Astrobiologi historie, objekt af undersøgelse og betydning

den astrobiologi eller exobiologi Det er en gren af ​​biologi, der beskæftiger sig med livets oprindelse, fordeling og dynamik i sammenhæng med både vores planet og hele universet. Vi kunne da sige, at som videnskab er astrobiologi til universet, hvilken biologi er der på jorden.

På grund af det brede spektrum af virkning af Astrobiology, det samler andre videnskaber som fysik, kemi, astronomi, molekylærbiologi, biofysik, biokemi, kosmologi, geologi, matematik, datalogi, sociologi, antropologi, arkæologi, blandt andre.

Astrobiologi opfatter livet som et fænomen, som kunne være "universelt". Det omhandler deres sammenhænge eller mulige scenarier; dine krav og dine minimumsbetingelser de involverede processer dens ekspansive processer; blandt andre emner. Det er ikke begrænset til intelligent liv, men det undersøger enhver mulig type liv.

indeks

• 1 Astrobiologisk historie
  • 1.1 Den aristoteliske vision
  • 1.2 Den copernikanske vision
  • 1.3 Første ideer om udenjordisk liv
• 2 Formålet med studiet af astrobiologi
• 3 Mars som studiemodel og rumforskning
  • 3.1 Mariner-missionerne og paradigmeskiftet
  • 3.2 Er der liv på Mars? Vikingemissionen
  • 3.3 Missioner Beagle 2, Mars Polar Lander
  • 3.4 Mission Phoenix
  • 3.5 Udforskningen af ​​Mars fortsætter
  • 3.6 Der var vand på Mars
  • 3,7 Martian meteoritter
  • 3.8 Panspermia, meteoritter og kometer
• 4 Betydningen af ​​astrobiologi
  • 4.1 Fermis paradoks
  • 4.2 SETI-programmet og søgen efter udenjordisk efterretning
  • 4.3 Drake ligningen
  • 4.4 Nye scenarier
• 5 Astrobiologi og udforskning af jordens ender
• 6 Perspektiver af astrobiologi
• 7 referencer

Astrobiologi historie

Astrobiologiens historie kan gå tilbage til menneskehedens begyndelse som en art og dens evne til at stille sig selv om kosmos og liv på vores planet. Derefter opstår de første visioner og forklaringer, der stadig er til stede i dag i mange folks myter.

Den aristoteliske vision

Den aristoteliske vision betragtede Solen, Månen, resten af ​​planeter og stjerner, som perfekte kugler, der kredser os, hvilket gør koncentriske cirkler omkring os.

Denne vision udgjorde universets geocentriske model og var den forestilling, der markerede menneskeheden i middelalderen. Sandsynligvis kunne ikke have givet mening på det tidspunkt, spørgsmålet om eksistensen af ​​"indbyggere" uden for vores planet.

Den copernicaniske vision

I middelalderen foreslog Nicolaus Copernicus sin heliocentriske model, som placerede Jorden som en anden planet, som drejede sig om solen.

Denne tilgang havde dybt indflydelse på måden vi ser på resten af ​​universet og endda ser på os selv, fordi det satte os på et sted, der måske ikke var så "specielt" som vi havde troet. Det åbnede da muligheden for eksistensen af ​​andre planeter, der ligner vores og med det af livet, der er forskelligt fra det, vi kender.

Første ideer om udenjordisk liv

Den franske forfatter og filosof, Bernard le Bovier de Fontenelle, ved slutningen af ​​1700-tallet foreslog allerede, at livet kunne eksistere på andre planeter.

I midten af ​​det attende århundrede var mange af de lærde relateret til belysning, de skrev om udenjordiske liv. Selv de førende astronomer af tiden ligesom Wright, Kant, Lambert og Herschel antages, at planeter, måner og endda kometer, kunne være beboet.

Således det nittende århundrede begyndte med et flertal af videnskabsfolk, filosoffer, teologer og forskere, deler troen på eksistensen af ​​udenjordisk liv i næsten alle planeter. Dette blev betragtet som en solid antagelse på det tidspunkt baseret på en voksende videnskabelig forståelse af kosmos.

De overvældende forskelle mellem solsystemets himmellegemer (med hensyn til deres kemiske sammensætning, atmosfære, tyngdekraft, lys og varme) blev ignoreret.

Men med den stigende magt teleskoper og med fremkomsten af ​​spektroskopi, astronomer var i stand til at begynde at kende kemien i planetatmosfærer nærheden. Således kunne det udelukkes, at de nærliggende planeter blev beboet af organismer svarende til terrestrisk.

Genstand for studier af astrobiologi

Astrobiologi fokuserer på undersøgelsen af ​​følgende grundlæggende spørgsmål:

• Hvad er livet?
• Hvordan kom livet på Jorden?
• Hvordan livet udvikler sig og udvikler sig?
• Er der liv andre steder i universet?
• Hvad er livets fremtid på Jorden og andre steder i universet, hvis der er en?

