W poszukiwaniu życia pozaziemskiego.

„Twierdzenie, że Ziemia to jedyny zaludniony świat w nieskończonej przestrzeni jest równie absurdalne jak przekonanie, iż na całym polu prosa wyrośnie tylko jedno ziarenko.”
Metrodor, filozof grecki IV wieku

Czy jesteśmy sami we Wszechświecie? To pytanie towarzyszyło ludzkości od momentu powstania pierwszej społeczności. Filozofowie wymyślali coraz to nowsze koncepcje, astronomowie wypatrywali, radioastronomowie od niedawna wsłuchiwali się w szum kosmosu.
Poszukiwania życia są obecnie prowadzone na dwóch głównych płaszczyznach: w Układzie Słonecznym i poza nim [głównie drogą nasłuchu radiowego]. Niestety obecny poziom techniki wyklucza najprostszą metodę poszukiwania życia – wyprawy załogowe do innych układów gwiezdnych. Może w przyszłości stanie się to możliwe. Jednak na pewno niezbyt szybko. Pozostaje nam więc wysyłać sondy z nadzieją, że coś znajdą.

POSZUKIWANIA W UKŁADZIE SŁONECZNYM

Od dawna obserwujemy planety naszego układu z myślą, że jednak na którejś z nich znajdziemy ślady życia. Wystarczy omówić warunki panujące na każdej z nich i zweryfikować, na której z nich mogłoby się rozwinąć nawet najprymitywniejsze formy życia.
Merkury – Temperatura w dzień sięga tu do 40000C, a nocy spada nawet do -18000C.. Jest to spowodowane niewielką odległością od Słońca. Pozbawiony jest atmosfery, dlatego też powierzchnia jest ‘zniszczona’ przez uderzające o nią bryły skalne. Na Merkurym, więc życie nie miało szans się rozwinąć.
Wenus – Posiada gęstą i nieprzezroczystą atmosferę złożoną w 97% z dwutlenku węgla i w 2% z azotu; a w górnych warstwach atmosfery utrzymują się trwałe obłoki aerozolowe stężonego kwasu siarkowego i solnego. Temperatura sięga tu 447C, a ciśnienie 90 tys. hPa. Wysokie góry [sięgają ok. 11 km wysokości], kratery i płaskowyże to ukształtowanie powierzchni. Wenus jest zabójcza dla życia, które ewentualnie mogłoby się tu rozwinąć. Z powodu kwaśnych deszczów, bardzo wysokiego ciśnienia i temperatury. Choć ostatnio naukowcy stwierdzili, że w kwaśnych chmurach tej planety mogą istnieć żywe organizmy. Ta koncepcja była by wyjaśnieniem niezrozumiałych zjawisk zachodzących w atmosferze. Promieniowanie słoneczne oraz wyładowania atmosferyczne powinny powodować powstanie dużych ilości tlenku węgla. Okazuje się jednak, że jest go niewiele, tak jakby coś powodowało jego ubywanie. Odkryli oni również siarkowodór oraz dwutlenek siarki. Normalnie gazy te nie występują obok siebie, ponieważ wchodzą ze sobą w reakcje - chyba, że założy się np. istnienie żywych organizmów, które je wytwarzają. Jeszcze bardziej tajemnicza jest obecność karbonylu siarczkowego, który jest tak trudny do wytworzenia w sposób nieorganiczny, że jest niekiedy uznawany za wskaźnik aktywności biologicznej.
Badacze twierdzą, że wenusjańskie organizmy mogłyby wykorzystywać promieniowanie UV i wytwarzać karbonyl i siarkowodór z dwutlenku siarki i tlenku węgla - podobnie jak w przypadku wczesnych ziemskich organizmów.
Mars - Jest skalistą planetą. Pokrywają go czerwone pyliste pustynie, stąd popularna nazwa - Czerwona Planeta. Jednak naukowcy odkryli, że to prawdopodobnie tzw. brudny śnieg. Misje, które ostatnio się odbyły na Marsa miały to potwierdzić. W tej misji gdzie dwa łaziki miały zbadać Marsa, pokłada się duże nadzieje, między innymi na odkrycie życia, a także poznania lepiej tej planety. Atmosfera nie nadaje się do oddychania - składa się głównie z dwutlenku węgla. Występują tam potężne burze pyłowe. Bieguny są pokryta czapami z zestalonego dwutlenku węgla i zwykłego lodu. Na marsjańskim równiku latem bywa 100C ciepła, ale noc jest mroźniejsza niż gdziekolwiek na Ziemi. W meteorycie, który spadł na Ziemię z Marsa znaleziono ślady bakterii. Przez długi czas było to uważane za dowód istnienia życia na Marsie. Już nie jest to takim ‘pewnym’ dowodem. Naukowcy odkryli, że te bakterie mogły pochodzić z kosmosu i niekoniecznie rozwinęły się na Marsie.
