Para Astronom Menyarankan Gagal Menemukan Alien Berarti Kita Aman di Luar Angkasa

Empat miliar tahun yang lalu, delapan planet mengelilingi matahari. Ada potensi kehidupan pada bintang kedua, ketiga, dan terjauh dari bintang, tetapi belum ada. Di Venus, efek rumah kaca yang terlalu aktif memusnahkan potensi itu. Di Mars, gravitasi rendah memungkinkan angin matahari menyapu atmosfer, membekukan potensi. Di Bumi, kehidupan berkembang di lautan, berkembang biak dan berkembang ke titik di mana mereka yang memilikinya bisa merenungkan asal usul mereka sendiri.

Tapi mengapa Bumi? Sebuah teori yang sedikit diketahui tetapi sangat kuat menunjukkan bahwa kita sendirian atau hampir sendirian di alam semesta - bukan karena kehidupan itu langka tetapi karena ko-evolusi dengan kekuatan planet begitu kuat sehingga sebagian besar kehidupan tidak bertahan. Para pendukung teori ini, yang disebut Gaian Bottleneck, berasal dari hipotesis Dunia Gaian yang lebih tua, yang menunjukkan keberadaan kehidupan mengubah lingkungan, membantu menjaga kondisi yang diperlukan agar kehidupan tetap ada.

Gaian Bottleneck, cukup kontroversial di komunitas ilmuwan yang mempelajari asal usul kehidupan. Para peneliti terpecah pada apakah Venus dan Mars pernah menjadi tuan rumah kehidupan - tidak ada bukti definitif juga - dan masih belum ada konsensus tentang sifat proses Bumi awal. Tanpa konsensus yang jelas tentang asal usul kehidupan di Bumi itu sendiri dan tidak ada data tentang kehidupan di tempat lain, teori-teori seperti Gaian Bottleneck yang dibuat oleh Aditya Chopra, sebuah postdoc astrobiologi di University of Washington, dan Charles Lineweaver tidak dapat dibuktikan atau disangkal secara tepat. Alih-alih, mereka menjadi bagian dari jaringan ide kompleks tentang hubungan kita dengan seluruh alam semesta yang menginformasikan bagaimana kita mencoba menjawab salah satu pertanyaan paling eksistensial manusia: Apakah kita sendirian?

"Apa yang kami prediksi adalah bahwa kami akan menemukan bahwa sebagian besar planet tidak dihuni," kata Chopra Terbalik, "Dan kita tidak boleh kecewa."

Fakta bahwa kehidupan telah terbukti sangat sulit ditemukan di luar Bumi telah lama membingungkan para ilmuwan, yang sebagian besar dari mereka merasa tidak nyaman melompat ke kesimpulan bahwa kita sendirian. Cara paling terkenal untuk memotong simpul kontradiksi yang menciptakan disebut tesis yang disebut Filter Agung yang mengandaikan peristiwa tingkat kepunahan yang membunuh semua makhluk hidup terjadi di banyak planet secara relatif sering.

Karena peristiwa tingkat kepunahan dapat mengambil banyak bentuk yang berbeda, ada berbagai macam hipotesis Filter Besar, dan sembilan titik berbeda di mana kehidupan bisa gagal. James Kasting, ahli geofisika di Penn State University, menyatakannya secara gamblang. "Saya khawatir filter itu ada di masa depan kita, dan bukan di masa lalu kita," katanya.

Namun, dengan data kehidupan yang sangat sedikit, sulit untuk mengetahui secara pasti apa yang menjadi titik tekanan. "The Great Filter bisa jadi Gaian Bottleneck ini, tapi itu bisa jadi asal usul kehidupan itu sendiri," jelas Kasting. “Bisa jadi itu asal usul eukariota, asal-usul seks, asal mula kehidupan cerdas - bisa jadi peradaban teknologi seperti kita menghancurkan diri mereka sendiri. Saya pikir perubahan iklim bisa menjadi Penyaring Luar Biasa bagi kita. ”

Namun, Chopra dan Lineweaver melihat kurangnya kehidupan di alam semesta dan sampai pada kesimpulan yang berlawanan: Jika kehidupan itu umum dan kita belum menemukannya di alam semesta, mungkin saja kita ada di sisi lain filter. Jika ada satu titik dalam evolusi kehidupan yang begitu sulit sehingga menyebabkan sebagian besar kehidupan punah, mungkin penduduk bumi telah ada di sana dan melakukan itu.

