Är vi ensamma i Universum?

Transkript

1 ASTA02 - Lennart Lindegren - 9 nov 2011 Är vi ensamma i Universum? Vad är liv? Livets uppkomst på Jorden Liv på Mars? Europa? Intelligent liv? Drakes ekvation SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence Kontakt? - Varför inte (än)?

2 Vad är liv? Egenskaper som anses karaktärisera liv: organisation reproduktion ärftlighet utveckling - anpassning tillväxt metabolism svarar på signaler från omgivningen Eller är det alltför begränsande att kräva alla dessa egenskaper? "Liv är någonting som kan reproducera sig och utvecklas genom naturligt urval."

3 Vad är liv? Erwin Schrödinger (1944): What is Life? Hur kan det som händer i levande organismer förstås med hjälp av fysik och kemi? Gener = aperiodiska kristaller Relationen mellan det lilla och det stora (slump/determinism) Organisation upprätthålls genom intagande av negativ entropi... must surely rank among the most influential scientific writings in this century. - Roger Penrose (1991)

4 A-T C-G T-A G-C A-T C-G C-G A-T G-C T-A T-A G-C : : Francis Crick och James Watson (1953)

5 Livets uppkomst på Jorden Jorden (och resten av solsystemet) bildades för 4,55 miljarder år sedan Under första 500 miljoner åren kraftigt bombardemang av asteroider/meteoroider (upprepad sterilisering) De äldsta tecknen på liv är 3,85 miljarder år gamla Kanske tog det mindre än 100 miljoner år för liv att uppstå. Var/hur? I atmosfären (Urey-Miller-experimentet 1950-talet)? I oceanernas djup (heta källor)? Från rymden (Mars? Interstellärt stoft?)

6 Skapas liv spontant i lämplig miljö? 1859: Charles Darwin tänkte sig att livet kunde ha uppstått i "some warm little pond" 1920-talet: ryssen Alexander Oparin och skotten John Haldane utvecklade oberoende av varandra teorin om att komplexa organiska molekyler kan uppstå ur en "ursoppa" (primoridial soup) liknande jordens tidiga atmosfär (som man då trodde: mest metan, ammoniak, vatten, och vätgas) 1953: Harold Urey och Stanley Miller försökte efterlikna ursoppan och andra förutsättningar i laboratoriet Efter någon vecka hade en mängd komplexa molekyler bildats, bl.a. aminosyror

7 Liv finns på de mest osannolika platser... T.ex. på djupa oceanbottnar, kring heta källor - "black smokers". Kanske uppstod livet här? Eller i liknande miljöer i Europas oceaner?

8 Fossila nano-bakterier? Troligen inte! Mars-meteoriten ALH84001 (ca 1,9 kg) funnen vid Allan Hills (Antarktis) 1984: stelnade för 4,5 miljarder år sedan slungades ut för 16 milj år sedan landade på Antarktis 11,000 f.kr. upptäcktes 1984 identifierad som Mars-meteorit 1993

9 Överlevnad i rymden? Två bakterier som är mycket vanliga i jorden har egenskaper som gör att de kan överleva tusentals (miljoner) år i rymden: Deinococcus radiodurans extremt strålningstålig, i frys-torkat tillstånd (anhydrobios) tåler den även extrem kyla mm ( polyextremofil ) Bacillus subtilis bildar sporer som är mycket tåliga mot strålning, torka och kyla Skadat DNA repareras mycket effektivt av särskilda reparations-enzymer efter återupplivning.

10 Spår efter flytande vatten på Mars Is vid Mars' nordpol (CO 2 + H 2 O) Oceaner av flytande vatten under Europas istäcke. Undervattensvulkaner (värmekällor).

11 SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Idé omkring 1959 (Cocconi & Morrison, Cornell University) Frank Drake gjorde de första försöken 1960 (NRAO, W. Virginia) NASA Moderna SETI-projekt: Project Phoenix (Arecibo, utvalda stjärnor) SERENDIP (Arecibo, slumpvisa riktningar, Diverse optiska SETI-projekt (söker efter laserpulser)

12 Intelligent liv? Frank Drake (1930- ) var en av pionjärerna i sökandet efter extraterrestrisk intelligens (och att sända ut meddelande) Arecibo-teleskopet i Puerto Rico (300 m) Arecibo-meddelandet mot M13 (1974)

13

14 Snöflingor (iskristaller)

15

16 Drakes ekvation (1961): N = R f p n e f l f i f c L N = antalet civilisationer i vår galax R = antal nybildade stjärnor per år (~ 1) f p = andelen av dessa stjärnor som har planetsystem (~ 0.1) n e f l f i f c L = antalet beboeliga (jordliknande) planeter per system = andelen av dessa planeter som utvecklat liv = andelen av dessa som utvecklat intelligens = andelen av dessa som kommunicerar = civilisationens livslängd (år)

17 Var är alla? - Fermi-paradoxen En teknologisk civilisation som kan färdas i rymden med 1/10 av ljushastigheten skulle kunna kolonisera hela Vintergatan på 10 milj år. Varför ser vi inga tecken på detta? Enrico Fermi ( ): "If there are extraterrestrials, where are they?" Tänkbara förklaringar: 1. Vi är ensamma 2. Det finns gott om civilisationer, men ingen har koloniserat galaxen p.g.a. - tekniska svårigheter (interstellär rymdfart är svårare än vi tror) - sociologiska hänsyn (människans tendens att kolonisera är kanske unik) - civilisationerna är alltför kortlivade (självförstörande) 3. Det finns en galaktisk civilisation, som avsiktligt döljer sig från oss ("Zoo")