Elmélkedő csillagpor III. – Mi is az élet? Hát mi magunk! – Fröhlich Viktória

Jelen cikksorozatban sorra vettük a Naprendszer, csillagok és bolygók keletkezésének kacifántos történeteit. Amikor azonban exobolygókról beszél az ember, megkerülhetetlen a kérdés: lehet-e élet ezeken a távoli világokon, és van-e esélyünk a nyomára bukkanni? A válasz összetett, ráadásul sok tudományterület találkozásánál születik meg. Zárásként mégis megpróbálom néhány gondolatébresztő felvetéssel körbejárni a témát.

Mi is az élet valójában?

Ha azt kérdezzük, mi is tulajdonképpen az élet, a válasz tulajdonképpen már benne foglaltatik a kérdésben: mi. Jelenleg ugyanis magunk vagyunk az egyetlen életforma az Univerzumban, amelyet biztosan ismerünk. Így a földönkívüli életre vonatkozó elképzeléseink alapjául szükségképpen a földi élet szolgál. Érdemes tehát úgy olvasni a továbbiakat – és úgy kezelni bármely, a témához kapcsolódó írást is –, hogy a kiindulópontunk erősen földhözragadt…

Álljon azért itt egy gyakran idézett, a NASA által is használt definíció: az élet olyan önfenntartó kémiai rendszer, amely képes darwini evolúcióra. Szeretném azonban szembe állítani ezzel a magyar vegyészprofesszor és természettudós, Gánti Tibor elméletét is. Szerinte az élő rendszer 1) a környezete rovására csökkenti a saját belső rendezetlenségét, 2) anyagcserét végez és ehhez energiát használ, 3) reprodukálja magát, vagyis örökíti az “információját”. E három pont köré épül Gánti kemoton-elmélete, amely azt a kérdést feszegeti: mi a legkisebb egység, amit már jogosan nevezhetünk élőnek?

Mai legjobb tudásunk szerint az élet kialakulásához szükség van valamilyen energiaforrásra. A legkézenfekvőbb ilyen energiaforrás egy csillag sugárzása, de ugyanígy számításba jöhet a vulkánok és a mélytengeri kürtők energiája, vagy éppen az árapály-fűtés, amely egy égitest belsejét melegítheti. A legegyszerűbb példánál maradva: nem mindegy, milyen csillag körül kering az a bolygó vagy hold, amelyen az élet jeleit keressük.

Ezen felül a csillag legyen viszonylag nyugodt (mert a heves csillagszél és kitörések hosszú távon erősen próbára tehetik egy bolygó légkörét), és ne szülessen túl veszélyes kozmikus környezetben. A Galaxis központjához közel rengeteg a szupernóva, a peremvidéken pedig ritkább a nehéz elemekben gazdag alapanyag, amelyből kőzetbolygók épülhetnek. A csillag mérete és hőmérséklete pedig legyen olyan, hogy a bolygó felszínén egy oldószer (a földi példánál maradva a víz) tartósan folyékony állapotban maradhasson.

És ez még korántsem elég. Az életre esélyes égitestnek megfelelő távolságban kell keringenie a csillaga körül, és a pályájának milliárd éves időskálán is stabilnak kell maradnia. A bolygó legyen kellően nagy tömegű, hogy jelentős légkört tudjon megtartani, és előnyös, ha mágneses tere is van, amely csökkentheti a nagyenergiás részecskék romboló hatását. Sokan a lemeztektonika szerepét is hangsúlyozzák, mert a hosszú távú anyagkörforgások révén stabilizálhatja a felszíni viszonyokat. És ez csak néhány azok közül a kritériumok közül, amelyek a Földet számunkra élhetővé teszik…

Az élet kialakulása: pánspermia és ősleves

Mindmáig kérdéses az is, hogy az élet hol és milyen körülmények között alakult ki. Az elképzelések két nagy csoportba sorolhatók. Az egyik szerint az élet a Földön, földi körülmények között született meg. Charles Darwin híres “langyos kis pocsolyája” képszerűen utal arra, hogy az ősi óceánok és partvidéki környezetek melegágyai lehettek az első szerves molekulák kialakulásának. Innentől pedig az evolúció tette a dolgát…

A nagy kérdés mindig az, hogyan jöhettek létre szerves molekulák szervetlen alapanyagokból. Sokaknak ismerős lehet a Miller–Urey-kísérlet. Ez azt mutatta be, hogy egyszerű gázokból, energia-befektetéssel (pl. elektromos kisülésekkel) az élethez fontos szerves molekulák előállhatnak. A kísérlet körül azóta is sok vita zajlik, például arról, mennyire volt reális a feltételezett ősi légkör összetétele, és mit tekinthetünk a modell legfontosabb tanulságának. Megemlítendő továbbá James E. Lovelock gondolata is: eszerint a Föld nem pusztán véletlenül lett élhető, hanem az élet maga is aktívan hozzájárul ahhoz, hogy a bolygó hosszú távon is lakható maradjon.

