Sejarah Astrobiologi, objek kajian dan kepentingannya

The astrobiologi atau exobiologi Ia adalah cawangan biologi yang berkaitan dengan asal, pengedaran dan dinamik kehidupan, dalam konteks kedua-dua planet kita dan seluruh alam semesta. Kita boleh mengatakan bahawa, sebagai sains, astrobiologi adalah ke alam semesta, biologi apa yang ada di planet Bumi.

Oleh kerana spektrum yang luas dari tindakan astrobiologi, ia membawa bersama-sama ilmu-ilmu lain seperti fizik, kimia, astronomi, biologi molekul, Biofizik, biokimia, kosmologi, geologi, matematik, sains komputer, sosiologi, antropologi, arkeologi, antara lain.

Astrobiologi membayangkan kehidupan sebagai fenomena yang boleh menjadi "sejagat". Ia berkaitan dengan konteksnya atau kemungkinan senario; keperluan anda dan syarat minimum anda; proses yang terlibat; prosesnya yang luas; antara topik lain. Ia tidak terhad kepada kehidupan pintar, tetapi ia meneroka jenis kehidupan yang mungkin.

Indeks

• 1 Sejarah astrobiologi
  • 1.1 Visi Aristotelian
  • 1.2 Visi Copernican
  • 1.3 Idea pertama kehidupan luar angkasa
• Objek kajian astrobiologi
• 3 Marikh sebagai model pembelajaran dan penerokaan ruang angkasa
  • 3.1 Misi Mariner dan peralihan paradigma
  • 3.2 Adakah terdapat kehidupan di Marikh? Misi Viking
  • 3.3 Misi Beagle 2, Mars Polar Lander
  • 3.4 Mission Phoenix
  • 3.5 Penjelajahan Marikh berterusan
  • 3.6 Terdapat air di Marikh
  • 3.7 meteorit Martian
  • 3.8 Panspermia, meteorit dan komet
• 4 Kepentingan astrobiologi
  • 4.1 Paradoks Fermi
  • 4.2 Program SETI dan pencarian kecerdasan luar angkasa
  • 4.3 Persamaan Drake
  • 4.4 senario baru
• 5 Astrobiologi dan penerokaan hujung bumi
• 6 Perspektif astrobiologi
• 7 Rujukan

Sejarah astrobiologi

Sejarah astrobiologi boleh kembali kepada permulaan kemanusiaan sebagai spesies dan keupayaannya untuk mempersoalkan tentang kosmos dan kehidupan di planet kita. Dari situ muncul penglihatan dan penjelasan yang masih ada sekarang dalam mitos banyak orang.

Visi Aristotelian

Visi Aristotelian menganggap Matahari, Bulan, seluruh planet dan bintang, sebagai sfera sempurna yang mengorbit kita, membuat bulatan sepusat di sekitar kita.

Visi ini membentuk model geosentris alam semesta dan merupakan konsep yang menandakan kemanusiaan semasa Zaman Pertengahan. Mungkin tidak masuk akal pada masa itu, persoalan kewujudan "penduduk" di luar planet kita.

Visi Copernican

Pada Abad Pertengahan, Nicolaus Copernicus mencadangkan model heliosentriknya, yang menempatkan Bumi sebagai satu planet lagi, yang berputar di sekeliling matahari.

Pendekatan ini amat memberi kesan kepada cara mereka melihat ke seluruh alam semesta dan juga melihat diri kita sendiri, kerana kita meletakkan di tempat yang mungkin tidak seperti yang "istimewa" seperti yang kita fikir. Ia membuka kemungkinan kemungkinan planet-planet lain yang serupa dengan kita dan, dengan itu, kehidupan yang berbeza dari yang kita tahu.

Idea pertama kehidupan luar angkasa

Penulis dan ahli falsafah Perancis, Bernard le Bovier de Fontenelle, pada akhir abad ke-17, telah mencadangkan bahwa kehidupan dapat ada di planet lain.

Pada pertengahan abad kelapan belas, banyak ulama yang berkaitan dengan Pencahayaan, mereka menulis mengenai kehidupan luar angkasa. Malah para astronom terkemuka pada masa itu, seperti Wright, Kant, Lambert, dan Herschel, mengandaikan bahawa planet, bulan, dan juga komet boleh didiami..

