Astrobiologi historie, objekt av studier og betydning

den astrobiologi eller ekstobiologi Det er en gren av biologi som omhandler opprinnelse, fordeling og dynamikk i livet, i sammenheng med både vår planet og hele universet. Vi kan da si at det som en vitenskap er astrobiologi til universet, hvilken biologi er det på planeten Jorden.

På grunn av det brede spekter av tiltak for astrobiologi, bringer det sammen andre fag som fysikk, kjemi, astronomi, molekylærbiologi, biofysikk, biokjemi, kosmologi, geologi, matematikk, informatikk, sosiologi, antropologi, arkeologi, bl.a..

Astrobiologi oppfatter livet som et fenomen som kan være "universelt". Det handler om deres sammenhenger eller mulige scenarier; dine krav og dine minimumsbetingelser prosessene involvert; dens ekspansive prosesser; blant annet temaer. Det er ikke begrenset til intelligent liv, men det utforsker enhver mulig type liv.

index

• 1 Astrobiologisk historie
  • 1.1 Den aristoteliske visjonen
  • 1.2 Den kopernikanske visjonen
  • 1.3 Første ideer om utenjordisk liv
• 2 Objekt av studier av astrobiologi
• 3 Mars som studiemodell og romutforskning
  • 3.1 Mariner-oppdragene og paradigmeskiftet
  • 3.2 Er det liv på Mars? Vikingmisjonen
  • 3.3 Oppdrag Beagle 2, Mars Polar Lander
  • 3.4 Oppdrag Phoenix
  • 3.5 Utforskingen av Mars fortsetter
  • 3.6 Det var vann på Mars
  • 3,7 mars meteoritter
  • 3.8 Panspermia, meteoritter og kometer
• 4 Betydningen av astrobiologi
  • 4.1 Fermis paradoks
  • 4.2 SETI-programmet og søket etter utenomjordisk intelligens
  • 4.3 Drake ligningen
  • 4.4 Nye scenarier
• 5 Astrobiologi og utforskning av jordens ender
• 6 Perspektiver av astrobiologi
• 7 referanser

Astrobiologi historie

Astrobiologiens historie kan gå tilbake til menneskehetens begynnelse som en art og dens evne til å stille seg selv om kosmos og liv på vår planet. Derfra dukker opp de første visjonene og forklaringene som fremdeles finnes i dag i myter fra mange mennesker.

Den aristoteliske visjonen

Den aristoteliske visjonen betraktet Solen, Månen, resten av planeter og stjerner, som perfekte sfærer som kretset oss, og gjorde konsentriske sirkler rundt oss.

Denne visjonen utgjorde universets geocentriske modell og var oppfatningen som markerte menneskeheten i middelalderen. Sannsynligvis kunne ikke vært fornuftig på den tiden, spørsmålet om eksistensen av "innbyggere" utenfor vår planet.

Den kopernikanske visjonen

I middelalderen foreslo Nicolaus Copernicus sin heliocentriske modell, som plasserte Jorden som en annen planet, som dreide seg rundt solen.

Denne tilnærmingen har dypt påvirket måten vi ser på resten av universet og ser på oss selv, fordi den satte oss på et sted som kanskje ikke var så "spesiell" som vi hadde trodd. Det åpnet da muligheten for eksistensen av andre planeter som ligner vår, og med det av livet som er forskjellig fra det vi kjenner.

Første ideer om utenjordisk liv

Den franske forfatteren og filosofen Bernard le Bovier de Fontenelle, ved slutten av 1700-tallet, foreslo allerede at livet kunne eksistere på andre planeter.

I midten av attende århundre var mange av de lærde relatert til belysning, de skrev om utenjordisk liv. Selv tidens førende astronomer, som Wright, Kant, Lambert og Herschel, antok at planeter, måner og til og med kometer kunne bli bebodd..

Dermed nittende århundre begynte med et flertall av forskere, filosofer, teologer og forskere, dele troen på eksistensen av utenomjordisk liv i nesten alle planetene. Dette ble ansett som en solid antagelse på den tiden, basert på en voksende vitenskapelig forståelse av kosmos.

De overveldende forskjellene mellom solsystemets himmellegemer (med hensyn til deres kjemiske sammensetning, atmosfære, tyngdekraft, lys og varme) ble ignorert.

Men med den økende strømmen av teleskoper og med bruk av spektroskopi, astronomer kunne begynne å kjenne kjemien av planet atmosfærer i nærheten. Dermed kan det utelukkes at de nærliggende planetene ble bebodd av organismer som ligner på terrestriske.

