Siden 1960'erne er Drakes ligning blevet brugt til at estimere, hvor mange intelligente og kontaktbare udenjordiske civilisationer, der findes i Mælkevejsgalaksen. Efter den slagne vej estimerer den nye formel, hvor ofte livet opstår på planeten. Det kan hjælpe os med at finde ud af, hvor sandsynligt i princippet fremkomsten af liv i universet.
Den nye ligning, udviklet af Caleb Sharv fra Columbia Astrobiologisk Center og Leroy Cronin fra School of Chemistry ved University of Glasgow, kan endnu ikke vurdere chancerne for, at livet optræder nogen steder, men lover interessante udsigter i denne retning.
Forskere håber, at deres nye formel, beskrevet i den seneste udgave af Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), vil inspirere forskere til at undersøge de forskellige faktorer, der forbinder livsbegivenheder med de særlige egenskaber i det planetariske miljø. Mere bredt forventer de, at deres ligning i sidste ende vil blive brugt til at forudsige hyppigheden af liv på planeten, en proces også kendt som abiogenese.
De, der er fortrolige med Drake-ligningen, vil også forstå den nye ligning. Tilbage i 1961 udledte astronomen Frank Drake en sandsynlighedsformel, der kunne hjælpe med at estimere antallet af aktive udenjordiske civilisationer, der transmitterer radiosignaler i vores galakse. Hans formel indeholdt flere ukendte, inklusive den gennemsnitlige hastighed for stjernedannelse, det gennemsnitlige antal planeter, der potentielt kunne understøtte livet, den brøkdel af planeter, der formåede at få virkelig intelligent liv, og så videre. Vi har ikke en endelig version af Drake-ligningen, men vi mener, at det hvert år giver os mulighed for mere nøjagtigt at estimere det ukendte.
Den nye formel udviklet af Scharf og Cronin sigter ikke mod at erstatte Drakes ligning. I stedet dykker det os dybere ned i statistikken for abiogenese.
Sådan ser det ud:
Hvor:
Salgsfremmende video:
Nabiogenese (t) = sandsynlighed for en livshændelse (abiogenese)
Nb = antal potentielle byggesten
Nej = gennemsnitligt antal byggesten pr. Organisme eller biokemisk signifikant system
fc = brøkdel af tilgængelighed af byggesten over tid t
Pa = sandsynlighed for samling pr. Tidsenhed
Det ser kompliceret ud, men i virkeligheden er alt meget enklere. Ligningen siger kort sagt, at sandsynligheden for liv på en planet er tæt forbundet med antallet af kemiske byggesten, der understøtter liv og er tilgængelige på planeten.
Med byggesten mener forskere det nødvendige kemiske minimum for at starte processen med at skabe enkle livsformer. Disse kan være basiske DNA / RNA- eller aminosyrepar eller andre tilgængelige molekyler eller materialer på planeten, der kan deltage i de kemiske reaktioner, der fører til liv. Kemi forbliver kemi i hele universet, men forskellige planeter kan skabe forskellige forhold, der er egnede til fremkomsten af liv.
Mere specifikt angiver Scharf- og Cronin-ligningen, at chancerne for liv på en planet afhænger af antallet af byggesten, der teoretisk kunne eksistere, antallet af tilgængelige byggesten, sandsynligheden for, at disse byggesten faktisk bliver liv (under samling), og antallet af nødvendige byggesten til at producere en bestemt livsform. Ud over at identificere de kemiske forudsætninger for fremkomsten af liv, søger denne ligning at bestemme, hvor ofte reproduktive molekyler opstår. På jorden fandt abiogenese sted i det øjeblik, hvor RNA dukkede op. Dette afgørende trin blev fulgt af blomstringen af simpelt encellet liv (prokaryoter) og komplekst encellet liv (eukaryoter).
”Vores tilgang forbinder planets kemi med den globale oprindelseshastighed for livet - dette er vigtigt, fordi vi er begyndt at finde mange solsystemer med en flok planeter,” sagde Cronin. "For eksempel tror vi, at tilstedeværelsen af en lille planet i nærheden - ligesom Mars - kan være vigtig, fordi den afkøles hurtigere end Jorden … nogle af de kemiske processer kunne begynde og derefter overføre kompleks kemi til jorden for at hjælpe med at skubbe kemi på jorden."
En af de vigtige konsekvenser af denne undersøgelse er, at planeter ikke kan studeres isoleret. Som Cronin sagde, kunne Mars og Jorden have været involveret i udveksling af kemikalier en gang i den fjerne fortid - og denne udveksling af stoffer kunne tjene som begyndelsen på livet på Jorden. Måske kan udvekslingen af kemiske byggesten mellem nærliggende planeter dramatisk øge chancerne for liv, der vises på dem.
Så hvor mange eksempler på liv er der i universet?
”Dette er et vanskeligt spørgsmål,” siger Cronin. "Vores arbejde antyder, at solsystemer med flere planeter kan være fremragende kandidater til nærmere undersøgelse - at vi skal fokusere på flerplanetsystemer og se efter liv i dem." Hvordan? Det er værd at lede efter tegn på skiftende atmosfære, kompleks kemi, tilstedeværelsen af komplekse forbindelser og variationer i klimaet, der kan skyldes biologisk liv.
Vi har ikke nok empiriske data til at fuldføre Scharf- og Cronin-ligningen på dette tidspunkt, men det vil ændre sig i fremtiden. I det kommende årti vil vi være i stand til at bruge James Webb-teleskopet og MIT Tess-missionen til at udfylde de manglende værdier. I sidste ende finder vi svaret på dette spørgsmål, der bekymrer os.
ILYA KHEL