Oleh itu abad kesembilan belas mula dengan majoriti ahli-ahli sains, ahli falsafah, ahli teologi dan ulama, berkongsi kepercayaan kewujudan kehidupan di luar bumi dalam hampir semua planet. Ini dianggap asumsi kukuh pada masa itu, berdasarkan pemahaman saintifik yang semakin meningkat tentang kosmos.

Perbezaan besar antara badan angkasa dari sistem suria (berkaitan dengan komposisi kimia, atmosfera, graviti, cahaya dan haba), telah diabaikan.

Walau bagaimanapun, apabila kuasa teleskop meningkat dan dengan adanya spektroskopi, para astronom dapat mula memahami kimia atmosfera planet yang berhampiran. Oleh itu, dapat dikesampingkan bahawa planet berhampiran didiami oleh organisma yang serupa dengan daratan.

Objek kajian astrobiologi

Astrobiologi memberi tumpuan kepada kajian soalan asas berikut:

• Apakah kehidupannya??
• Bagaimanakah kehidupan di Bumi berlaku??
• Bagaimana hidup berkembang dan berkembang?
• Adakah kehidupan di tempat lain di alam semesta??
• Apakah masa depan kehidupan di Bumi dan di tempat lain di alam semesta, jika ada satu?

Dari soalan-soalan ini timbul banyak lagi yang berkaitan dengan objek kajian astrobiologi.

Mars sebagai model pembelajaran dan penerokaan ruang angkasa

Planet merah, Mars, telah menjadi kubu terakhir hipotesis kehidupan luar angkasa dalam sistem solar. Idea kewujudan kehidupan di planet ini, pada awalnya datang dari pemerhatian yang dibuat oleh astronom pada abad kesembilan belas dan awal abad kedua puluh.

Ini menegaskan bahawa tanda di permukaan Marikh sebenarnya saluran yang dibina oleh populasi organisma pintar. Corak ini kini dianggap sebagai hasil daripada angin.

Misi Mariner dan peralihan paradigma

Probe ruang Mariner, mereka menjadi contoh zaman angkasa yang bermula pada penghujung tahun 1950. Era ini membolehkan kita untuk memvisualisasikan dan memeriksa permukaan planet dan lunar secara langsung dalam sistem solar; membuang begitu penegasan berbentuk makhluk luar angkasa multiselular dan mudah dikenali di dalam sistem suria.

Pada tahun 1964 misi NASA Mariner 4, Dia menghantar gambar dekat pertama permukaan Marikh, yang menunjukkan planet padang pasir pada dasarnya.

Walau bagaimanapun, misi berikutnya ke Marikh dan planet luar, membenarkan paparan terperinci badan-badan ini dan bulan-bulan mereka dan terutama dalam hal Mars, pemahaman sebahagian daripada sejarah awal.

Dalam pelbagai senario extraterrestrial, saintis mendapati persekitaran yang tidak berbeza dengan persekitaran yang didiami di Bumi.

Kesimpulan yang paling penting dalam misi angkasa pertama ini ialah penggantian anggapan spekulatif untuk bukti kimia dan biologi, yang membolehkan dikaji dan dianalisis secara objektif.

Adakah kehidupan di Marikh ada? Misi ini Viking

Pada mulanya, keputusan misi Mariner menyokong hipotesis tentang kewujudan kehidupan di Marikh. Walau bagaimanapun, kita harus mempertimbangkan bahawa ia mencari kehidupan makroskopik. Misi kemudiannya mempersoalkan ketiadaan kehidupan mikroskopik.

Sebagai contoh, tiga eksperimen yang direka untuk mengesan kehidupan, yang dibuat oleh penyelidikan daratan misi Viking, dua keputusan positif dan satu negatif.

Walaupun begitu, kebanyakan saintis terlibat dalam eksperimen siasatan Viking bersetuju bahawa tidak ada bukti tentang kehidupan bakteria di Marikh dan hasilnya secara tidak rasmi.

Misi Beagle 2, Mars Polar Lander

Selepas keputusan kontroversi dibuang oleh misi Viking, Agensi Angkasa Eropah (ESA) melancarkan misi pada tahun 2003 Mars Express, direka khusus untuk kajian exobiologi dan geokimia.