Untuk membuat hipotesis Gaian Bottleneck, mereka beralih ke teori tentang interaksi antara kehidupan dan planet yang disebut Hipotesis Gaia. Di dunia Gaian, keberadaan kehidupan adalah apa yang membuat sebuah planet dapat dihuni. Itu adalah ide yang kontroversial, dan ketika pertama kali disarankan pada tahun 1970-an, itu memperoleh aspek yang hampir teologis - bahwa kehidupan bekerja bersama dengan proses yang tidak hidup untuk menciptakan sistem yang mengatur diri sendiri. Teori ini telah diterima sampai batas tertentu hari ini - gagasan bahwa kehidupan mempengaruhi lingkungan pada umumnya disepakati, tetapi komunitas ilmiah sebagian besar menolak aspek antropomorfik dan teologis.

Bagian kontroversial dari Gaian Bottleneck milik Chopra dan Lineweaver adalah premis intinya bahwa kehidupan mikroba awal adalah apa yang membuat Bumi tidak berubah seperti Venus atau Mars. Itu hampir mustahil untuk dibuktikan, terutama karena apa dampak kehidupan pada lingkungan modern sulit untuk dijelaskan.

Selama beberapa juta tahun terakhir, lingkungan Bumi telah menjadi tempat terbaik jika Anda adalah organisme kompleks aerobik, seperti kita, kata James Kirchner, ahli geokimia di Swiss Federal Research Institute. "Kita harus mengakui, tentu saja, bahwa ada unsur kesalahan yang selamat di sana." Kirchner menunjukkan bahwa sebagian besar organisme yang hidup di Bumi telah punah, dan hidup dalam iklim dan bioma yang sama sekali berbeda dari yang ada di Bumi hari ini - “Jadi untuk berbalik dan mengatakan bahwa iklim itu ideal, adalah seperti: Tentu saja - bagi kita,” katanya.

Tetapi Chopra menunjukkan bahwa Bumi telah dihuni oleh organisme lain sepanjang sejarahnya, yang tidak terjadi pada planet saudara kita, Venus dan Mars. Ada teori bahwa Venus dan Mars memiliki beberapa bentuk kehidupan mikroba, kata Chopra. Kita tahu bahwa Mars memiliki lautan luas pada satu titik, dan kemungkinan Venus memiliki lautan di awal kehidupan planetnya. Dengan lingkungan seperti yang ada di Bumi purba, masuk akal jika keduanya memiliki kehidupan mikroba, kata Chopra. Dan kegagalan hidup dan kondisi yang tidak dapat dihuni di kedua planet menunjukkan kepada Chopra bahwa mempertahankan kehidupan selama miliaran tahun adalah tidak biasa. Tapi tidak jelas apa yang membuat hidup di Bumi istimewa. “Itu tergantung pada apa yang dialami proses seleksi kehidupan di Bumi,” kata Chopra. "Masuk akal bahwa beberapa di antaranya jarang terjadi."

Ketika kita mencari kehidupan yang cerdas, Chopra menunjukkan, kita menggunakan asumsi bahwa kehidupan punah setelah periode yang lama. "Namun, kepunahan kehidupan yang terlambat adalah sesuatu yang kita tidak memiliki bukti untuk itu," katanya. "Kita harus, sebagai ilmuwan rasional, beralih ke ide kepunahan awal kehidupan, yang kita punya beberapa bukti."

Tetapi tidak ada banyak bukti untuk mendukung hipotesis. Kami belum sampai pada titik di mana kami dapat menemukan bukti fosil kehidupan mikroba di Venus atau Mars, jadi hipotesis Chopra didasarkan pada penelitian tentang asal usul kehidupan di Bumi dan kehilangan hipotesisnya di Venus dan Mars. Salah satu perbedaan besar antara Chopra dan skeptis adalah tingkat hilangnya hidrogen ke ruang angkasa, yang dapat menyebabkan planet mengering. Chopra tidak setuju, dan berpikir bahwa ada cukup bukti dalam fosil kuno untuk menunjukkan bahwa Bumi ditutupi dengan tikar mikroba yang memodifikasi laju kehilangan hidrogen, membuat Bumi layak huni.

Chopra memperkirakan bahwa kehidupan akan terlihat sangat berbeda di Venus dan Mars. Alih-alih koloni dan komunitas mikroba yang kuat, ia berpikir Venus dan Mars memiliki kantong mikroba.Di Venus atau Mars, "kita akan menemukan individu yang tidak mampu mengendalikan gas rumah kaca dan Albedo planet ini," katanya. Dalam teori ini, mikroba tidak cukup kooperatif untuk mempengaruhi atmosfer atau reflektifitas permukaan Venus atau Mars.