Jowisz - Jowisz wiruje tak szybko, że wybrzusza się na równiku i spłaszcza na biegunach. Szybki ruch wirowy i ciepło z wnętrza planety powodują powstanie silnych wiatrów, dzielących atmosferę na równoleżnikowe pasy opadających lub wznoszących się gazów. Na tarczy Jowisza widać też cyklon o średnicy dwukrotnie większej od Ziemi, zwany Wielką Czerwoną Plamą. Ten huragan szaleje na Jowiszu, od co najmniej 300 lat. Na Jowiszu występuje wodór i hel, z których zbudowane są gwiazdy. Jest to typowa planeta gazowa bez ‘twardego’ gruntu. Więc jakby wziąć pod uwagę istoty przypominające ludzi, zwierząt itp. ‘przeleciałyby’ przez powierzchnię planety.
Saturn - Pierścienie wokół Saturna stanowią jeden z najbardziej charakterystycznych widoków Układu Słonecznego. Najprawdopodobniej pierścienie tworzy materiał, z którego kiedyś miał uformować się księżyc. Atmosfera składa się głównie z wodoru i helu oraz bladych chmur amoniaku. Wichry wieją na równiku z średnią prędkością 1800 km/h. I ta, planeta nie jest ‘gościnna’ dla jakiś form życia.
Uran - Ma gęstą, nieprzezroczystą atmosferę, złożoną głównie z wodoru i helu. Jest otoczony rzadkim pierścieniem rozdrobnionych bryłek materii rozciągającym się w odległości od ok. 36 tys. do ok. 52 tys. km od środka planety. Uran również należy do gazowych olbrzymów.
Neptun - Neptun swój błękitny kolor zawdzięcza metanowi. Ten sam gaz nadaje też niebieskie zabarwienie Uranowi. Na tej planecie wieją najsilniejsze chyba w całym Układzie Słonecznym wiatry. Ich prędkość dochodzi do 2400 km/h. Jak dotąd nie wyjaśniono przyczyn ich powstawania. Występują tam również burze w formie wielkiej ciemnej plamy. Zewnętrzna warstwa Neptuna składa się z wodoru i helu. Poniżej leży warstwa lodowa. W jej skład wchodzą zamrożony metan i amoniak, jak również zamarznięta woda. W centrum planety znajduje się kamienne jądro.
Pluton - Na Plutonie nawet w dzień jest ciemno, ponieważ odległość od Słońca jest bardzo duża. Ostatnie obserwacje wskazują, że Pluton to niewielka planeta. Jego średnica wynosi nieco ponad 2000 km, jest, więc mniejszy od Księżyca. Jest zbudowany ze skał i lodu. Kiedy Pluton jest najbardziej oddalony od Słońca, atmosfera zamarza i pokrywa powierzchnię planety szronem. Pluton jest upstrzony jaśniejszymi i ciemniejszymi plamami. Zmiany ich położenia mogą wynikać z przewiewania metanowego śniegu z miejsca na miejsce. Wciąż trwają dyskusje na temat tego czy Pluton to planeta, czy planetoida. Tak naprawdę nie wiemy zbyt wiele na temat Plutona, ale nawet z niewielką ilością informacji można stwierdzić, że i tu nie wytworzy się życie.
Europa [księżyc Jowisza] – jest to księżyc, na którym naukowcy uważają, że jakiekolwiek formy życia mają szanse się rozwinąć. Jest jednym z nielicznych miejsc w Układzie Słonecznym, gdzie występuje woda w stanie ciekłym. Europa była badana przez lata na podstawie danych zebranych przez instrumenty na pokładzie sondy Galileo. Według Greeleya i jego kolegów z NASA przyszłe badania powinny się skupić na obszarach powierzchni, gdzie procesy geologiczne mogły wywołać topnienie lodowej skorupy, gdzie organizmy byłyby chronione przed promieniowaniem i miały wystarczające zasoby składników odżywczych. Przeprowadzone prace planetologów dostarczyły informacji na temat obecności innych pierwiastków koniecznych do występowania życia, takich ja węgiel, azot, siarka i fosfor. Według Richarda Greenberg'a, profesora z University of Arizona, Europa, księżyc Jowisza, może nie tylko posiadać życie, ale i pobudzać je do ewolucji. Współdziałanie wielu czynników może prowadzić do wytworzenia szczelin nadających się do zamieszkania przez organizmy. Życie na Europie może przypominać proste formy życia spotykane w ziemskich oceanach. W okresie, gdy woda na Europie zamarza, organizmy te mogłyby ulegać hibernacji podobnej do tej, którą odkryto w przypadku żyjących na Antarktydzie mikrobów. W stanie tym, życie trwałoby aż do następnego okresu przejścia lodu w stan ciekły (mogłoby to trwać miliony lat).