Misi ini termasuk siasatan yang dipanggil Beagle 2 (homonim kepada kapal Charles Darwin yang mengembara), direka untuk mencari tanda-tanda kehidupan di permukaan Marikh yang cetek.

Siasatan ini malangnya hilang hubungan dengan Bumi dan tidak dapat mengembangkan misinya dengan memuaskan. Nasib yang sama mempunyai siasatan NASA "Mars Polar Lander"Pada tahun 1999.

Misi Phoenix

Selepas percubaan ini gagal, pada bulan Mei 2008, misi itu Phoenix dari NASA datang ke Marikh, mendapat hasil yang luar biasa dalam hanya 5 bulan. Objektif penyelidikan utamanya ialah eksobiologi, iklim dan geologi.

Siasatan ini dapat menunjukkan kewujudan:

• Salji di atmosfera Marikh.
• Air dalam bentuk ais di bawah lapisan atas planet ini.
• Tanah asas pH antara 8 dan 9 (sekurang-kurangnya di kawasan berhampiran keturunan).
• Air cecair di permukaan Marikh pada masa lalu

Penjelajahan Mars berjalan terus

Penerokaan Mars tetap pada hari ini, dengan alat-alat robot berteknologi tinggi. Misi-misi Rovers (MER-A dan MER-B), telah membuktikan bahawa terdapat aktiviti air di Marikh.

Sebagai contoh, keterangan kewujudan air tawar, mata air mendidih, suasana padat dan kitaran air aktif telah dijumpai.

Di Marikh, bukti telah diperolehi bahawa beberapa batu telah dibentuk dengan kehadiran air cair, seperti Jarosit, yang dikesan oleh Rover MER-B (Peluang), yang aktif dari 2004 hingga 2018.

The Rover MER-A (Rasa ingin tahu), telah mengukur turun naik bermusim metana, yang sentiasa berkaitan dengan aktiviti biologi (data yang diterbitkan pada tahun 2018 dalam jurnal Sains). Ia juga menemui molekul organik seperti thiophene, benzene, toluene, propane dan butane.

Terdapat air di Marikh

Walaupun permukaan Marikh adalah ganas pada masa ini, terdapat bukti jelas bahawa pada masa lalu yang jauh, iklim Marikh membolehkan air cecair, bahan penting untuk kehidupan seperti yang kita tahu, untuk berkumpul di permukaan.

Data Rover MER-A (Rasa ingin tahu), mendedahkan bahawa berbilion tahun yang lalu, sebuah tasik di dalam kawah Gale, mengandungi semua bahan yang diperlukan untuk kehidupan, termasuk komponen kimia dan sumber tenaga.

Meteorit Martian

Sesetengah penyelidik menganggap meteorit Martian sebagai sumber maklumat yang baik tentang planet ini, sejauh mana menyatakan bahawa ia mengandungi molekul organik semulajadi dan juga mikrofosil bakteria. Pendekatan ini adalah subjek perdebatan saintifik.

Meteorit dari Marikh sangat jarang dan mewakili satu-satunya sampel yang dapat dianalisis langsung dari planet merah.

The panspermia, meteorit dan komet

Salah satu hipotesis yang menyokong kajian meteorit (dan juga komet), dipanggil panspermia. Ini terdiri daripada andaian bahawa pada masa lalu penjajahan Bumi berlaku, oleh mikroorganisma yang datang di dalam meteorit ini.

Hari ini, terdapat juga hipotesis yang menyatakan bahawa air tanah datang dari komet yang mengebom planet kita pada masa lalu. Di samping itu, ia dipercayai bahawa komet ini mungkin membawa kepada mereka molekul primal, yang membolehkan perkembangan kehidupan atau bahkan telah berkembang kehidupan di dalamnya.

Baru-baru ini, pada September 2017, Agensi Angkasa Eropah (ESA) telah berjaya menyelesaikan misi tersebut Rosette, dilancarkan pada tahun 2004. Misi ini terdiri daripada penerokaan komet 67P / Churyumov-Gerasimenko dengan siasatan Philae yang mencapai dan mengorbit, dan kemudian turun. Keputusan misi ini masih dalam kajian.

