Ako vieme, že na Zemi je život? Experiment Carla Sagana zmenil spôsob, ako uvažujeme o dôkazoch života vo vesmíre

Minulý mesiac médiá – s väčšou či menšou mierou istoty – písali, že Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba objavil stopy života na exoplanéte K2-18b.

Dokazovať to mal predovšetkým nález organickej zlúčeniny dimetylsulfid, ktorú na Zemi tvorí rastlinný planktón a iné živé organizmy.

Predstavuje uvedený objav definitívny dôkaz, že „vo vesmíre nie sme sami“? Nie. Napríklad na Marse je metán, ale na jeho výrobu postačuje v tamojších podmienkach iba voda a minerál olivín.

Podobne to môže byť aj na exoplanéte K2-18b. Navyše existencia dimetylsulfidu nie je potvrdená a bude si vyžadovať ďalšie overenie.

Vedecký rámec zvažovania dôkazov o možnej existencii života vo vesmíre definoval článok z Nature, ktorý pred okrúhlymi 30 rokmi vydal Carl Sagan a jeho kolegovia. Sagan († 1996) bol svetoznámy astronóm a popularizátor vedy. Preslávil ho najmä seriál Cosmos z roku 1980.

Mimoriadne dôkazy pre mimoriadne tvrdenia

V uvedenej štúdii si vedci položili otázku, ako by sme vedeli, že na Zemi existuje život, ak by našu planétu preskúmala robotická sonda – podobne ako exoplanétu K2-18b preskúmal vesmírny ďalekohľad.

Sagan a jeho kolegovia vychádzali z predpokladu, že o Zemi nič nevedia, a považovali ju za planétu ako každú inú. Čo by sme za týchto okolností mohli usúdiť z poskytnutých fotiek, výskytu oceánov alebo nameraných hodnôt kyslíka či metánu?

Vedci si uvedomovali, že nájsť život vo vesmíre je psychologicky lákavá predstava, preto na seba „uplietli bič“ skepsy, aby nález života považovali až za tú „poslednú možnosť“.

Taký prístup je špecifickým uplatnením Saganovho slávneho výroku, že „mimoriadne tvrdenia vyžadujú mimoriadne dôkazy“.

Ak by vedci na seba neboli takí prísni a v nárokoch by poľavili, potom by sme mohli skĺznuť k ľúbivému záveru, že na exoplanéte K2-18b a Marse je život, ak sa na nich nachádza metán alebo dimetylsulfid.

Výskumník Martin Lulák z Masarykovej univerzity v Brne približuje význam štúdie Carla Sagana a jeho kolegov z roku 1993. Zdroj – Martin Lulak/X

Přesně před 30 lety vydal Nature, jeden z nejlepších vědeckých časopisů na světě, zajímavý článek. Popisoval velmi netradiční experiment. Šel by na Zemi objevit život při průletu tehdejší moderní sondou?

Výsledky byly překvapivé. 👇🧵 pic.twitter.com/0Jb6v5HJxp

— Martin Lulak (@polar_andy_cz) October 21, 2023

Výbuch raketoplánu

Príležitosť na experiment vznikla ako následok tragickej nehody raketoplánu Challenger.

Výbuch, ku ktorému došlo 73 sekúnd po štarte v roku 1986, si vyžiadal smrť celej 7-člennej posádky. NASA sa následne vzdala plánov vyslať sondu Galileo na rýchlu cestu k Jupiteru – cieľovej destinácii – s využitím rakety na kvapalné palivo na palube iného raketoplánu.

Namiesto toho v roku 1989 sondu vypustili z orbity Zeme s menšou raketou, čím sa let k vzdialenej planéte predĺžil na viac ako šesť rokov.

Keďže výkon rakety nebol dostatočný, sonda Galileo musela využiť gravitačné praky Zeme a Venuše, aby ju urýchlili a „nakopli“ smerom k Jupiteru.

V decembri 1990 preletela sonda najbližšie k Zemi, keď bola od povrchu našej planéty vzdialená iba 960 kilometrov. Carl Sagan využil svoju prestíž a kontakty v NASA, aby prístroje vesmírnej sondy nasmerovali na Zem, s čím vo vesmírnej agentúre napokon súhlasili.

Možno predpokladať, že Sagan musel vyvinúť veľké úsilie, aby presvedčil NASA, keďže hľadanie života vo vesmíre v tom čase stagnovalo.

Americké a sovietske robotické misie v 60. a 70. rokoch 20. storočia odhalili, že Venuša – kedysi považovaná za útočisko exotických organizmov – je pod hustými mrakmi oxidu uhličitého „pekelne horúca“, píše časopis Nature. Mars sa zase javil ako neúrodná pustatina.

V roku 1990 sa ešte nevedelo, že na mesiacoch Enceladus a Európa sa nachádzajú obrovské oceány slanej vody a potenciálne by sa v nich mohol vyskytovať život.

Náznaky života

Čo sonda Galileo zistila o Zemi?

Snímky Austrálie a Antarktídy s vysokým rozlíšením nepriniesli žiadne známky civilizácie.

Na záberoch vidno, že planéta je pokrytá obrovským množstvom vody vo forme oceánov i ľadu. Ak na nej niečo žije, s veľkou pravdepodobnosťou pôjde o život na vodnej báze. Samotný výskyt vody však nie je dôkazom, že na Zemi je život.

Namerané teploty sa pohybovali od –30 °C do +18 °C.

Ďalšie merania už viac naznačovali, že na Zemi by mohol byť život. Spektrometer odhalil v atmosfére toľko kyslíka, že sa to nedalo poľahky vysvetliť len ako následok rozpadu vodnej pary pomocou ultrafialového žiarenia. Existenciu živých organizmov na planéte naznačoval aj nepomer kyslíka a metánu v zemskej atmosfére.

