POZAZIEMSKIE CYWILIZACJE.pdf

Pozaziemskie

Dotychczasowe

poszukiwania ýycia

we Wszechæwiecie,

cho mocno

rozreklamowane, by¸y

doæ powierzchowne.

Ale to si«

wkrtce zmieni

Jill C. Tarter i Christopher F. Chyba

Pas na niebie odpowiada

obszarowi zbadanemu

w realizowanej obecnie

przez SETI@home kampanii

poszukiwania sygna¸w

radiowych, emitowanych

przez obce cywilizacje.

Poniewaý teleskop

w Obserwatorium

Radioastronomicznym

w Arecibo w Puerto Rico

nie moýe si« pochyla

ani obraca, obserwuje tylko

wycinek nieba w zakresie 35¡

na p¸noc i po¸udnie

od rwnika niebieskiego.

Aby oszcz«dzi pienidze

i unikn zak¸ceÄ innych

obserwacji astronomicznych,

program SETI@home zbiera

dane wsz«dzie tam, gdzie

akurat teleskop patrzy.

Po pewnym czasie zbada

w ten sposb ca¸y dost«pny

do obserwacji pas nieba.

82 å WIAT N AUKI StyczeÄ 2000

cywilizacje

d 40 lat uczeni poszukuj sygna¸w radiowych po-

chodzcych od pozaziemskich cywilizacji tech-

nicznych. Sondy kosmiczne wys¸ane zosta¸y do pra-

wie wszystkich (oprcz jednej) planet Uk¸adu

S¸onecznego. W znacznym stopniu rozpoznano warunki,

w jakich mog przetrwa organizmy ýywe. Na podstawie

relacji w mediach moýna by¸oby sdzi, ýe przeprowadzo-

no dok¸adne poszukiwania oznak ýycia w kosmosie. W rze-

czywistoæci jednak dopiero si« one zaczynaj.

Jeæli obecnie realizowany, doæ intensywny program ba-

daÄ kosmicznych b«dzie kontynuowany, przed rokiem 2050

powinniæmy si« dowiedzie, czy gdzieæ w Uk¸adzie S¸o-

necznym poza Ziemi istnieje lub istnia¸o w przesz¸oæci ýy-

cie. A przynajmniej dok¸adnie przebadamy cia¸a niebieskie,

rokujce pod tym wzgl«dem najwi«ksze nadzieje. Sprawdzi-

my, czy ýycie istnieje na Marsie i na ksi«ýycu Jowisza, Eu-

ropie. Rozpoczniemy takýe systematyczne badania egzo-

biologiczne uk¸adw planetarnych wok¸ pobliskich gwiazd,

polegajce na poszukiwaniu æladw ýycia w widmach at-

mosfer planet. Badania te uzupe¸ni program poszukiwaÄ

sygna¸w radiowych innych cywilizacji.

W wyniku tego moýe si« okaza, ýe ýycie we Wszech-

æwiecie jest rozpowszechnione, lecz cywilizacje techniczne to

rzadkoæ albo ýe zarwno ýycie, jak i cywilizacje wyst«pu-

j bardzo cz«sto lub bardzo rzadko. Na razie po prostu nie

wiemy. Galaktyka Drogi Mlecznej jest duýa, a my ledwo si«

w ni zag¸«biliæmy. Przecieý nawet nasz w¸asny Uk¸ad S¸o-

neczny zbadaliæmy tak s¸abo, ýe nie moýemy wykluczy

dziwacznych hipotez, na przyk¸ad ýe gdzieæ drzemi ukry-

te roboty, przys¸ane tu, by poczeka¸y na rozwj cywilizacji

technicznej. W cigu nast«pnych 50 lat nasze poszukiwania

ýycia poza Ziemi zakoÄcz si« by moýe sukcesem. Albo teý

sytuacja pozostanie taka jak w roku 1959, gdy astrofizycy

Giuseppe Cocconi i Philip Morrison stwierdzili: ãPrawdopo-

dobieÄstwo powodzenia jest trudne do oszacowania, ale je-

æli nie b«dziemy szuka, to wyniesie ono zero.Ó

Zanim zaczniemy poszukiwa ýycia poza Ziemi, musi-

my przyj jakæ jego definicj«. Wielu naukowcw, zajmu-

SETI@HOME, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, BERKELEY

NIEBIAÁSKA DüUGOå GEOGRAFICZNA

Nast«pna generacja

teleskopw do

poszukiwania cywilizacji

pozaziemskich b«dzie

si« sk¸ada¸a z d¸ugich

szeregw niewielkich

anten parabolicznych.