Na początku lat 90-tych Frank Drake był całkowicie przekonany, że najnowsze programy badawcze powinny jeszcze przed rokiem 2000 wykazać, iż nie jesteśmy sami we Wszechświecie. Nic takiego się nie zdarzyło. Raz na jakiś czas dochodziły do nas jakieś wiadomości o spektakularnych odkryciach: wody na Europie czy też meteorytu ALH84001, który był domniemanym nosicielem śladów życia z Marsa. Wszystkie te znaleziska nie przyniosły jednak bezspornego i bezpośredniego dowodu na istnienie życia w Układzie Słonecznym
Mamy prawdopodobnie większe szanse na znalezienie śladów życia na planetach spoza Układu Słonecznego. Choćby z tego powodu, że jest o wiele więcej planet we Wszechświecie niż w samym naszym Układzie Słonecznym.

POSZUKIWANIA POZA UKŁADEM SŁONECZNYM

Poszukiwania poza słonecznych planet podobnych do naszej Ziemi cały czas fascynują naukowców. W ostatnich czasach odkryto prawie 100 nowych planet orbitujących wokół gwiazd, ale żadna z nich w najmniejszym stopniu nie przypominała naszej planety. Jednakże według ostatnich komputerowych symulacji przeprowadzonych przez Barrie Jones i Nicka Sleep (The Open University), okazuje się, że miliony planet podobnych do Ziemi mogą być rozsianych wszędzie w naszej galaktyce i tylko czekają na odnalezienie przez nasze teleskopy.
"Mimo, że obecnie nie jesteśmy w stanie odkryć planet podobnych do Ziemi, możemy ustalić teoretycznie, które z układów planetarnych mogą najprawdopodobniej zawierać "Ziemię"" – powiedział profesor Jones.
Wszechświat jest olbrzymią przestrzenią składająca się z około 100 miliardów galaktyk, w których znajduje się około 300 miliardów gwiazd. Jeżeli przyjmiemy, że galaktyk jest miliard i w każdej z nich jest 100 miliardów gwiazd, daje to liczbę, którą trudno sobie nawet wyobrazić. Jedno jest pewne - w naszym Wszechświecie gwiazd jest pod dostatkiem. Dlaczego więc w tak olbrzymiej przestrzeni ma istnieć tylko jedna inteligentna cywilizacja?
Jednym z układów planetarnych poza Układem Słonecznym podobnym do naszego, jest układ znajdujący się wokół gwiazd 47 Ursae Majoris (Wielka Niedźwiedzica). Gwiazda ta jest trochę starsza od naszego Słońca, a także gorętsza i jaśniejsza. Dlatego też strefa, w której może istnieć życie, jest bardziej oddalona od gwiazdy w porównaniu z naszym Układem Słonecznym. Wokół gwiazdy 47 UMa znajdują się dwie planety olbrzymy. Masa pierwszej szacowana jest na 2,54 masy Jowisza, podczas gdy druga jest prawdopodobnie troszkę mniej masywna od Jowisza.
Jednakże odległość olbrzymów od gwiazdy 47 UMa jest mniejsza niż dystans dzielący Jowisza od Słońca. Dla porównania: gdyby oba olbrzymy przenieść do naszego układu jeden znajdowałby się w pasie planetoid, a drugi na orbicie pomiędzy tym pasem a Jowiszem. Wynika więc z tego, że oba olbrzymy znajdują się niedaleko strefy "życia" wokół gwiazdy. Niemniej jednak, pomimo tak niewielkiej odległości od gwiazdy i tak dużej masy, Jones i Sleep potwierdzili, że planeta taka jak Ziemia mogłaby przetrwać w strefie "życia" wokół gwiazdy 47UMa.
Planety podobne do Ziemi według pewnych proporcji, na których życie mogłoby istnieć, powinno spotykać się bardzo często w naszej galaktyce.
Dotychczas wszystkie znane planety krążące wokół innych gwiazd są znacznie większe i cięższe niż Ziemia. Przypominają one raczej Jowisza i Saturna i najprawdopodobniej mają podobnych skład chemiczny. Zawierają więc one, tak jak gwiazdy, głównie wodór i tlen, podczas gdy Ziemia jest złożona ze skalistej materii.
Ale to nie oznacza, że na którejś z tych planet może istnieć życie.