Objekt av studier av astrobiologi

Astrobiologi fokuserer på studiet av følgende grunnleggende spørsmål:

• Hva er livet?
• Hvordan kom livet på jorden til?
• Hvordan livet utvikler seg og utvikler seg?
• Er det liv andre steder i universet?
• Hva er livets fremtid på jorden og andre steder i universet, hvis det er en?

Fra disse spørsmålene oppstår mange andre som alle er relatert til studiet av astrobiologi.

Mars som studiemodell og romforskning

Den røde planeten, Mars, har vært den siste bastionen av de utenjordiske livshypotesene i solsystemet. Ideen om livets tilværelse på denne planeten kom i utgangspunktet fra observasjoner fra astronomer fra slutten av det nittende og tidlig på tjuende århundre.

Disse hevdet at merkene på Mars-overflaten faktisk var kanaler bygget av en befolkning av intelligente organismer. Disse mønstrene anses nå å være et produkt av vinden.

Oppdragene Mariner og paradigmeskiftet

Romsondene Mariner, De eksemplifiserer romalderen som begynte på slutten av 1950-tallet. Denne epoken tillot oss å direkte visualisere og undersøke planetariske og månoverflater i solsystemet; kassere dermed bekreftelser av multicellulære og lett gjenkjennelig utenomjordiske former for liv i solsystemet.

I 1964 oppdraget NASA Mariner 4, Han sendte de første tette bildene av Mars-overflaten, og viste en i utgangspunktet ørkenplanet.

Men senere ferder til Mars og de ytre planetene, tillot en detaljert visning av disse organene og deres måner og spesielt i tilfelle av Mars, en delvis forståelse av sin tidlige historie.

I ulike utenomjordiske scenarier fant forskere miljøer som ikke var ulik for miljøene som var bebodd på jorden.

Den viktigste konklusjonen av disse første romoppdragene var substitusjonen av spekulative antagelser om kjemiske og biologiske bevis, som gjør det mulig å bli studert og analysert objektivt.

Er det liv på Mars? Oppdraget Viking

I første omgang, resultatet av oppdragene Mariner støtter hypotesen om livets ikke-eksistens på Mars. Vi må imidlertid vurdere at det var på jakt etter makroskopisk liv. Senere oppdrag har stilt spørsmålstegn ved fraværet av mikroskopisk liv.

For eksempel, av de tre forsøkene som er utformet for å oppdage livet, laget av den jordbaserte sonden til oppdraget Viking, to ga positive resultater og en negativ.

Til tross for dette var de fleste forskerne involvert i sondeforsøkene Viking er enig i at det ikke er tegn på bakterielt liv på Mars, og resultatene er offisielt ufullstendige.

oppdrag Beagle 2, Mars Polar Lander

Etter de kontroversielle resultatene kastet av oppdragene Viking, Det europeiske romfartsselskapet (ESA) lanserte oppdraget i 2003 Mars Express, spesielt designet for eksobiologiske og geokjemiske studier.

Dette oppdraget inkluderte en sonde som ble kalt Beagle 2 (homonymt til skipet der Charles Darwin reiste), designet for å søke etter tegn på liv på den lave overflaten av Mars.

Denne proben mistet dessverre kontakten med Jorden og kunne ikke utvikle sitt oppdrag tilfredsstillende. Lignende skjebne hadde NASA-sonden "Mars Polar Lander"I 1999.

misjon Phoenix

Etter disse mislykkede forsøkene, i mai 2008, oppdraget Phoenix Fra NASA kom til Mars, og fikk ekstraordinære resultater på bare 5 måneder. Dens hovedforskningsmål var eksobiologiske, klimatiske og geologiske.

Denne sonden kunne demonstrere eksistensen av:

• Snø i atmosfæren til Mars.
• Vann i form av is under de øvre lagene på denne planeten.
• Grunnlag med pH mellom 8 og 9 (i hvert fall i området nær nedstigningen).
• Flytende vann på overflaten av Mars i fortiden

Utforskingen av Mars fortsetter

Utforskingen av Mars fortsetter i dag, med høyteknologiske robotinstrumenter. Oppdragene til Rovers (MER-A og MER-B), har gitt imponerende bevis på at det var vannaktivitet på Mars.

For eksempel er det funnet bevis på eksistensen av ferskvann, kokende kilder, tett atmosfære og aktiv vannkilde.