Planuje si« uýycie

setek, a nawet tysi«cy

anten telewizji

satelitarnej, ktre

¸cznie b«d mia¸y

wyýsz czu¸oæ, szerszy

zakres widmowy i lepsz

odpornoæ na zak¸cenia.

Pierwszy taki teleskop

1hT (ktrego ¸czna

powierzchnia anten

wyniesie 1 ha)

ma kosztowa

25 mln dolarw.

jcych si« pocztkami ýycia, przyjmuje defini-

cj« darwinowsk, wed¸ug ktrej jest ono samo-

podtrzymujcym si« systemem chemicznym

zdolnym do ewolucji na drodze doboru natu-

ralnego. Uk¸ady czsteczkowe zgodne z t defi-

nicj powinniæmy uzyska w laboratorium na

d¸ugo przed rokiem 2050. Nie wiadomo, czego

dowiemy si« przy okazji o pocztkach ýycia na

Ziemi lub gdzie indziej, ale przynajmniej b«-

dziemy mieli kilka przyk¸adw moýliwej rý-

norodnoæci systemw biologicznych.

Niestety, definicja darwinowska jest niezbyt

przydatna w badaniach prowadzonych przez

sondy kosmiczne. Ile trzeba by by¸o czeka, ýe-

by sprawdzi, czy da-

ny uk¸ad chemiczny

moýe podlega ewo-

lucji? W eksperymen-

tach kosmicznych po-

dejæcie darwinowskie

musi by zastpione

przez definicje mniej

precyzyjne, lecz dajce

si« ¸atwiej sprawdzi w

praktyce. Wemy eks-

perymenty biologiczne

przeprowadzone na

Marsie przez dwa stat-

ki Viking w 1976 roku. Naukowcy mieli nadzie-

j«, ýe uda si« znale ælady ýycia na podstawie

produktw metabolizmu. Jeden z wykonanych

testw, eksperyment uwalniania znacznikw,

w ktrym sprawdzano, czy z prbki gruntu po

podaniu poýywki (zawierajcej znacznikowe

atomy 14 C Ð przyp. t¸um.) uwolnione zostan

substancje zawierajce w«giel, przynis¸ wynik

wskazujcy na obecnoæ organizmw ýywych.

Jak mwi kierownik programu badaÄ biologicz-

nych na Vikingach Chuck Klein, wyniki ekspe-

rymentu ãz pewnoæci zosta¸yby zinterpreto-

wane jako æwiadectwo istnienia ýyciaÓ, gdyby

nie wykluczajce tak interpretacj« dane z in-

nych instrumentw.

Najwaýniejszymi spoærd uýytych przyrz-

dw by¸y chromatograf gazowy i spektrometr

masowy, za pomoc ktrych szukano czste-

czek organicznych. Nie znaleziono ýadnych,

wi«c wyniki pomiaru znacznikw zakwalifiko-

wano jako efekt nieprzewidzianej reakcji che-

micznej, a nie dowd istnienia ýycia [patrz: Nor-

man H. Horowitz, ãThe Search for Life on

MarsÓ; Scientific American , listopad 1977]. Dla-

tego przyj«to biochemiczn definicj«: ýycie na

Marsie, podobnie jak na Ziemi, powinno by

oparte na zwizkach organicznych w«gla.

Lekcje z Vikinga

Interferencje fal radiowych

mog zmusi nas

do przeniesienia si«

z poszukiwaniami na drug

stron« Ksi«ýyca , by

moýe do krateru Sahy.