„Gdyby życie istniało tylko na Ziemi, byłoby to wielkie marnotrawstwo przestrzeni.”
Autor nieznany

Ale teraz nie możemy inaczej zbadać tych planet, które według obliczeń byłyby korzystne dla utworzenia się życia, niż nasłuch radiowy obserwacje.

RADIOWE OBSERWACJE ASTRONOMICZNE

Po raz pierwszy promieniowanie pozaziemskie na falach radiowych zaobserwował w 1931 r inż. K. Jansky. Stwierdził on znaczny wzrost szumów radiowych w odstępach jednej doby gwiazdowej, gdy przez kierunek najbardziej efektywnego działania anteny przechodzi Droga Mleczna.
Pierwszym radioastronomem był amerykański inżynier elektroniki Grote Reber, który w 1937 r. zbudował pierwszą paraboloidalną antenę do odbioru kosmicznego promieniowania radiowego.
W późniejszych czasach do obserwacji radioastronomicznych stosowano "zwykłe" anteny radarów, rozwój elektroniki pozwolił jednak na budowanie radioteleskopów o dużo lepszych zdolnościach rozdzielczych niż "miski" radarowe pochodzące z demobilu..
Nowe radioteleskopy buduje się w trzech wariantach:
- z czaszą nieruchomą - największy - Arecibo (Puerto Rico) - 305m średnicy
- z czaszą ruchomą - największy (Bochum - Niemcy), l00m średnicy
- złożony z segmentów - największy (Ratan 600 - Kaukaz ) - 576m średnicy, 895 segmentów.
Poważniej radioastronomią zaczął się zajmować Frank Drake, która w latach 40-tych i 50-tych była w powijakach i niektórzy naukowcy oraz astronomowie bagatelizowali jej znaczenie. Drake jest także inicjatorem pierwszego programu nasłuchiwania sygnałów radiowych inteligentnego pochodzenia o nazwie OZMA. Był współautorem programu SETI, jego dyrektorem i do dziś pełni urząd w tym instytucie. Drake nie był osamotniony w swoich poczynaniach. Można przytoczyć tu tak sławne nazwiska jak Stephen W. Hawking, Malvin Calin, Manfred Eigen , Edward M. Purcell, Otto Struve, Carl Sagan, Philip Morrison, wielu rosyjskich badaczy kosmosu oraz mnóstwo naukowców, którzy uczestniczyli przy programach SETI.
Czego potrzeba, żeby na danej planecie rozwinęło się życie i w końcu powstały tam inteligentne organizmy? Trzeba spełnić kilka podstawowych warunków opisanych za pomocą tzw. równania Drake'a. Równanie to zyskało wielu zwolenników. Inaczej było z oszacowanymi współczynnikami, które uważane były przez niektórych za wyssane z palca.
Równanie Drake'a brzmi następująco: N=R*fp*ne*fl*fi*fc*L
gdzie:
N - liczba wykrywalnych cywilizacji w przestrzeni kosmicznej.
R - tempo formowania się gwiazd.
Tempo formowania się gwiazd, np.: w naszej galaktyce szacuje się na 1 do 20 gwiazd rocznie. Nie interesują nas jednak wszystkie gwiazdy. Szukamy przede wszystkim takiej, która podobna jest bardzo do naszego Słońca. Według szacunków takowych gwiazd jest około 5%, czyli gwiazdy typu G (nasze Słońce) są dość rzadkie. Zatem współczynnik R wynosiłby około 0,05.
fp - ułamek gwiazd posiadających planety.
Istnieje kilka teorii na temat powstawania planet. Jedna z nich mówi, że każda gwiazda posiada przynajmniej jedną planetę, jak nie więcej, powstałą na skutek koagulacji materii. Wynikiem koagulacji są obiekty zwane planetozymalami, które zderzając się z innymi podobnymi obiektami powodują powstanie planet.
Na podstawie najnowszych badań naukowcy doszli do wniosku, że współczynnik fp waha się w granicach od 0,2 do 0,5.
