Livsbetingelser i Universum Föreläsning 8 Liv i andra stjärnsystem

Transkript

1 Livsbetingelser i Universum Föreläsning 8 Liv i andra stjärnsystem

2 Schema Se också det detaljerade schema som finns på Studentportalen. Där finns även för varje föreläsning referenser till kurslitteraturen. (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) Introduktion och generella funderingar Jordens historia och förutsättningar för liv Livets uppkomst och utveckling Uppkomsten av vårt solsystem Livbetingelser i solsystemet Mars Planeter kring andra stjärnor Liv i andra stjärnsystem Filosofiska funderingar Övningar och diskussionsseminarier Tentamen: Lördag 17/12, Anmäl!

3 Föreläsning 8 Liv i andra stjärnsystem Vad krävs för att (intelligent) liv skulle kunna hittas i andra planetsystem? Hur kan man bestämma om förutsättningar för liv finns i andra planetsystem? Hur mycket liv kan man vänta sig i vår galax? Är vi ensamma?

4 Grundförutsättningarna för liv Energi Material (gärna organiskt) Lösningsmedel (gärna vatten)

5 Vatten och organiska moleculer i Orion-nebulosen (4 mars 2010 / HIFI - ESA)

6 Organiska molekyler i rymden Organiska molekyler är mycket vanliga även i de interstellära molnen. Spontana, naturliga processer kan skapa relativt avancerade molekyler. Livets byggstenar kan vara lättillgängliga i hela universum.

7 Är beboeliga exoplaneter vanliga? Eller - är Jorden unik? I dagsläget kan vi inte upptäcka planeter som motsvarar 'Jorden kring Solen'. Planeter verkar dock inte vara sällsynta, och jupiterliknande planeter kan ha måner med de rätta förutsättningar.

8 Biomarkörer Indikationer för liv på planeter i andra stjärnsystem. (Detta liv kan vara primitivt. Inget pekar på en avancerad livsform) Den starkaste anvisning skulle vara att hitta vattenånga, kombinerad med syre och ozon. Förekomsten av ozon visar att syret i atmosfären är stabilt, och inte ett tillfälligt utsläpp.

9 Liv är relativt starkt, och finns i många ogästvänliga miljöer. Om det en gång har uppstått, är det svårt att bli av med det.

10 Liv är relativt starkt, och finns i många ogästvänliga miljöer. Om det en gång har uppstått, är det svårt att bli av med det. Detta säger dock inget om hur stor chansen är för livet att uppstå om betingelserna är gynnsamma. På jorden gick det dock väldigt fort när det stora bombardemanget slutade.

11

12 Skillnaden av människan med andra primater är mycket liten. Människans intelligens kan spåras till bara ett fåtal genetiska mutationer. Ändå skiljer sig människans hjärna inte mycket från djurens.

13 Konvergerande evolution Ögat finns i flera olika former i naturen. Att utveckla ett ljuskänsligt organ har varit en stor fördel inom evolutionen. Finns det en liknande drivkraft mot intelligens? Encyclopedia Britannica

14 Hur vanligt är det att en teknisk avancerad civilisation uppstår? Människans fysiologi är mycket passande för teknologiutveckling Det vi kallar modern teknologi kan under ett 1000-tal år genomgå enorma framsteg. Utvecklingen är exponentiell.

15 Har civilisationer en begränsad livslängd?

16 Har civilisationer en begränsad livslängd?

17 Har civilisationer en begränsad livslängd? Människan är unik genom att den kan använda sitt intellekt som verktyg för att motverka civilisationens undergång.

18 Drakes formel Antalet synliga civilisationer inom vår galax kan uppskattas med hjälp av Drakes formel: N = N* x fp x ne x fliv x fi n t x fc i v x L NH P De första tre termerna beskriver antalet jordliknande planeter inom vår galax (NHP i kursboken) : N* = antalet stjärnor i vår galax fp = relativa andelen med planetsystem ne = genomsnittlig antal planeter per planetsystem med en miljö som lämpar sig för liv

19 Drakes formel N = N* x fp x ne x fliv x fi n t x fc i v x L De sista fyra termer beskriver : fliv = andelen planeter där liv uppstått fi n t = andelen av dessa planeter som intelligent liv uppstått fc i v = andelen av dessa planeter där en teknisk civilisation med kommunikationsmöjligheter uppstått L = livslängden för en sådan teknisk utvecklad civilisation, som del planetens livslängd (säg 5 miljarder år) (I kursboken kombineras fi n t och L till fn o w som reflekterar hur många civilisationer är kontaktbara just nu)

20 Drakes formel N = N* x fp x ne x fliv x fi n t x fc i v x L Låt oss sätta några siffor på formeln : N = fp = ne = fliv = fi n t = fc i v = L = stjärnor 1/4 2 1/2 1/10 1/10 50 år / år = 1 /

21 Drakes formel N = N* x fp x ne x fliv x fint x fciv x L Låt oss sätta några siffor på formeln (realist) : N = fp = ne = fliv = fi n t = fc i v = L = stjärnor 1/4 2 1/2 1/10 1/10 50 år / år = 1 / N = 10

22 Drakes formel N = N* x fp x ne x fliv x fint x fciv x L Låt oss sätta några siffor på formeln (optimist): N = fp = ne = fliv = fi n t = fc i v = L = stjärnor 1/4 2 1/2 1/10 1/ år / år = 1 / N =

23 Drakes formel N = N* x fp x ne x fliv x fint x fciv x L Låt oss sätta några siffor på formeln (pessimist) : N = fp = ne = fliv = fi n t = fc i v = L = stjärnor 1/4 1/100 1/2 1/1000 1/ år / år = 1 / N = 0.1

24 SETI-projektet Drake-formelns stora osäkerheter gör det prinicipiellt viktigt att leta efter andra civilisationer. Hittils har dock inga signaler mottagits.