Doæwiadczenia z programu Viking wiele nas

nauczy¸y. Po pierwsze, cho przy poszukiwa-

niach ýycia nie powinniæmy si« ogranicza do

tylko jednej jego definicji, najprawdopodobniej

we wszelkiego rodzaju badaniach zdalnych przy-

j«ta zostanie definicja biochemiczna. Jeæli nie uda

si« znale czsteczek organicznych, wszystkie

inne wyniki badaÄ, wskazujce na moýliwoæ

istnienia ýycia, zostan odrzucone. Po drugie,

do poprawnej interpretacji wynikw ekspery-

mentw w zakresie poszukiwania ýycia potrzeb-

ne s dane chemiczne i geologiczne z miejsca ba-

daÄ. Po trzecie, eksperymenty biologiczne

powinny by projektowane w taki sposb, by

dostarczy¸y przydatnych informacji, nawet jeæli

wynik poszukiwaÄ b«dzie negatywny. Wnioski

te brane s pod uwag« w trakcie planowania wy-

praw, m.in. przy projektowaniu przyrzdw do

pierwszej sondy, ktra wylduje na Europie.

Cenne informacje na temat ewentualnego ýycia

moýna by uzyska takýe spod mikroskopu. Ko-

rzyæ z jego zastosowania polega na tym, ýe czy-

ni si« bardzo ma¸o za¸oýeÄ dotyczcych tego, cze-

go si« szuka. Jednak niedawne kontrowersje na

SETH SHOSTAK SETI Institute

(Arecibo Observatory)

84 å WIAT N AUKI StyczeÄ 2000

temat Allan Hills 84001, marsjaÄskiego meteory-

tu (znalezionego na Antarktydzie Ð przyp. t¸um.),

w ktrym niektrzy naukowcy dopatrzyli si« mi-

kroskamenia¸oæci organicznych, stanowi prze-

strog«, ýe z samego kszta¸tu obiektw mikrosko-

powych najprawdopodobniej nie uda si« uzyska

jednoznacznego dowodu na istnienie ýycia. Po

prostu zbyt duýo niebiologicznych procesw pro-

wadzi do powstania struktur przypominajcych

obiekty pochodzenia biologicznego.

By moýe nied¸ugo si« okaýe, ýe najbardziej

prawdopodobnym miejscem wyst«powania ýycia

w Uk¸adzie S¸onecznym jest Europa. Coraz wi«-

cej przes¸anek wskazuje na to, ýe na tym ksi«ýy-

cu Jowisza znajduje si« drugi pod wzgl«dem wiel-

koæci ocean w Uk¸adzie S¸onecznym Ð masa wody

pod skorup lodow, od czterech miliardw lat

pokrywajc jego powierzchni«. Badanie Europy

rozpocznie si« od wyprawy, ktrej start plano-

wany jest w roku 2003 [patrz wkrtce: Robert T.

Pappalardo, James W. Head i Ronald Greeley,

ãUkryty Ocean EuropyÓ; åwiat Nauki , marzec

2000]. Jej zadaniem b«dzie sprawdzenie, czy w

ukryty ocean rzeczywiæcie istnieje. Jeæli uzyska-

my pozytywn odpowied, rozpocznie si« pro-

gram szczeg¸owej eksploracji tego ksi«ýyca, wy-

korzystujcy ldowniki i by moýe penetratory,

ktre po przebiciu warstwy lodu b«d p¸ywa

w oceanie w poszukiwaniu ýycia. Niezaleýnie od

wyniku tych poszukiwaÄ z pewnoæci dowiemy

si« wiele o granicach zdolnoæci przystosowaw-

czych organizmw ýywych oraz warunkw,

w ktrych moýe rozwin si« ýycie. Na naszej pla-

necie ýycie kwitnie wsz«dzie, gdzie tylko jest wo-

da, nawet g¸«boko w skorupie Ziemi.