ne - liczba planet nadających się do życia.
Przede wszystkim, aby powstało życie na planecie, musi występować woda w stanie ciekłym. Planeta musi także znajdować się na odpowiedniej orbicie, w tak zwanej "strefie zamieszkiwalnej", która w naszym układzie znajduje się w odległości 1,37 promienia orbity Ziemi od Słońca do 0,94 promienia orbity Ziemi od Słońca. Jednak jeżeli odkryta zostanie woda na Europie (satelicie Jowisza), będzie trzeba zweryfikować pojęcie "strefy zamieszkiwalna" i rozszerzyć ją. Do powstania życia jest potrzebny także tlen, który jest jednym z najbardziej reaktywnych (dość łatwo tworzy związki z innymi pierwiastkami) pierwiastków we Wszechświecie. Obce organizmy nie muszą korzystać z tlenu w takim stopniu jak ludzie, ale jego odkrycie na którejś z planet dałoby solidne podstawy do kontynuowania poszukiwania życia na ich powierzchni.
Naukowcy oszacowali, że około 10% planet może stworzyć dogodne warunki do zaistnienia życia. Współczynnik wynosi więc 0,1.
fl - ułamek planet, na których życie się pojawiło.
Współczynnik ten jest bardzo trudny do oszacowania, ale naukowcy obeznani z tematem pozaziemskich cywilizacji przewidują (nie wiem na jakiej podstawie), że jego wartość wynosi około 0,1 lub 0,2.
fi - ułamek planet, na których życie wyewoluowało do form inteligentnych.
Ten współczynnik też jest jedną wielką niewiadomą. Nie istnieją na to żadne dostępne dane (oprócz naszego układu). Jednak został on oszacowany przez Drake'a i jego kolegów na liczbę z przedziału od 0,1 do 0,5.
fc - ułamek planet zamieszkiwanych przez inteligentne formy życia zdolne do komunikacji międzygwiezdnej.
Kolejny współczynnik niemożliwy do oszacowania. I tu także został on oszacowany bez żadnych solidnych podstaw na liczbę z przedziału od 0,1 do 0,2.
L - czas, w którym te cywilizacje będą wykrywalne.
Jest to czynnik, który można także nazwać "długowiecznością cywilizacji". Czas istnienia cywilizacji może się wahać od tysiąca do milionów lat. Jak widać czynnik ten jest jeszcze większą niewiadomą niż poprzednie, jednak nie jest aż tak bardzo istotny w rozważaniach na temat życia pozaziemskiego.
Na podstawie tych współczynników Frank Drake oszacował liczbę pozaziemskich inteligentnych cywilizacji na od tysiąca do setek milionów. Liczba ta była bardzo duża i wielu naukowców nie podzieliło jego optymizmu. Zweryfikowano dane i podano liczbę od 1 do 1 miliona.
Najbardziej popularnym programem w zakresie radioatronomi, jest program SETI. Tysiące ludzi na całym świecie biorą udział w części tego programu pod nazwą SETI@home. Mają zainstalowany na swoim komputerze program [który działa jako wygaszasz ekranu].
Od 1992r podczas trwania programu SERENDIP III naukowcy używający detektora zamontowanego na teleskopie Arecibo - Puerto Rico. Po przeanalizowaniu 500 bilionów sygnałów przeszukując pasmo radiowe wokół długości fal 70 cm nie odnaleźli jednak żadnych ‘audycji radiowych’ nadawanych przez obcych. Naukowcy nie dają jednak za wygraną rozpoczynający się właśnie SERENDIP IV będzie 40 razy czulszy niż jego poprzednik. Co 1,7 sekundy prowadzony będzie jednoczesny nasłuch na 168 milionach częstotliwości.
Nasłuch radiowy to póki co, jedyna możliwość znalezienia jakiegoś sygnału od innych cywilizacji, który byłby potwierdzeniem tego iż nie jesteśmy sami we Wszechświecie.