Ud fra disse spørgsmål opstår mange andre, der alle er relateret til objektet om studier af astrobiologi.

Mars som studiemodel og rumforskning

Den røde planet, Mars, har været den sidste bastion af de udenjordiske livshypoteser i solsystemet. Ideen om livets eksistens på denne planet kom oprindeligt fra observationer foretaget af astronomerne fra det sene nittende og begyndelsen af ​​det tyvende århundrede.

Disse argumenterede for, at mærker på Mars overflade faktisk var kanaler bygget af en population af intelligente organismer. Disse mønstre anses nu for at være produkt af vinden.

Missionerne Mariner og paradigmeskiftet

Rumproberne Mariner, De eksemplificerer rumalderen, der begyndte i slutningen af ​​1950'erne. Denne æra tillod os at visualisere og undersøge planet- og månoverflader i solsystemet direkte. kassere således bekræftelser af multicellulære og let genkendelige udjordiske former for liv i solsystemet.

I 1964 blev NASA's mission Mariner 4, Han sendte de første tætte billeder af Mars-overfladen, der viste en grundlæggende ørkenplanet.

Men efterfølgende missioner til Mars og de ydre planeter, tillod en detaljeret visning af disse organer og deres måner og især i tilfælde af Mars, en delvis forståelse af dens tidlige historie.

I forskellige udenjordiske scenarier fandt forskere miljøer, der ikke adskiller sig fra de miljøer, der beboede på Jorden.

Den vigtigste konklusion i disse første rummissioner var udskiftningen af ​​spekulative antagelser om kemiske og biologiske beviser, som gør det muligt at undersøge og analysere objektivt.

Er der liv på Mars? Missionen Viking

I første omgang resultaterne af missionerne Mariner støtte hypotesen om livets manglende eksistens på Mars. Men vi må overveje, at det var på udkig efter det makroskopiske liv. Senere missioner har stillet spørgsmålstegn ved manglen på mikroskopisk liv.

For eksempel af de tre eksperimenter, der er designet til at opdage livet, skabt af missionens jordbaserede sonde Viking, to gav positive resultater og en negativ.

På trods heraf er de fleste forskere involveret i sondeforsøgene Viking er enige om, at der ikke er tegn på bakterieliv på Mars, og resultaterne er officielt ufattelige.

missioner Beagle 2, Mars Polar Lander

Efter de kontroversielle resultater kastet af missionerne Viking, Den Europæiske Rumorganisation (ESA) lancerede missionen i 2003 Mars Express, Specielt designet til exobiologiske og geokemiske undersøgelser.

Denne mission indeholdt en sonde kaldet Beagle 2 (homonymt til skibet, hvor Charles Darwin rejste), designet til søgen efter tegn på liv på Mars overfladiske overflade.

Denne sonde mistede desværre kontakt med Jorden og kunne ikke udvikle sin mission tilfredsstillende. Lignende skæbne havde NASA sonden "Mars Polar Lander"I 1999.

mission Phoenix

Efter disse mislykkede forsøg, i maj 2008, missionen Phoenix fra NASA kom til Mars, opnåede ekstraordinære resultater på bare 5 måneder. Dens vigtigste forskningsmål var eksobiologiske, klimatiske og geologiske.

Denne sonde kunne demonstrere eksistensen af:

• Sne i atmosfæren af ​​Mars.
• Vand i form af is under de øverste lag på denne planet.
• Grundlæggende jord med pH mellem 8 og 9 (i det mindste i området nær nedstigningen).
• Flydende vand på overfladen af ​​Mars i fortiden

Undersøgelsen af ​​Mars fortsætter

Udforskningen af ​​Mars fortsætter i dag med højteknologiske robotinstrumenter. Missionerne i Rovers (MER-A og MER-B) har givet imponerende tegn på, at der var vandaktivitet på Mars.

F.eks. Er der fundet bevis på eksistensen af ​​ferskvand, kogende kilder, tæt atmosfære og aktiv vandcyklus.

På Mars er der opnået beviser for, at nogle sten er blevet støbt i nærværelse af flydende vand, såsom Jarosite, detekteret af Rover MER-B (mulighed), som var aktiv fra 2004 til 2018.

den Rover MER-A (nysgerrighed) har målt sæsonudsving i metan, som altid har været relateret til biologisk aktivitet (data offentliggjort i 2018 i tidsskriftet Science). Det har også fundet organiske molekyler som thiophen, benzen, toluen, propan og butan.

Der var vand på Mars

Selvom Mars overflade for øjeblikket er ugjædelig, er der tydelige tegn på, at det fjerne klima i det fjerne fortid tillod flydende vand, en væsentlig ingrediens for livet som vi kender det, at akkumulere på overfladen.