På Mars har det blitt bevist at noen steiner har blitt støpt i nærvær av flytende vann, slik som Jarosite, oppdaget av Rover MER-B (Opportunity), som var aktiv fra 2004 til 2018.

den Rover MER-A (nysgjerrighet), har målt sesongmessige svingninger av metan, som alltid har vært relatert til biologisk aktivitet (data publisert i 2018 i tidsskriftet Science). Det har også funnet organiske molekyler som tiofen, benzen, toluen, propan og butan.

Det var vann på Mars

Selv om overflaten på Mars er ugjestmilde for tiden, det er klare bevis på at i en fjern fortid, Mars klima tillatt flytende vann, en viktig ingrediens for liv slik vi kjenner, for å akkumulere på overflaten.

Dataene fra Rover MER-A (nysgjerrighet), avslører at for mange år siden hadde en innsjø i Gale krateret alle nødvendige ingredienser for livet, inkludert kjemiske komponenter og energikilder.

Martian meteoritter

Noen forskere anser Martian meteorittene som gode kilder til informasjon om planeten, går så langt som å si at de inneholder naturlige organiske molekyler og til og med mikrofossiler av bakterier. Disse tilnærmingene er gjenstand for vitenskapelig debatt.

Disse meteorittene fra Mars er svært knappe og representerer de eneste prøvene som kan analyseres direkte fra den røde planeten.

Panspermia, meteoritter og kometer

En av hypotesene som favoriserer studiet av meteoritter (og også kometer), har blitt kalt panspermi. Dette består av antagelsen om at jordens kolonisering i det siste skjedde, av mikroorganismer som kom inn i disse meteorittene.

I dag er det også hypoteser som sier at landvannet kom fra kometer som bombet planeten vår tidligere. I tillegg er det antatt at disse kometer kan ha brakt med dem primale molekyler, som tillot utviklingen av livet eller til og med allerede utviklet livet som ligger inne i dem.

Nylig, i september 2017 har det europeiske romfartskontoret (ESA) fullført oppdraget Rosseta, lansert i 2004. Dette oppdraget besto i leting av kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko med sonden Philae som nådde og kretset, og deretter ned. Resultatet av dette oppdraget er fortsatt under studiet.

Betydningen av astrobiologi

Fermis paradoks

Det kan sies at det opprinnelige spørsmålet som motiverer studiet av Aastrobiologi er: Er vi alene i universet??

Bare i Milky Way er det hundrevis av milliarder stjernesystemer. Dette faktum, kombinert med universets alder, fører oss til å tro at livet skal være et vanlig fenomen i vår galakse.

Dette problemet er kjent spørsmålet stilles av fysikeren nobelprisvinner Enrico Fermi Award, "Hvor er alle?" Han gjorde i sammenheng med en lunsj, der det faktum at galaksen skal fylles under diskusjon av livet.

Spørsmålet endte med å gi anledning til Paradoksen som bærer hans navn, og som er nedfelt på følgende måte:

"Troen på at universet inneholder mange teknologisk avanserte sivilisasjoner, kombinert med vår mangel på observasjonsbevis for å støtte den visjonen, er inkonsekvent."

SETI-programmet og søket etter utenomjordisk intelligens

Et mulig svar på Fermis paradoks kan være at sivilisasjonene vi tenker på, faktisk hvis de er der, men vi har ikke sett dem.

I 1960 startet Frank Drake og andre astronomer et utenomjordisk etterretningsprogram (SETI)..

Dette programmet har gjort felles innsats med NASA, i søket etter tegn på utenjordisk liv, som radiosignaler og mikrobølger. Spørsmålene om hvordan og hvor å lete etter disse signalene har ført til store fremskritt i mange grener av vitenskapen.

I 1993 avbrød den amerikanske kongressen finansiering til NASA for dette formålet, som følge av misforståelser om meningen med hva søket innebærer. I dag finansieres SETI-prosjektet med private midler.

SETI-prosjektet har selv gitt opphav til Hollywood-filmer, for eksempel kontakt, starring skuespillerinnen Jodie Foster og inspirert av den homonymske roman skrevet av verdensberømte astronom Carl Sagan.