Kepentingan astrobiologi

Paradoks Fermi

Boleh dikatakan bahawa soalan asal yang memotivasi kajian Aastrobiologi ialah: Adakah kita bersendirian di alam semesta??

Hanya dalam Bima Sakti terdapat ratusan berbilion sistem bintang. Fakta ini, ditambah dengan zaman alam semesta, membawa kita untuk berfikir bahawa kehidupan harus menjadi fenomena yang sama di galaksi kita.

Sekitar subjek ini, persoalan yang dikemukakan oleh ahli fizik pemenang Nobel Enrico Fermi terkenal: "Di mana mereka semua?", Yang mana dia dirumuskan dalam konteks makan tengah hari, di mana fakta bahawa galaksi harus penuh dibincangkan kehidupan.

Persoalannya akhirnya menimbulkan Paradox yang menanggung namanya dan yang dinyatakan dalam cara berikut:

"Kepercayaan bahawa alam semesta mengandungi banyak tamadun berteknologi maju, digabungkan dengan kekurangan bukti pemerhatian kami untuk menyokong visi itu, tidak konsisten."

Program SETI dan pencarian kecerdasan luar angkasa

Sambutan yang mungkin kepada paradoks Fermi, boleh jadi bahawa tamadun kita fikirkan, sebenarnya jika mereka berada di sana, tetapi kita tidak mencari mereka.

Pada tahun 1960, Frank Drake dan ahli-ahli astronomi lain memulakan program pencarian kecerdasan luar angkasa (SETI)..

Program ini telah membuat usaha bersama dengan NASA, dalam mencari tanda-tanda kehidupan luar angkasa, seperti isyarat radio dan gelombang mikro. Persoalan-persoalan tentang bagaimana dan di mana untuk mencari isyarat-isyarat ini telah membawa kepada kemajuan besar dalam banyak cabang sains.

Pada tahun 1993, Kongres AS membatalkan pembiayaan kepada NASA untuk tujuan ini, sebagai akibat daripada salah faham tentang makna apa yang dimaksudkan oleh carian tersebut. Pada masa kini, projek SETI dibiayai dengan dana swasta.

Projek SETI telah pun menimbulkan filem Hollywood, seperti Hubungi, yang dibintangi pelakon Jodie Foster dan diilhami oleh novel homonim yang ditulis oleh ahli astronomi terkenal dunia Carl Sagan.

Persamaan Drake

Frank Drake telah menganggarkan bilangan tamadun dengan kapasiti komunikatif, dengan ungkapan yang menanggung namanya:

N = R * x f_p x n_e x f_l x f_i x f_c x L

Di mana N mewakili bilangan tamadun dengan kapasiti untuk berkomunikasi dengan Bumi dan dinyatakan sebagai fungsi pembolehubah lain seperti:

• R *: kadar pembentukan bintang yang mirip dengan matahari kita
• f_p: pecahan sistem bintang ini dengan planet
• n_e: bilangan planet yang serupa dengan Bumi oleh sistem planet
• f_l: pecahan planet tersebut di mana kehidupan berkembang
• f_i: pecahan di mana kecerdasan muncul
• f_c: pecahan planet yang sesuai dengan komunikasi
• L: jangkaan "kehidupan" tamadun-tamadun ini.

Drake merumuskan persamaan ini sebagai alat untuk "mengukur" masalahnya, bukan sebagai elemen untuk membuat anggaran konkrit, kerana banyak istilahnya sangat sukar untuk dianggarkan. Walau bagaimanapun, terdapat konsensus bahawa bilangan yang cenderung membuang adalah besar.

Senario baru

Kita perlu ambil perhatian bahawa, apabila persamaan Drake dirumuskan, terdapat sedikit bukti planet dan bulan di luar sistem suria kita (exoplanet). Ia adalah pada dekad 1990-an, bahawa bukti pertama exoplanet muncul.

Sebagai contoh, misi itu Kepler dari NASA, mengesan 3538 calon untuk exoplanet, yang mana sekurang-kurangnya 1000 dianggap sebagai "zon huni" sistem yang dipertimbangkan (jarak yang membolehkan kewujudan air cair).

