oæ,
zakres widmowy i dost«pny czas obserwacji.
Obecnie opieraj si« one wy¸cznie na szczodro-
Okno na æwiaty
Cho mwimy o poszukiwaniu pozaziemskich
cywilizacji (Search for Extraterrestrial Intelligen-
ce Ð SETI), szukamy w istocie pozaziemskich cy-
wilizacji technicznych. Moýe wi«c lepiej by¸oby
uýywa akronimu SET-T (wymawia si« tak sa-
[ Pobierz całość w formacie PDF ]