Drake ligningen

Frank Drake har estimert antall sivilisasjoner med kommunikativ kapasitet, ved uttrykket som bærer hans navn:

N = R * x f_p x n_og x f_l x f_jeg x f_c x l

Hvor N representerer antall sivilisasjoner med evne til å kommunisere med Jorden og uttrykkes som en funksjon av andre variabler som:

• R *: frekvensen av stjernedannelse lik vår sol
• F_p: brøkdel av disse stjernesystemene med planeter
• n_og: Antall planeter som ligner på jorden ved planetarisk system
• F_l: brøkdel av planeter hvor livet utvikler seg
• F_jeg: brøkdelen der intelligens kommer fram
• F_c: brøkdel av kommunikasjonsklare planeter
• L: forventningen om "liv" av disse sivilisasjonene.

Drake har gjort denne ligningen som et verktøy for "dimensjonering" problemet, snarere enn som et element for å gjøre spesifikke beregninger, siden mange av vilkårene er svært vanskelig å anslå. Det er imidlertid enighet om at tallet som har en tendens til å kaste er stor.

Nye scenarier

Vi bør merke seg at når Drake-ligningen ble formulert, var det svært lite bevis på planeter og måner utenfor vårt solsystem (eksoplaneter). Det var i tiårene av 1990-tallet at det første beviset på eksoplanetene dukket opp.

For eksempel, oppdraget Kepler NASA oppdaget kandidat eksoplaneter 3538, som anses på minst 1000, er de i den "levende området" av systemet vurderes (avstand slik at flytende vann).

Astrobiologi og utforskning av jordens ender

En av fordelene med astrobiologi er at den har inspirert, i god del, ønsket om å utforske vår egen planet. Dette med håp om å forstå analogt livets funksjon i andre scenarier.

For eksempel har studien av hydrotermiske kilder i havbunnen gitt oss anledning til å observere for første gang, livet som ikke er forbundet med fotosyntese. Det vil si at disse studiene viste oss at det kan være systemer der livet ikke er avhengig av sollys, som alltid hadde vært ansett som et uunnværlig krav..

Dette gjør at vi kan anta mulige scenarier for livet på planeter hvor flytende vann kan oppnås, men under tykke lag is, noe som vil forhindre lysets ankomst til organismer.

Et annet eksempel er studiet av Antarktis tørre daler. Der overlevde fotosyntetiske bakterier som har vært skjermet inne i bergarter (endolittiske bakterier).

I dette tilfellet serverer fjellet både som støtte og beskyttelse mot de ugunstige forholdene på stedet. Denne strategien har også blitt oppdaget i saltleiligheter og varme kilder.

Perspektiver av astrobiologi

Det vitenskapelige søket etter utenjordisk liv har hittil ikke vært vellykket. Men det blir mer sofistikert, da astrobiologisk forskning gir ny kunnskap. Det neste tiåret med astrobiologisk undersøkelse vil bli vitne til:

• Større innsats for å utforske Mars og de isete månene av Jupiter og Saturn.
• En hidtil uset evne til å observere og analysere ekstrasolare planeter.
• Større potensial til å designe og studere enklere livsformer i laboratoriet.

Alle disse fremskrittene vil utvilsomt øke sannsynligheten for å finne liv på planeter som ligner på Jorden. Men kanskje eksisterer ikke det ekstrateriske livet eller er det så spredt over hele galaksen, at vi nesten ikke har mulighet til å finne den.

Selv om dette siste scenariet er sant, utvider forskning i astrobiologi stadig vårt perspektiv på livet på jorden og dets sted i universet.

referanser

1. Chela-Flores, J. (1985). Evolusjon som et kollektivt fenomen. 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 bevart i 3 milliarder år gamle mudstones på Gale krateret, Mars. Science, 360 (6393), 1096-1101. doi: 10.1126 / science.aas9185
3. Goldman, A. D. (2015). Astrobiologi: En oversikt. I: Kolb, Vera (eds). ASTROBIOLOGI: En Evolusjonær Tilnærming CRC Press
4. Goordial, J., davila, A., Lacelle, D. Pollard, W., Mari, M. M., Greer, C.W., ... Whyte, G. L. (2016). Nærmer de kaldt tørre grensene for mikrobiell liv i permafrost av en øvre, tørre dal, Antarktis. ISME Journal, 10 (7), 1613-1624. doi: 10,1038 / ismej.2015.239
5. Krasnopolsky, V. A. (2006). Noen problemer relatert til opprinnelsen til metan 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: Midlertidige 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). Bakgrunnen av metan i Mars 'atmosfære viser sterke sesongvariasjoner. 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 Vann-issky og nedbør. Science, 325 (5936), 68-70. doi: 10.1126 / science.1172344