Inny ksi«ýyc Jowisza, Callisto, takýe wykazu-

je ælady mrz. Podpowierzchniowe oceany mo-

g okaza si« charakterystycznym elementem sa-

telitw lodowych planet zewn«trznych Uk¸adu

S¸onecznego. Kolejny przyk¸ad to by moýe ksi«-

ýyc Saturna, Tytan. Poniewaý jest on pokryty

czymæ w rodzaju warstwy atmosferycznego smo-

gu, nie uda¸o si« nam dotd zaobserwowa na

jego powierzchni ýadnych szczeg¸w [patrz: To-

bias Owen, ãTitanÓ; Scientific American , luty 1982].

W 2004 roku prbnik mi«dzyplanetarny Huy-

gens spuæci w jego atmosfer« sond«, ktra przez

dwie godziny b«dzie szybowa w d¸, przesy¸a-

jc obrazy. Niektre modele sugeruj, ýe na po-

wierzchni Tytana mog wyst«powa w«glowodo-

ry w stanie p¸ynnym. Jeæli takie substancje

organiczne zmieszaj si« z p¸ynn wod podpo-

wierzchniow, to co z tego wyniknie?

Ariane 5 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Sdzi-

my, ýe do roku 2010 na Marsie zostanie zainsta-

lowany globalny system nawigacyjny (podobny

do ziemskiego GPS Ð przyp. t¸um.) oraz sie kom-

puterowa. Uýytkownicy komputerw na Ziemi

b«d mieli sposobnoæ oglda transmisj« obra-

zw wideo przesy¸anych non stop z Marsa przez

bezza¸ogowe pojazdy badawcze, poruszajce si«

po jego powierzchni i szybujce w atmosferze.

Miliony ludzi wirtualnie polec na Czerwon

Planet«, ktr wkrtce dobrze poznamy. Gdy In-

ternet stanie si« sieci mi«dzyplanetarn, b«dzie-

my mieli prawo uzna si« za cywilizacj«, ktra

obj«¸a Uk¸ad S¸oneczny.

Przed up¸ywem dziesi«ciu lat zaczniemy

przywozi prbki gruntu marsjaÄskiego na Zie-

mi«. Jednak najwi«ksze wyzwanie stanowi b«-

d dla robotw badawczych najbardziej praw-

dopodobne miejsca wyst«powania ýycia na

Marsie Ð gorce gejzery (jeæli istniej) i podziem-

ne zbiorniki p¸ynnej wody. Wreszcie za jakiæ

czas wyælemy na Marsa ludzi. Pomimo wielkich

trudnoæci spodziewamy si«, ýe pierwsza sta¸a

baza na Marsie, w ktrej regularnie b«dzie zmie-

nia si« za¸oga, powstanie przed rokiem 2050.

Ludzie b«d pracowa r«ka w r«k« z robotami

nad szczeg¸owym badaniem miejsc uznanych

za najbardziej prawdopodobne siedliska ýycia

lub jego pozosta¸oæci.

Jeæli uczeni odkryj ýycie na Marsie, od razu

nasunie si« pytanie, czy mamy z nim cokolwiek

wsplnego. Waýnym odkryciem ostatniego dzie-

si«ciolecia by¸o stwierdzenie, ýe planety we-

wn«trzne Uk¸adu S¸onecznego nie s od siebie

biologicznie odizolowane. Przetrwalniki organi-

zmw ýywych mog¸y przenosi si« mi«dzy We-

nus, Ziemi i Marsem we wn«trzach ska¸, wy-

rzucanych w przestrzeÄ kosmiczn po upadku

olbrzymich meteorytw. Niezaleýnie wi«c od te-

go, na ktrej planecie ýycie powsta¸o najpierw,

mog¸o przedosta si« na dwie inne. Jeæli na Mar-

sie istniej organizmy ýywe, to moýemy mie

z nimi wsplnych przodkw. A jeæli tak, to ana-

liza DNA pozwoli prawdopodobnie na okreæle-

nie miejsca narodzenia. Oczywiæcie, jeýeli ýycie na

Marsie zacz«¸o si« niezaleýnie od ýycia na Zie-

mi, to nie musi opiera si« na DNA. Odkrycie

drugiej genesis w Uk¸adzie S¸onecznym wska-

za¸oby na to, ýe ýycie rozwija si« przypuszczalnie

wsz«dzie, gdzie istniej odpowiednie warunki;

takie odkrycie stanowi¸oby mocny argument na

korzyæ tezy o powszechnoæci ýycia we Wszech-

æwiecie [patrz: Carl Sagan, ãPoszukiwanie ýycia

pozaziemskiegoÓ; åwiat Nauki , grudzieÄ 1994].

