De beroemde astrofysicus, professor aan de Harvard University Avi Loeb, kwam onlangs met een nogal fantastische hypothese die het begin van de biogenese verschoof naar de kinderschoenen van het heelal: hij gelooft dat individuele levenseilanden kunnen zijn ontstaan toen het heelal nog maar 15 miljoen jaar oud was. Toegegeven, dit "eerste leven" was gedoemd tot een bijna onvermijdelijke snelle (naar kosmische maatstaven - in slechts 2-3 miljoen jaar) verdwijning.
Ingrediënten
"Het standaard kosmologische model verhindert sterk dat leven zo vroeg opkomt", zegt Avi Loeb. - De eerste sterren in het waarneembare gebied van de ruimte explodeerden later, toen het universum ongeveer 30 miljoen jaar oud was. Deze sterren produceerden koolstof, stikstof, zuurstof, silicium en andere elementen die zwaarder waren dan helium, dat deel had kunnen uitmaken van de eerste vaste aardachtige planeten die zich rond de tweede generatie sterren vormden. Veel eerder is echter het verschijnen van sterren van de eerste generatie uit wolken van moleculaire waterstof en helium, die verdikt zijn in clusters van donkere materie, ook mogelijk - de leeftijd van het heelal was op dat moment ongeveer 15 miljoen jaar. Toegegeven, er wordt aangenomen dat de kans op het verschijnen van dergelijke clusters erg klein was.
Volgens professor Loeb laten observationele astronomiegegevens ons echter aannemen dat er afzonderlijke gebieden in het heelal zouden kunnen verschijnen, waar de eerste sterren veel eerder oplaaiden en explodeerden dan het standaardmodel voorschrijft. De producten van deze explosies stapelden zich daar op, versnelden de afkoeling van moleculaire waterstofwolken en stimuleerden zo het verschijnen van sterren van de tweede generatie. Het is mogelijk dat sommige van deze sterren rotsachtige planeten kunnen krijgen.
Avi Loeb, hoogleraar astrofysica aan de Harvard University: “Om leven te laten ontstaan is warmte alleen niet genoeg, je hebt ook geschikte chemie en geochemie nodig. Maar op jonge rotsplaneten kunnen er voldoende water en stoffen zijn die nodig zijn voor de synthese van complexe organische macromoleculen. En het is niet ver van hier naar het echte leven. Als een dergelijk scenario niet erg waarschijnlijk is, is het nog steeds niet onmogelijk. Het is echter bijna onmogelijk om deze hypothese binnen afzienbare tijd te testen. Zelfs als er in het heelal ergens planeten zijn van super-vroege geboorte, dan in zeer kleine aantallen. Het is onduidelijk hoe ze te vinden zijn, en nog onduidelijker hoe te onderzoeken op sporen van biogenese."
Warm en comfortabel
Promotie video:
Maar elementen die zwaarder zijn dan helium alleen zijn niet voldoende om leven te laten ontstaan - comfortabele omstandigheden zijn ook vereist. Het aardse leven is bijvoorbeeld volledig afhankelijk van zonne-energie. In principe hadden de eerste organismen kunnen ontstaan met behulp van de interne warmte van onze planeet, maar zonder zonneverwarming zouden ze niet aan de oppervlakte zijn gekomen. Maar 15 miljoen jaar na de oerknal was deze beperking niet van toepassing. De temperatuur van kosmische relikwie straling was meer dan honderd keer hoger dan de huidige 2,7 K. Nu valt het maximum van deze straling op een golflengte van 1,9 mm, vandaar de naam microgolf. En toen was het infrarood en kon zelfs zonder de deelname van sterlicht het oppervlak van de planeet verwarmen tot een temperatuur die redelijk comfortabel is voor het leven (0-30 ° C). Deze planeten (als ze al bestonden) konden zelfs van hun sterren weg draaien.
Kort leven
Het allereerste leven had echter praktisch geen kansen om lange tijd te overleven, laat staan serieuze evolutie. De relictstraling koelde snel af toen het heelal zich uitbreidde, en de duur van de opwarming van het planetaire oppervlak, gunstig voor het leven, was niet langer dan enkele miljoenen jaren. Bovendien begon 30-40 miljoen jaar na de oerknal de massale geboorte van zeer hete en heldere sterren van de eerste generatie, waarbij de ruimte werd overspoeld met röntgenstralen en hard ultraviolet licht. Het oppervlak van elke planeet in dergelijke omstandigheden was gedoemd om sterilisatie te voltooien.
Het wordt algemeen aanvaard dat het leven dat we kennen niet kan ontstaan in een sterrenatmosfeer, of bij een gasreus als Jupiter, of, nog meer, in een kosmische leegte. Voor het ontstaan van leven zijn hemellichamen met een rijke chemische samenstelling, met een vast oppervlak, met een luchtpoel en met reservoirs met vloeibaar water nodig. Er wordt aangenomen dat dergelijke planeten zich alleen kunnen vormen in de buurt van de sterren van de tweede en derde generatie, die honderden miljoenen jaren na de oerknal in brand begonnen te vliegen.
Antropisch principe
De hypothese van Avi Loeb kan worden gebruikt om het zogenaamde antropische principe te verfijnen. In 1987 schatte de Nobelprijswinnaar natuurkunde Steven Weinberg het bereik van de waarden voor de anti-zwaartekrachtenergie van het vacuüm (nu kennen we het als donkere energie), verenigbaar met de mogelijkheid van de geboorte van leven. Deze energie, hoewel erg klein, leidt tot een versnelde expansie van de ruimte en voorkomt daarom de vorming van sterrenstelsels, sterren en planeten. Hieruit lijkt te volgen dat ons universum ronduit aangepast is voor het ontstaan van leven - dit is precies het antropische principe, want als de waarde van donkere energie maar honderd keer groter zou zijn, dan zouden er geen sterren of melkwegstelsels in het heelal zijn. …
Het volgt echter uit Loebs hypothese dat leven een kans heeft om te ontstaan onder omstandigheden waarin de dichtheid van baryonische materie in het heelal een miljoen keer groter was dan in onze jaartelling. Dit betekent dat er leven kan ontstaan, zelfs als de kosmologische constante niet honderd is, maar een miljoen keer hoger dan de werkelijke waarde! Deze conclusie heft het antropische principe niet op, maar vermindert de geloofwaardigheid ervan aanzienlijk.
Alexey Levin