Dataene fra Rover MER-A (nysgerrighed), afslører at for mange år siden indeholdt en sø i Gale-krateret alle de nødvendige ingredienser til livet, herunder kemiske komponenter og energikilder.

Martian meteoritter

Nogle forskere anser Martian meteoritterne som gode kilder til information om planeten, går så langt som at sige, at de indeholder naturlige organiske molekyler og endda mikrofossiler af bakterier. Disse tilgange er genstand for videnskabelig debat.

Disse meteoritter fra Mars er meget knappe og repræsenterer de eneste prøver, der kan analyseres direkte fra den røde planet.

Panspermia, meteoritter og kometer

En af de hypoteser, der favoriserer studiet af meteoritter (og også kometer), er blevet kaldt panspermi. Dette består af antagelsen om, at jordens kolonisering i det forløbne år opstod af mikroorganismer, der kom ind i disse meteoritter.

I dag er der også hypoteser, der angiver, at grundvand kom fra kometer, der bombede vores planet i fortiden. Desuden er det antaget, at disse kometer kan have bragt med dem primære molekyler, som tillod udviklingen af ​​livet eller endda allerede udviklet liv indeholdt i dem.

For nylig har Den Europæiske Rumorganisation (ESA) i september 2017 succesfuldt opfyldt missionen Rosseta, lanceret i 2004. Denne mission bestod i udforskningen af ​​kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko med sonden Philae der nåede og bugede, og derefter ned. Resultaterne af denne mission er stadig under undersøgelse.

Betydningen af ​​astrobiologi

Fermis paradoks

Det kan siges, at det oprindelige spørgsmål, der motiverer studiet af Aastrobiologi, er: Er vi alene i universet??

Kun i Vintergaden er der hundredvis af milliarder stjernesystemer. Denne kendsgerning kombineret med universets alder fører os til at tro, at livet skal være et fælles fænomen i vores galakse.

Omkring dette emne, er berømt den udgøres af fysikeren nobelpristager Enrico Fermi Award spørgsmål: "Hvor er alle?" Han gjorde i forbindelse med en frokost, hvor det faktum, at galaksen skal udfyldes under drøftelse af livet.

Spørgsmålet endte med at skabe Paradoxen, der bærer hans navn, og det er formuleret på følgende måde:

"Troen på at universet indeholder mange teknologisk avancerede civilisationer kombineret med vores mangel på observatoriske beviser til at understøtte denne vision er inkonsekvent."

SETI-programmet og søgen efter udenjordisk intelligens

Et muligt svar på Fermis paradoks kunne være at civilisationerne vi tænker på, faktisk hvis de er der, men vi har ikke søgt efter dem.

I 1960 startede Frank Drake og andre astronomer et eksternt intelligenssøgningsprogram (SETI)..

Dette program har gjort en fælles indsats med NASA i søgningen efter tegn på udenjordisk liv, såsom radiosignaler og mikrobølger. Spørgsmålet om hvordan og hvor man skal lede efter disse signaler har ført til store fremskridt inden for mange videnskabelige grene.

I 1993 annullerede den amerikanske kongres finansiering til NASA til dette formål som følge af misforståelser om betydningen af, hvad søgningen indebærer. I dag finansieres SETI-projektet med private midler.

SETI-projektet har endda givet anledning til Hollywood-film, som f.eks kontakt, stjerneskuespillerinde Jodie Foster og inspireret af den homonyme roman skrevet af verdensberømte astronom Carl Sagan.

Drake ligningen

Frank Drake har estimeret antallet af civilisationer med kommunikativ kapacitet ved udtrykket, der bærer hans navn:

N = R * xf_p x n_og x f_l x f_jeg x f_c x L

Hvor N repræsenterer antallet af civilisationer med evnen til at kommunikere med Jorden og udtrykkes som en funktion af andre variabler som:

• R *: Stærkformationshastigheden svarer til vor sol
• F_p: Fraktionen af ​​disse stjernesystemer med planeter
• n_og: Antallet af planeter svarende til jorden ved planetariske system
• F_l: Fraktionen af ​​planeterne, hvor livet udvikler sig
• F_jeg: den fraktion, hvori intelligens fremkommer
• F_c: Fraktionen af ​​kommunikationsformet planeter
• L: forventningen om "liv" af disse civilisationer.

Drake formulerede denne ligning som et redskab til at "dimensionere" problemet, snarere end som et element til at foretage konkrete estimater, da mange af dens termer er yderst vanskelige at estimere. Der er dog enighed om, at antallet, der har tendens til at kaste, er stort.