Infračervené žiarenie vykazovalo nad tmavšími regiónmi zmeny, čo podľa autorov štúdie „silno naznačuje“ existenciu vegetácie, ktorá svetlo pohlcovala.

Ak by mimozemská sonda cudzej civilizácie vykonala obdobný prelet okolo Zeme a mala by podobné vybavenie ako sonda Galileo, pred 20. storočím by našla veľa uvedených náznakov o existencii inteligentného života na Zemi, hoci žiaden presvedčivý dôkaz.

Rádiový signál

Taký druh dôkazu podľa Sagana a jeho kolegov prišiel až v 20. storočí a súvisel so zachytením rádiového signálu, ktorý bol konzistentný a vykazoval rovnakú frekvenciu.

„Presvedčivo možno povedať, že tieto signály vytvorila inteligentná forma života na Zemi,“ uvádza sa v štúdii Sagana a jeho kolegov z roku 1993.

Na porovnanie, na frekvencii signálu z polárnej žiary v atmosfére Saturnu – prejav prírodného javu, nie ľudskej technológie – vidno, že prirodzene kolíše.

Ako to znie na Saturne? Zdroj – Space Audio/YouTube

Na to, aby mimozemská civilizácia s vybavením à la sonda Galileo získala silný dôkaz o inteligentnom živote na Zemi, musela by našu planétu navštíviť v obmedzenom období niekoľkých ostatných desaťročí, zatiaľ čo miliardy rokov predtým by taký dôkaz nezískala, konštatujú vedci.

Vydanie štúdie v časopise Nature

Vydať novú štúdiu v časopise Nature nebolo jednoduché. Vedci zvyknú hovoriť, že tento časopis vydáva iba „učebnicové poznatky“, teda prelomové zistenia, o ktorých sa čoskoro bude učiť všade na svete.

Lenže aké prelomové zistenie priniesol Sagan a jeho kolegovia? To, že na Zemi je život, predsa vieme! Čo tu chceme objavovať?

Fyzik a editor Nature Karl Ziemelis povedal, že v časopise nepanovala zhoda, či článok vydať. No vedec sa článku zastal, hoci neprinášal nové zistenia. „Išlo o neuveriteľne silný kontrolný experiment pre niečo, o čom v tom čase veľa ľudí neuvažovalo,“ povedal pre Nature.

Hoci odpoveď na otázku, či je na Zemi život, bola vopred známa, „hlboko zmenila náš spôsob myslenia o nej“, cituje Nature astrobiologičku Lisu Kalteneggerovú z Cornellovej univerzity.

Vedkyňa dodala, že len ak spravíme krok späť a Zem budeme považovať za planétu ako každú inú, môžu vedci získať správnu perspektívu, ako uvažovať o našom mieste vo vesmíre a možnom výskyte života na iných miestach ako na Zemi.

V editoriáli Nature z minulého týždňa sa uvádza, že Saganova štúdia by mala ešte väčší význam v prípade, že by sonda našla menej dôkazov o živote na Zemi, než v skutočnosti objavila. „Spochybnilo by to význam kritérií, ktoré vedci navrhli ako dôkazy o živote na iných planétach.“

Podľa editoriálu je Saganov experiment zásadnou pripomienkou toho, že „je dôležité skúmať nielen to, čo nevieme, ale aj to, čo si myslíme, že vieme“.

Pod vplyvom experimentu Carla Sagana a jeho kolegov dnes nemôžeme s určitosťou povedať, že na exoplanéte K2-18b je život, ak je tam potenciálne dimetylsulfid. Ide až o poslednú možnosť, ktorú musia podopierať ďalšie dôkazy, ako je vhodná teplota a klíma, stopy po prvkoch, ktoré nevieme vysvetliť inak ako produkty biologických procesov, absorpcia svetla vegetáciou, prípadne špecifický rádiový signál. Samozrejme, táto úvaha vychádza z predpokladu, že život inde sa podobá na ten náš.

Bledomodrá bodka

V roku 1990, keď sonda Galileo vykonala výskum možného života na Zemi, urobila sonda Voyger 1 fotku Zeme zo vzdialenosti šesť miliárd kilometrov.

Pôvodne sa NASA zdráhala spraviť záber, lebo panovala obava, že sa kamery sondy poškodia, ale tak ako v prípade sondy Galileo, aj tu Sagan uspel a vesmírnu agentúru presvedčil, aby aparatúru Voyagera otočila smerom do slnečnej sústavy.

Výsledkom bola svetoznáma fotografia Zeme ako „Pale Blue Dot“, bledomodrej bodky.

Nad jej významom sa Sagan zamyslel v roku 1994, keď napísal rovnomennú knihu, slovami: „Z tohto vzdialeného miesta sa Zem nejaví ako príliš zaujímavá. Ale pre nás je to iné. Premýšľajme znovu o tej bodke. To je ‚tu‘, to je náš domov, to sme my. A na nej každý, koho milujete; každý, koho poznáte; každý, o kom ste kedy počuli; každá ľudská bytosť, ktorá kedy žila, žila práve tu.“

Mnohým ľuďom fotografia zmenila spôsob, ako uvažujú o živote na Zemi, lebo to, čo brali ako samozrejmosť, sa na pozadí nevľúdneho a obrovského vesmíru javí ako krehké.

Podobnú zmenu uvažovania navodil aj nápad zmapovať možný život na Zemi sondou Galileo, povedala astrobiologička Lisa Kalteneggerová a pre časopis Nature dodala: „Našu bledomodrú bodku môžeme použiť ako vzor pre hľadanie života na iných planétach.“

Dostupné z: https://doi.org/10.1038/365715a0