Znalezienie odpowiedzi na jedno z najbardziej fundamentalnych pytań, czy jesteśmy sami we Wszechświecie, leży w interesie całej ludzkości.
W obecnych czasach nie jesteśmy w stanie odpowiedzieć na nie. To, co widać przez duże teleskopy, satelity i sondy, to analizy planet i zjawisk jakie na nich zachodzą. Jednak wnioski wyciągnięte z takich analiz, to niestety tylko wnioski, koncepcje i teorie. Nie jesteśmy w stanie poprzeć tych wniosków bezpośrednimi badaniami.
Radioastronomowie jak do tej pory nie otrzymali żadnego obcego sygnału z kosmosu. Poza tym nawet jeśli gdzieś powstały i żyją inne cywilizacji, to tak naprawdę:
• Nie wiadomo, czy te cywilizacje chciałyby się z nami skontaktować
• Nie wiadomo, jaką technologią dysponują. Być może jest ona tak zaawansowana, że nie będziemy potrafili przechwycić sygnału i wątpliwe jest, że poprawnie odczytamy wiadomość. Z drugiej zaś strony może być odwrotnie. Mogą być na takim poziomie technicznym, że nie są w stanie odebrać naszego sygnału.
• Nie wiadomo, w które rejony Wszechświata wycelować nasze aparaty nadawczo – odbiorcze. Być może sygnał od innych cywilizacji przeoczyliśmy, gdyż w tym czasie badane były inne części nieba.
• Nie wiadomo, na jakim poziomie ewolucji są i tym samym określić prawdopodobieństwo możliwości porozumienia się z nią.

Takich wątpliwości można mnożyć i dlatego wszystkie teorie, programy podboju kosmosu mają tyle samo przeciwników co zwolenników.
Jednego jednak można być pewnym – nie ma 100% niepodważalnego dowodu na istnienia życia pozaziemskiego, jak i nie ma dowodu, że takiego nie ma.
Jednak bardziej prawdopodobne jest założenie, że życie jest powszechne we Wszechświecie. Jest zbyt duży, aby uznać, że jesteśmy sami.
Może nawet w Układzie Słonecznym istnieje życie. Przecież ci, którzy zamieszkują inne planety, wcale nie muszą przypominać życia z ziemi w jakiejkolwiek formie. Jest to nawet trudne do wyobrażenia, że na innych planetach, żyje ‘coś’, co nie składa się z białek, ma jądra komórkowe itp., ale w ‘ich’ rozumowaniu to życie.
Czy Ziemia to jedyna planeta zamieszkiwana? Może kiedyś, pewnie w dalekiej przyszłości, uda nam się odpowiedzieć na to pytanie i zdobyć niepodważalne dowody na to.