Nye scenarier

Vi skal bemærke, at da Drake-ligningen blev formuleret, var der meget få tegn på planeter og måner udenfor vores solsystem (exoplaneter). Det var i årtiet af 1990'erne, at de første beviser for eksoplaneter dukkede op.

For eksempel missionen Kepler af NASA, opdaget 3538 kandidater til exoplaneter, hvoraf mindst 1000 anses for at være i den "beboelige zone" af det betragtede system (afstand der tillader eksistensen af ​​flydende vand).

Astrobiologi og udforskning af jordens ender

En af fordelene ved astrobiologi er, at den i stor grad har inspireret til ønsket om at udforske vores egen planet. Dette med håbet om at forstå analogt livets funktion i andre scenarier.

For eksempel har undersøgelsen af ​​hydrotermiske kilder i havbunden gjort det muligt for os at observere for første gang, livet, der ikke er forbundet med fotosyntese. Det vil sige, at disse undersøgelser viste os, at der kan være systemer, hvor livet ikke afhænger af sollys, hvilket altid var blevet betragtet som et uundværligt krav..

Dette giver os mulighed for at antage mulige scenarier for livet på planeter, hvor der kan opnås flydende vand, men under tykke islag, som ville forhindre lysets ankomst til organismer.

Et andet eksempel er undersøgelsen af ​​Antarktis tørre dale. Der overlevede fotosyntetiske bakterier, der har været beskyttet inde i klipper (endolitiske bakterier).

I dette tilfælde tjener klippen både som en støtte og beskyttelse mod de ugunstige forhold på stedet. Denne strategi er også blevet opdaget i saltlejligheder og varme kilder.

Perspektiver af astrobiologi

Den videnskabelige søgning til udenjordisk liv har ikke hidtil været vellykket. Men det bliver mere sofistikeret, da astrobiologisk forskning skaber ny viden. Det næste årti af astrobiologisk udforskning vil vidne:

• Større indsats for at udforske Mars og de isete måner af Jupiter og Saturn.
• En hidtil uset evne til at observere og analysere ekstrasolære planeter.
• Større potentiale til at designe og studere enklere livsformer i laboratoriet.

Alle disse fremskridt vil utvivlsomt øge vores sandsynlighed for at finde liv på planeter svarende til jorden. Men måske eksisterer ekstraterritalt liv ikke eller er så spredt i hele galaksen, at vi næsten ikke har nogen chance for at finde det.

Selvom dette sidste scenarie er sandt, udvider forskning i astrobiologi i stigende grad vores perspektiv på livet på Jorden og dets plads i universet.

referencer

1. Chela-Flores, J. (1985). Evolution som et kollektivt fænomen. Journal of Theoretical Biology, 117 (1), 107-118. doi: 10,1016 / s0022-5193 (85) 80166-1
2. Eigenbrode, J. L., Summons, R.E., Steele, A., Freissinet, C., Millan, M., Navarro-González, R., ... Coll, P. (2018). Organisk materiale bevaret i 3 milliarder år gamle mudstones ved Gale krateret, Mars. Science, 360 (6393), 1096-1101. doi: 10.1126 / science.aas9185
3. Goldman, A. D. (2015). Astrobiologi: En oversigt. I: Kolb, Vera (eds). ASTROBIOLOGI: En evolutionær tilgang CRC Press
4. Goordial, J., Davila, A., Lacelle, D., Pollard, W., Marinova, M., Greer, C.W., ... Whyte, L.G. (2016). Nærmer de koldtørrede grænser for mikrobielt liv i permafrost af en øvre tør dal, Antarktis. ISME Journal, 10 (7), 1613-1624. doi: 10,1038 / ismej.2015.239
5. Krasnopolsky, V. A. (2006). Nogle problemer relaterede til metans oprindelse på Mars. Icarus, 180 (2), 359-367. doi: 10.1016 / j.icarus.2005.10.015
6. LEVIN, G.V., & STREET, P.A. (1976). Viking Labeled Release Biology Experiment: Interim Resultater. Science, 194 (4271), 1322-1329. doi: 10.1126 / science.194.4271.1322
7. Ten Kate, I. L. (2018). Organiske molekyler på Mars. Science, 360 (6393), 1068-1069. doi: 10.1126 / science.aat2662
8. Webster, C. R., Mahaffy, P. R., Atreya, S. K., Moores, J. E., Flesch, G. J., Malespin, C., ... Vasavada, A. R. (2018). Baggrunden af ​​metan i Mars 'atmosfære viser stærke sæsonmæssige variationer. Science, 360 (6393), 1093-1096. doi: 10.1126 / science.aaq0131
9. Whiteway, J. A., Komguem, L., Dickinson, C., Cook, C., Illnicki, M., Seabrook, J., ... Smith, P. H. (2009). Mars Vand-Is Skyer og Nedbør. Science, 325 (5936), 68-70. doi: 10.1126 / science.1172344