Bardzo waýnym elementem eksploracji Mar-

sa i wszelkich innych planet b«dzie ochrona

przed zakaýeniem. NASA przyj«¸a zbir zasad,

dzi«ki ktrym badane cia¸a niebieskie chronio-

ne s przed zakaýeniem mikroorganizmami

ziemskimi. Musimy si« jeszcze nauczy wiele

o tym, jak zredukowa do minimum iloæ ýy-

wych organizmw na statkach wysy¸anych

przez nas na inne planety. W tej dziedzinie jest

jeszcze wiele do zrobienia Ð aby nie zniekszta¸-

ca wynikw badaÄ naukowych i nie narusza

postanowieÄ traktatu mi«dzynarodowego, a tak-

Na obrazach nieba

sygna¸y pozaziemskie

widoczne s jako lekko

nachylone smugi.

Kaýdy punkt odpowiada

detekcji promieniowania

elektromagnetycznego

o okreælonej cz«stotliwoæci

(oæ pozioma) i w okreælonym

czasie (oæ pionowa) .

Rozproszone kropki to szum

kosmiczny; linie reprezentuj

regularne (skorelowane)

sygna¸y. Dla sygna¸w

pozaziemskich linie te

s skoæne, poniewaý

ruch obrotowy Ziemi

zmienia cz«stotliwoæ

sygna¸u. Sygna¸ widoczny

na powyýszym obrazie

(strza¸ka) wysy¸any by¸

z pojazdu kosmicznego

Pionier10 Ð obecnie jest

on 73 razy dalej od S¸oÄca

niý nasza planeta.

Inter(pla)net

Do 2050 roku przebadamy ca¸ powierzchni«

Marsa, a moýe nawet zag¸«bimy si« pod ni. Juý

teraz NASA wysy¸a w kierunku tej planety dwa

statki za kaýdym razem, gdy Ð ærednio co 26

miesi«cy Ð Ziemia i Mars odpowiednio si«

wzgl«dem siebie ustawi. Poza tym rozwaýa si«

takýe wyekspediowanie ca¸ej serii mikroinstru-

mentw Ð urzdzeÄ prototypowych i elemen-

tw infrastruktury, ktre wyniesione zostan

dzi«ki nadwyýkom noænoæci rakiety kosmicznej

å WIAT N AUKI StyczeÄ 2000 85

Inni mieszkaÄcy Uk¸adu

S¸onecznego mog ýy pod

powierzchni Marsa (u do¸u)

lub Europy (u gry) .

Poci«ta wwozami

powierzchnia Marsa

wskazuje, ýe w przesz¸oæci

p¸yn«¸a po niej woda.

Poznaczona grami

lodowymi powierzchnia

Europy sugeruje,

ýe pod ni znajduje si«

ukryty ocean. Skoro

ýycie utrzymuje sie g¸«boko

w oceanie i w skorupie

ziemskiej, dlaczego

nie mia¸oby istnie

takýe i na tych

cia¸ach niebieskich?

ýe, z punktu widzenia etyki, by chroni obce

biosfery przed ingerencj z zewntrz.

A co z innymi uk¸adami planetarnymi? Juý te-

raz znamy wi«cej planet poza Uk¸adem S¸onecz-

nym niý w nim samym. Na d¸ugo przed rokiem

2050 wys¸ane zostan pierwsze prawdziwe son-

dy mi«dzygwiezdne, moýe na skrzyd¸ach olbrzy-

mich ýagli s¸onecznych. Rozpoczn bezpoærednie

badania bardzo rozpowszechnionych czsteczek

organicznych (odkrytych przez radioteleskopy)

w materii mi«dzygwiazdowej. Ale do najbliýszych

uk¸adw przed rokiem 2050 nie dotr Ð przy obec-

nym stanie rozwoju techniki podrý taka trwa¸a-

by dziesitki tysi«cy lat, wi«c pobliskie uk¸ady pla-

netarne przyjdzie nam bada zdalnie.