Tanpa mikroba kooperatif yang memengaruhi atmosfer awal, sebagian besar kehidupan akan punah sejak awal dalam sejarah planet ini, kata Chopra. Untuk menjadikan kehidupan cerdas semakin langka di alam semesta, dan Chopra menunjukkan bahwa di antara semua kehidupan di Bumi, hanya manusia yang tampaknya hidup cerdas. "Hanya karena itu terjadi sekali di Bumi, tidak berarti kita harus mengharapkannya di tempat lain." Namun, Chopra mengatakan, jika kita menemukan sebuah planet yang memiliki air cair setelah milyaran tahun, itu mungkin merupakan indikasi bahwa planet seperti itu memiliki kecerdasan hidup - tetapi dia berpikir menemukan planet seperti itu sangat tidak mungkin.

"Alam semesta tidak berkewajiban untuk mencegah kekecewaan tentang kita sendirian," kata Chopra. "Bahkan jika kita tidak sendirian di seluruh alam semesta, hanya karena kelangkaan planet yang dihuni selama miliaran tahun: Adalah masuk akal untuk berasumsi bahwa kita sendirian di alam semesta lokal kita."

Ilmuwan lain telah mendorong kembali melawan teori ini, menolak asumsi tentang kehilangan air dan pelapukan di dunia awal, ke keberadaan kehidupan di tempat lain. Lee Kump, seorang ahli biokimia-geologi dari Penn State University, mengatakan bahwa ada model yang menunjukkan bahwa Bumi akan tetap basah tanpa kehidupan mikroba. Dan Kasting dari Penn juga menunjukkan, "kita tidak tahu seberapa luas kehidupan di Bumi awal." Dia skeptis bahwa mikroba dapat memiliki efek mengubah dunia karena Bumi purba tidak memiliki tanah yang sangat terbuka. Ada juga masalah bahwa batu dari 3,5 miliar tahun yang lalu sangat langka. Ini membuatnya sulit untuk berdebat apakah kehidupan tersebar luas atau hanya ada di kantong-kantong di sekitar lubang hidrotermal dan air dangkal di Bumi purba.

Namun, tanpa bukti pengamatan yang kuat, Kump mengambil jalan tengah pada pengaruh kehidupan. "Sangat mungkin bahwa sejarah iklim untuk planet ini sangat dipengaruhi, jika tidak ditentukan oleh interaksi dengan kehidupan," katanya. "Tapi itu tidak sama dengan mengatakan bahwa satu-satunya alasan tempat itu bisa dihuni adalah karena kehidupan." Mendorong hipotesis ini melampaui asal usul kehidupan di Bumi ke alam semesta pada umumnya sulit. "Ketika Anda membuka kemungkinan bahwa ada sistem tata surya di luar sana yang mungkin kurang menantang untuk proses fisik," kata Kump, "Saya merasa sulit untuk mengatakan bahwa hidup sangat penting. Anda harus membuat banyak sekali asumsi goyah untuk mendapatkan jawaban sama sekali."

Menemukan jawaban merupakan pekerjaan seumur hidup Kasting. "Saya pikir kehidupan sering muncul, jika tidak sepanjang waktu," katanya. Jika para peneliti bisa melihat dengan baik di 10-20 planet mirip Bumi di zona layak huni, dia pikir mereka akan menemukan kehidupan. Dia mencari gas seperti dinitrogen oksida atau metana di atmosfer dengan oksigen, karena gas-gas ini sulit dibuat tanpa kehidupan.

Untuk menemukan gas-gas ini, para peneliti akan membutuhkan teleskop pencitraan langsung yang sangat kuat. Gas yang berkurang kemungkinan ada di atmosfer dalam konsentrasi yang sangat rendah - beberapa ratus bagian per juta. "Saya ingin kesempatan untuk menguji hipotesis itu," kata Kasting, menunjukkan bahwa ia tidak punya banyak waktu dalam hidupnya untuk melakukannya.

Apakah Chopra benar, atau tidak, memiliki diskusi tentang hubungan antara asal usul kehidupan dan kehidupan di luar bumi itu penting, kata Kasting. "Kami membutuhkan argumen seperti ini karena kami membutuhkan dorongan untuk membangun teleskop besar dan melakukan misi planet di masa depan."

Tanpa bukti eksperimental untuk Gaian Bottleneck, teori Chopra dan Lineweaver tetap tidak meyakinkan bagi komunitas ilmiah. Chopra berharap karya dari para peneliti seperti Kasting akan memberikan jawaban dalam 30 tahun ke depan. Mengenai apakah kita sendirian di alam semesta, Chopra mengatakan jawabannya, terlepas dari apakah itu ya atau tidak, adalah "dalam, tidak peduli apa pun jawabannya."