25 På 70-talet skickades flera meddelanden till andra stjärnor. Det kan dock ifrågasättas om mottagaren skulle kunna tolka meddelandet, eftersom det är starkt kopplad till vår egen kultur. Ovanstående meddelande skickades dessutom till en klotformig stjärnhop, där stjärnorna ofta passera nära inntill varandra. Stabila planetbanor är troligen mycket ovanliga där.

26

27 Spridning av (intelligent) liv genom universum Under de senaste 50 åren har människan kunnat ta sig ut till rymden. Resorna har dock inte kommit långt. NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

28 Avståndsperspektivet Månfärdarna på 70-talet tog människan km från Jorden. Mars ligger minst km från Jorden. Den närmaste stjärnan ligger på km. Teknologin som behövdes för att resa till månen har dock avvecklats. Vi har i nuläget inga praktiska möjligheter för att skicka människor till månen. Mars Express - NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

29 Rymdresor är svåra Jordens gravitation fungerar som en fälla. Det tar väldigt mycket energi att ens nå omloppsbana. Dagens raketer är baserade på kemiska reaktioner, vilka är relativt ineffektiva.

30 Interstellära resor Projekt Daedalus ämnar skicka en farkost till Barnards stjärna. Efter 4 år av acceleration med en fusionsmotor färdas farkosten med 10% av ljusets hastighet. Sedan tar det 40 år till målet.

31 Interstellära resor Projekt Daedalus ämnar skicka en farkost till Barnards stjärna. Efter 4 år av acceleration med en fusionsmotor färdas farkosten med 10% av ljusets hastighet. Sedan tar det 40 år till målet. Projekt Orion är den enda interstellära farkosten som vi med dagens teknologi skulle kunna tillverka. Genom en sekvens av hundratals sprängningar av vätebombar tar det drygt 100 år till Alpha Centauri Se också project StarShot som skickar minifarkoster till Proxima Centauri:

32 De närmaste stjärnorna - möjliga mål för kolonisering? Med rätt teknologi kan restiden till de närmaste stjärnorna komma ned i några hundra år, vilket en överkomlig tid (?)

33 Kolonisering av andra stjärnsystem Galaxens diameter är ungefär ljusår. Kolonisering av solens lokala omgivning skulle kunna ske inom...

34 Kolonisering av andra stjärnsystem Galaxens diameter är ungefär ljusår. Kolonisering av solens lokala omgivning skulle kunna ske inom ~1000-tals år.

35 Fermi-paradoxen Om varken Jorden eller människan är någonting särskild ovanligt, då borde galaxen redan varit koloniserad. Så...

36 Fermi-paradoxen Om varken Jorden eller människan är någonting särskild ovanligt, då borde galaxen redan varit koloniserad. Så... Var är allihopa?

37 Möjliga svar till paradoxen

38 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma

39 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har koloniserat galaxen

40 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har koloniserat galaxen Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering

41 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har koloniserat galaxen Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering Människans drift till kolonisering är ovanlig

42 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har koloniserat galaxen Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering Människans drift till kolonisering är ovanlig Civilisationer är kortlivade

43 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har koloniserat galaxen Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering Människans drift till kolonisering är ovanlig Civilisationer är kortlivade Det finns gott om liv i galaxen, men vi hålls medvetet i mörker

44 Möjliga svar till paradoxen Vi är ensamma Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har koloniserat galaxen Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering Människans drift till kolonisering är ovanlig Civilisationer är kortlivade Det finns gott om liv i galaxen, men vi hålls medvetet i mörker Vi är först (?)

45 The Doomsday argument Om man utgår ifrån att civilisationer lever lika länge som sin värdstjärna betyder det att antalet generationer som människan (eller livet på jorden) har existerat är ganska litet jämfört med hur många generationer man kan vänta sig att människan/livet existerar. Om man utgår ifrån att vår existens inte är speciell borde förväntningen vara att människan har existerat ungefär halva av den förväntade tiden för vår civilisation. Detta resonemang pekar på att människan bara kommer existera under väldigt kort tid. Eller så är existensen av människan/livet på jorden ett undantags- eller specialfall.

46 Är vi verkligen ensamma? UFO-rapporter når inte upp till de vetenskapliga beviskraven. Dessutom är verifiering ofta uteslutet. Enkla, naturliga förklaringer finns för de flesta observationerna. Att inte ha en förklaring är i sig inget bevis på att utomjordingar har varit inblandade.

47 Slutsatser för idag Inom en nära framtid kommer vi ha möjlighet att avgöra om (primitivt) liv finns på planeter kring andra stjärnsystem. Det går att uppskatta hur vanligt avancerat liv är i vår galax. Avgörande faktorer är hur sannolikt det är att (avancerat) liv uppstår, och hur långlivade civilisationer är. Det finns inget principiellt hinder för att kolonisera andra stjärnsystem. Det är dock oklart om människan är den bäst lämpade passagerare för ett sådant bedrift. Om avancerat liv är vanligt förekommande i galaxen, då är det ovanligt tyst där ute.

48 Nästa tillfälle Filosofiska frågor Är människan unik? Är jorden unik? Är solsystemet unikt? Är universum unikt? Vad innebär den antropiska principen? Finns det liv i universum? Vad händer i framtiden?