Az elméletek másik csoportja szerint az élet nem a Földön keletkezett, hanem más égitestek, például aszteroidák vagy üstökösök közvetítésével érkezett bolygónkra. Ezt a forgatókönyvet pánspermia-elméletnek nevezzük. A lehetőséget már Anaxagoras is számba vette, de a modern korban is népszerű: többek közt Francis Crick Nobel-díjas biológus és Fred Hoyle csillagász is foglalkozott vele.

A gondolat egyik alappillére, hogy ismerünk olyan életformákat, úgynevezett extremofileket, amelyek rendkívül mostoha körülmények között is életben maradhatnak. Sőt, egyesek rövidebb ideig a vákuum és az erős kozmikus sugárzás kihívásait is átvészelhetik! Ez nyitva hagyja a lehetőséget, hogy mikroorganizmusok akár egy bolygóközi utazást is kibírjanak minimális védelem mellett. A Földön is találunk ilyen életformákat, például mélytengeri kürtők környezetében. És persze sokan eljátszanak a gondolattal, hogy a Mars talajában, az Europa vagy az Enceladus jeges világai mélyén elterülő óceánokban, esetleg üstökösök felszíne alatt is lehetnek olyan környezetek, ahol hasonló életformák virágzásnak indulhatnak.

Bármennyire vonzó is a pánspermia, egy kellemetlen kérdést azért nem söpörhetünk félre: ha az élet szimplán csak utazott, akkor hol és hogyan keletkezett eredetileg? És ha több helyen is kialakulhatott, vajon hány független “indítóállásról” beszélünk a Galaxisban, vagy akár az Univerzumban?

Csak mi vagyunk? Az antropikus elv és ami mögötte van

Végül térjünk vissza Lovelock gondolatához. Szerinte a Föld azért (is) élhető, mert az élet visszahat a környezetére, és képes azt hosszú időn át az élhetőség felé terelni. Ezzel rokon módon szokás emlegetni az antropikus elvet. Eszerint a világnak olyannak kell lennie, hogy létezhessen benne megfigyelő (például mi), illetve hogy a Világegyetem pont olyan, hogy az élet kialakulása magától értetődő velejárója a létezésének. A gondolat egyik motivációja, hogy bizonyos fizikai állandókat (például az alapvető kölcsönhatások erősségét, az atomfizikai állandókat, a részecskék tömegét, és így tovább) csak egészen kismértékben megváltoztatva a csillagfejlődés, a kémia, vagy épp a stabil anyagszerkezetek már olyan irányba tolódnának, hogy az élet esélye minimálisra csökkenne, vagy teljesen lehetetlenné válna.

Ehhez tegyük még hozzá azt is, hogy Naprendszerünk rendkívül különlegesnek tűnik. Csillagunk megfelelő hőmérsékletű és viszonylag nyugodt, a bolygók elrendezése hozzájárulhat ahhoz, hogy a Földet ne érje folyamatos becsapódásözön, meglepően nagy Holdunk pedig szerepet játszik az árapály-jelenségekben és a Föld tengelyének stabilizálásában. A listát pedig hosszan folytathatnánk. Összességében úgy is fogalmazhatunk: egy evolúciós szempontból valószínű, egyébként pedig felettébb valószínűtlen Univerzumban élünk.

Útravalóként pedig csak annyit, hogy egy elmélkedő csillagpor-szemcseként varázslatos látni, milyen összetett és különlegesen finomhangolt folyamatok vezettek ahhoz, hogy ma itt ülhessünk, és önmagunkról gondolkodhassunk.

Az írás alapjául szolgáló előadás 2023-ban a Visegrádi Mátyás Király Művelődési Házban, majd ugyanebben az évben a VEGA’23 táborban  hangzott el. Köszönet illeti Csizmadia Ákost a meghívásért.

Related posts:

Gondolatok exoholdakról és lakhatóságukról – Fröhlich Viktória Extrém körülmények között II. – Élet egy naptalan égbolt alatt? – Fröhlich Viktória Széteső bolygók fehér törpecsillagok körül – Fröhlich Viktória Élet nyomai egy bekebelezett bolygón? – Lemeztektonika a Földön kívül – Fröhlich Viktória Elmélkedő csillagpor II. – A bolygókeletkezés kulisszatitkai – Fröhlich Viktória