Do roku 2050 powstan katalogi pozas¸onecz-

nych uk¸adw planetarnych porwnywalne

z obecnymi katalogami gwiazd. Dowiemy si«,

czy nasz Uk¸ad S¸oneczny jest typowy, czy nie-

zwyk¸y (podejrzewamy, ýe ani taki, ani taki). Pla-

nety, jakie obecnie potrafimy odkrywa, to gi-

ganty masywniejsze niý Jowisz. Nowoczesne

teleskopy umieszczone w przestrzeni kosmicz-

nej b«d jednak ¸atwo wykrywa krýce wok¸

gwiazd planety wielkoæci Ziemi, jeæli takie ist-

niej, i analizowa ich atmosfery w poszukiwaniu

æladw procesw biologicznych. Takie planety

przycign obserwatorw, ktrzy b«d szukali

m.in. sygna¸w ewentualnych cywilizacji.

mo). Na razie skupiliæmy si« na bardzo specyficz-

nym dziale techniki, mianowicie na emisji sygna-

¸w radiowych o cz«stotliwoæciach, ktre s s¸abo

t¸umione w przestrzeni kosmicznej i ktrych na-

turalne t¸o jest niewielkie [patrz: Carl Sagan i Frank

Drake, ãThe Search for Extraterrestrial Intelligen-

ceÓ; Scientific American , maj 1975]. Nikt do tej po-

ry nie odkry¸ ýadnych sygna¸w emitowanych

przez obc cywilizacj« techniczn. Ale ten nega-

tywny wynik jest by moýe spowodowany przez

ograniczenia zakresu i czu¸oæci stosowanej apa-

ratury, a nie przez to, ýe tych cywilizacji nie ma.

Najodleglejsza gwiazda przebadana bezpoærednio

znajduje si« w odleg¸oæci odpowiadajcej zaledwie

1% rozmiaru naszej galaktyki.

SETI, podobnie jak ca¸a radioastronomia, prze-

chodzi obecnie kryzys. Wielki apetyt naszej cy-

wilizacji na urzdzenia emitujce fale radiowe

szybko zaciemnia naturalne okno, przez ktre

radioteleskopy ogldaj kosmos. Jak tak dalej

pjdzie, by moýe trzeba si« b«dzie przenieæ

z takimi obserwacjami na drug stron« Ksi«ýy-

ca, jedyne miejsce w Uk¸adzie S¸onecznym,

z ktrego nigdy nie wida Ziemi. Porozumie-

nia mi«dzynarodowe zagwarantowa¸y juý stre-

f« ochronn na Ksi«ýycu, a niektrzy astrono-

mowie rozwaýali zarezerwowanie krateru Sahy

na obserwatorium radioastronomiczne. Jeæli na-

sza æcieýka eksploracji Marsa b«dzie wiod¸a

przez Ksi«ýyc, w 2050 roku moýe juý na nim

istnie odpowiednia infrastruktura.

Plany poszukiwania pozaziemskich cywiliza-

cji na najbliýsze kilkadziesit lat obejmuj takýe

zbudowanie rýnych instrumentw naziemnych,

ktre b«d mia¸y wi«ksz niý dotychczas czu¸oæ,

zakres widmowy i dost«pny czas obserwacji.

Obecnie opieraj si« one wy¸cznie na szczodro-

Okno na æwiaty

Cho mwimy o poszukiwaniu pozaziemskich

cywilizacji (Search for Extraterrestrial Intelligen-

ce Ð SETI), szukamy w istocie pozaziemskich cy-

wilizacji technicznych. Moýe wi«c lepiej by¸oby

uýywa akronimu SET-T (wymawia si« tak sa-

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: