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40億年前、8つの惑星が太陽の周りを一周しました。星から最も遠い2番目、3番目、4番目に生命の可能性がありましたが、まだ存在していませんでした。金星では、過度の温室効果によってその可能性が根絶されました。火星では、低重力のため、太陽風が大気を一掃し、潜在力を凍結させました。地球上では、生命は海の中で花開き、増殖し、それを所有している人々が彼ら自身の起源を熟考できるようになるまで進化しました。
しかしなぜ地球？あまり知られていないが驚くほど強力な理論は、私たちが宇宙で一人でいるかほとんど一人であることを示唆しています - 人生はまれではなく、惑星の力との共進化は非常に激しいのでほとんどの人生は生き残れないため。 Gaian Bottleneckと呼ばれるこの理論の支持者は、古いGaian World仮説から導き出しています。これは、生命の存在が環境を変え、生命が存在し続けるのに必要な条件を維持するのに役立つことを示唆しています。
Gaianのボトルネックは、生命の起源を研究している科学者のコミュニティではかなり物議をかもしています。金星と火星が生命を催したことがあるかどうかについて研究者は分かれています - どちらにしても決定的な証拠はありません - そして初期の地球プロセスの性質についてはまだコンセンサスがありません。地球上の生命の起源そのものについての明確な合意もなく、ワシントン大学のアストロバイオロジーの博士号であるAditya Chopraによって作成されたGaian BottleneckやCharles Lineweaverのような他の場所での生命に関する理論に関するデータも正確には証明できない。代わりに、それらは私たちがどのようにして人類の最も実存的な質問の1つに答えることを試みるかを知らせる、宇宙の他の部分との私たちの関係についての複雑なアイデアのウェブの一部になります。
「私たちが予測しているのは、ほとんどの惑星が居住していないことがわかるということです」とチョプラは言います。 逆 「そして私たちはがっかりするべきではありません」
生命が地球を越えて見つけることが非常に困難であることが証明されているという事実は長い間困惑していた科学者たち、彼らのほとんどは私たちだけであるという結論に跳躍するのは快適ではありません。作成する矛盾の結び目を切り抜く最も有名な方法は、すべての生物の絶滅レベルのイベントの殺害を提起するグレートフィルターと呼ばれる論文と呼ばれる比較的頻繁に発生します。
絶滅レベルの出来事はさまざまな形をとることができるので、多種多様なグレートフィルタ仮説と、人生が失敗する可能性がある9つの異なる点があります。ペンシルバニア州立大学の地球物理学者、ジェームズ・カスティング氏は、それを一線を画している。 「フィルタが私たちの未来にあり、私たちの過去にはないことを私は心配しています」と彼は言います。
しかし、人生に関するデータがあまりにも少ないため、プレッシャーポイントがどうなるかを正確に知ることは困難です。 「素晴らしいフィルターはこのGaianのボトルネックになる可能性がありますが、それ自体が生命の起源になる可能性があります」とKasting氏は説明します。 「それは真核生物の起源、性の起源、知的生命の起源である可能性があります - それは私たちのような技術文明が自分自身を破壊することかもしれません。気候変動は私たちにとって大きなフィルターになると思います。」
しかし、ChopraとLineweaverは、宇宙での生命の欠如を見て、反対の結論に達します。生命が一般的であり、それが宇宙で発見されていない場合、私たちはフィルターの反対側に存在する可能性があります。人生の進化の中で、ほとんどの人生を消滅させることが非常に難しい点が1つあるとすれば、地球人がそこにいてそれをした可能性があります。
Gaian Bottleneck仮説を作成するために、彼らはGaia仮説と呼ばれる生命と惑星の間の相互作用に関する理論に目を向けました。 Gaianの世界では、生命の存在は惑星を住みやすくさせるものです。それは物議を醸している考えであり、それが1970年代に最初に示唆されたとき、それはほぼ神学的な側面を得ました - 自己調整システムを作成するために生命は非生活プロセスと一緒に働く。この理論は今日ある程度受け入れられています - 生命は環境に影響を与えるという考えは一般的に合意されていますが、科学界は人類学的および神学的側面を大部分拒否しています。
ChopraとLineweaverのGaian Bottleneckの物議をかもしている部分は、初期の微生物生活が地球が金星や火星のように変わってしまうのを防いだというその中心的前提です。それが証明することはほとんど不可能です、特に人生が現代の環境にどんな影響を与えるか正確に説明するのが難しいので。
ここ数百万年の間、地球環境は、あなたが私たちのように有酸素複合生物であるならば最適な場所となっています、とスイス連邦研究所の地球化学者、ジェームズ・キルヒナーは言います。 Kirchner氏は、地球上に住んでいた生物の大部分は絶滅し、存在するものとはまったく異なる気候やバイオームに住んでいたことを指摘しています。今日の地球上で - 「それで、ひっくり返して、気候が理想であると言うことは、次のようなものです。
しかし、チョプラは地球がその歴史を通して他の有機体のために居住可能であると指摘します、そしてそれは私たちの姉妹の惑星、金星と火星のためにそうではありません。金星と火星の両方がある種の微生物の生命を持っていたという理論があります、とチョプラは言います。私たちは火星がある時点で広大な海を持っていたことを知っています、そしてそれは金星がその惑星の人生の初期にも海を持っていたことがありそうです。初期の地球のような環境では、両方が微生物の生命を持っていたことは意味があるでしょう、とチョプラは言います。そして、両方の惑星の生命の失敗と居住不可能な状況は、何十億年もの間その生命を維持することは珍しいことをチョプラに示唆しています。しかし、地球上での生活を特別なものにするのは正確には不明です。 「それは地球上での選択プロセスの生活がどのような経験をしたかにかかっています」とチョプラは言います。 「それらのうちのいくつかがまれであることはもっともらしいです。」
私たちが知的な生命を探すとき、チョプラは指摘します、私たちは生命が長い期間の後に絶滅するという仮定を使用しています。 「しかし、終末期の絶滅は私たちに何の証拠も与えられないものです」と彼は言います。 「私たちは、合理的な科学者として、生命の早期絶滅の考えに目を向けなければなりません。これには何らかの証拠があります。」
しかし、どちらの仮説を支持する多くの証拠はありません。我々はまだ金星や火星で微生物の生命の化石の証拠を見つけることができるようになっていないので、チョプラの仮説は地球での生命の起源と金星と火星でのその仮想的な喪失に関する研究に基づいています。チョプラと懐疑論者の大きな違いの1つは、宇宙での水素の損失率です。これは、惑星の乾燥を招く可能性があります。チョプラはこれに同意せず、古代の化石には、地球が居住可能な状態に保たれるように水素損失の速度を変える微生物マットで覆われていたことを示唆する十分な証拠があると考えています。
チョプラは、生命は金星と火星で非常に異なって見えたであろうと予測します。植民地や強い微生物群集の代わりに、彼は金星と火星が微生物のポケットを持っていたと考えます。金星や火星では、「温室効果ガスや地球のアルベドを制御できなかった個人が見つかるでしょう」と彼は言います。この理論では、微生物は金星や火星の表面の大気や反射率に影響を与えるほど協力的ではありませんでした。
協力的な微生物が初期の大気に影響を及ぼさなければ、ほとんどの生命は惑星の歴史の非常に早い段階で絶滅するでしょう、とチョプラは言います。宇宙で知的生活をさらに稀にするために、そしてChopraは地球上のすべての生命のそれを指摘する、人間だけが知的生命のように思われる。それでも、Chopraは、何十億年も経っても水が流れる惑星を見つけたら、そのような惑星が知的であることを示しているのかもしれないと言っています。人生 - しかし彼はそのような惑星を見つけることは非常にありそうもないと考えています。
「宇宙は私たち一人でいることへの失望を防ぐ義務を負っていません」とチョプラは言います。 「私たちが宇宙全体で一人ではなくても、何十億年もの間生息している惑星の希少性のために。私たちは私たちの地域の宇宙で一人でいると仮定することは合理的です。」
他の科学者たちはこの理論に反対して、初期の世界における水の喪失と風化についての仮定を他の場所での生命の存在に拒絶しました。ペンシルバニア州立大学の生化学 - 地質学者、Lee Kumpは、地球が微生物の生活なしではまだ濡れていることを示すモデルがあると言っています。そしてペンからのKastingはまた、「私たちは初期の地球でどのように広範囲の生命があったかわからない」と指摘します。初期の地球があまり露出された土地を持っていなかったので微生物が世界を変える効果をもたらし得たという彼は懐疑的です35億年前の岩石が非常にまれであるという問題もあります。これは、生命が広範囲に広がっているのか、それとも初期の地球上の熱水噴出孔と浅瀬の周りのポケットにただ存在しているのかを議論するのを難しくしています。
しかし、どちらにせよ強力な観測的証拠がなければ、Kumpは生命の影響に中間の立場をとります。 「地球との相互作用によって決定されない限り、地球の気候史は強く影響を受けた可能性が非常に高いです」と彼は言います。 「しかし、それが住むのが唯一の理由が生命のためであると言うこととまったく同じではありません。」この仮説を地球上の生命の起源を超えて宇宙全体に広げることは困難です。 「物理的プロセスにとってそれほど難しいことではないかもしれない太陽系がある可能性を開放するとき、私は人生が絶対に不可欠であると言うことは難しいと思いますあなたは恐ろしいたくさんの不安定な仮定をしなければなりませんまったく答えを得るために。」
答えを見つけることは、Kastingの人生の仕事でした。 「いつもではないにしても、人生は頻繁に起こると思います」と彼は言います。研究者が住みやすい地域の10-20の地球のような惑星をよく見ることができるならば、彼は彼らが生命を見つけるであろうと思います。彼は酸素を含む雰囲気中で一酸化二窒素やメタンのようなガスを探しています。
これらのガスを見つけるために、研究者は非常に強力な直接イメージング望遠鏡を必要とするでしょう。還元ガスは大気中に非常に低い濃度で存在する可能性があります - 数百万分の1。 「私はその仮説を検証する機会が欲しいのです」と、Kasting氏は言います。
Chopraが正しいかどうかに関係なく、生命の起源と地球外生命の関係について議論することは重要です、とKastingは言います。 「大きな望遠鏡を構築し、将来の惑星ミッションを行うためには推進力が必要なので、このような議論が必要です。」
Gaian Bottleneckに関する実験的な証拠がなければ、ChopraとLineweaverの理論は科学界に納得できないままです。 Chopraは、Kastingのような研究者による研究が今後30年以内に答えを提供することを望んでいます。私たちが宇宙で一人でいるかどうかに関して、チョプラは答えが「はい」か「いいえ」かにかかわらず「答えが何であっても深遠」であると言います。