Astrobiologi dan penerokaan hujung Bumi

Salah satu kebaikan astrobiologi adalah bahawa ia telah memberi inspirasi, sebahagian besarnya, keinginan untuk meneroka planet kita sendiri. Ini dengan harapan memahami dengan analogi fungsi kehidupan dalam senario lain.

Sebagai contoh, kajian sumber-sumber hidroterma di atas katil laut telah membolehkan kita memerhatikan buat kali pertama, kehidupan yang tidak dikaitkan dengan fotosintesis. Maksudnya, kajian-kajian ini menunjukkan kepada kita bahawa terdapat sistem di mana kehidupan tidak bergantung kepada cahaya matahari, yang selalu dianggap sebagai keperluan yang sangat diperlukan..

Ini membolehkan kita menganggap senario yang mungkin untuk kehidupan di planet di mana air cair boleh diperoleh, tetapi di bawah lapisan tebal ais, yang akan menghalang kedatangan cahaya kepada organisma.

Satu lagi contoh ialah kajian lembah kering di Antartika. Terdapat bakteria fotosintesis terselamat yang telah terlindung di dalam batuan (bakteria endolitik).

Dalam kes ini, batu berfungsi sebagai sokongan dan perlindungan terhadap keadaan buruk tempat tersebut. Strategi ini juga telah dikesan dalam flat garam dan mata air panas.

Perspektif astrobiologi

Pencarian saintifik untuk kehidupan luar angkasa belum berjaya setakat ini. Tetapi ia menjadi lebih canggih, kerana penyelidikan astrobiologi menghasilkan pengetahuan baru. Dekad berikutnya penerokaan astrobiologi akan menyaksikan:

• Usaha yang lebih besar untuk menerokai Marikh dan bulan-bulan berliku Musytari dan Zuhal.
• Keupayaan untuk memerhatikan dan menganalisis planet ekstrasolar.
• Potensi yang lebih besar untuk merekabentuk dan mengkaji bentuk kehidupan yang lebih mudah di makmal.

Segala kemajuan ini pasti akan meningkatkan kemungkinan kita mencari kehidupan di planet yang sama dengan Bumi. Tetapi mungkin, kehidupan luar angkasa tidak wujud atau sangat tersebar di seluruh galaksi, bahawa kita hampir tidak mempunyai peluang untuk mencari.

Walaupun senario terakhir ini benar, penyelidikan dalam astrobiologi semakin memperluas perspektif kehidupan kita di Bumi dan tempatnya di alam semesta.

Rujukan

1. Chela-Flores, J. (1985). Evolusi sebagai fenomena kolektif. Jurnal Teoretical 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-Gonzalez, R., ... Coll, P. (2018). Bahan organik yang dipelihara dalam mudstones 3-bilion tahun di kawah Gale, Marikh. Sains, 360 (6393), 1096-1101. doi: 10.1126 / science.aas9185
3. Goldman, A. D. (2015). Astrobiologi: Tinjauan Keseluruhan. Dalam: Kolb, Vera (eds). ASTROBIOLOGY: Pendekatan CRC Pendekatan Evolusi
4. Gordon, J., Davila, A., Lacelle, D., Pollard, W., Marinova, M., Greer, C. W., ... Whyte, L. G. (2016). Mendekati batas-batas mikrobiologi sejuk di permafrost lembah kering atas, Antartika. Jurnal ISME, 10 (7), 1613-1624. doi: 10.1038 / ismej.2015.239
5. Krasnopolsky, V. A. (2006). Beberapa masalah yang berkaitan dengan asal usul metana di Marikh. Icarus, 180 (2), 359-367. doi: 10.1016 / j.icarus.2005.10.015
6. LEVIN, G. V., & STRAAT, P. A. (1976). Viking dilabelkan Penyebaran Biologi: Keputusan Interim. Sains, 194 (4271), 1322-1329. doi: 10.1126 / sains.194.4271.1322
7. Sepuluh Kate, I. L. (2018). Molekul organik di Marikh. Sains, 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). Tahap latar belakang metana di atmosfera Mars menunjukkan variasi bermusim yang kuat. Sains, 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). Awan Air Ais dan Pemendakan. Sains, 325 (5936), 68-70. doi: 10.1126 / sains.1172344