Když Jeremy Drake začal svou kariéru koncem 80. let, otázka, zda jsme ve vesmíru sami, se zdála mimo oblast vědy.
"Bylo to jako, jak nemůžeme dokázat nebo popřít existenci Boha, " říká Drake. "Nebyla žádná data."
Od té doby, co byl Drake, nyní 49 a senior astrofyzik v Harvard-Smithsonianově centru pro astrofyziku, se hodně změnilo, začalo studovat hvězdy jako doktorand na Oxfordu.
V polovině 90. let odhalily vyspělejší dalekohledy a spektrometry první planety obíhající vzdálené hvězdy - objev, který poprvé otevřel tantalizující možnost života jinde v galaxii. V průběhu let počet známých planet explodoval na více než 1700. Právě minulý měsíc NASA oznámila, že jeho kosmický dalekohled Kepler, který byl spuštěn v roce 2009, umožnil identifikaci 715 nových planet obíhajících kolem 305 hvězd, včetně čtyř, které mají správnou velikost a vzdálenost od svých hvězd, aby podporovaly kapalnou vodu, a tak život, jak jsme to vědí.
I když je nepravděpodobné, že budeme schopni tyto planety prozkoumat zblízka, vědci začínají provádět základní výzkum, který by jednoho dne mohl pomoci určit, které nově objevené planety mají největší šanci hostit mimozemský život. A hodně z této práce se nyní děje u Smithsonianů.
V roce 2012 uspořádal Drake, jehož laboratoř sedí na kopci v tichém koutě Harvardova kampusu, ve Washingtonu ve Washingtonu konferenci nazvanou „Život v kosmu“, na níž se sešli Smithsonovští vědci z takových různorodých institucí, jako je Muzeum přírodní historie, The Air a kosmické muzeum a Smithsonianský institut pro tropický výzkum v Panamě. Zatímco na první pohled se může zdát, že astrofyzik má málo společného s paleontology nebo ekology deštných pralesů, Drake doufá, že mezioborová spolupráce, která z tohoto projektu vyplyne, nám pomůže lépe pochopit původ života na Zemi - a jak se může vyvíjet jinde v galaxie.
"Toto je nejširší vědecký problém, " říká. "A podle mě je to asi nejdůležitější otázka."
Jaké jsou šance, že tam venku je život?
Situace se mění tak rychle. Před rokem 1995 jsme netušili - měli jsme pouze jednu známou sluneční soustavu. [V roce 1961] Drakeova rovnice - samozřejmě jiný Drake - v podstatě řekl, že stanovení pravděpodobnosti počtu planet v galaxii je čistě hádáním. Kolem roku 1980 jsme poprvé začali vidět věci zvané „zaprášené disky“ kolem slunečních hvězd, a větší a lepší mise je viděly ve větším počtu. To nás přivádí k éře detekce planety, která začíná v polovině 90. let. Tyto první planety byly samozřejmě velmi blízko jejich mateřské hvězdě, plynové obry, které neměly vůbec šanci zachránit život. A to proto, že to byli ti nejjednodušší, kdo to zjistili. Nyní si však uvědomujeme, že existuje velmi vysoká pravděpodobnost, že kolem hvězd bude více planet podobných Zemi. Mohou existovat i jiné způsoby, jak rozvinout život, který nemusí nutně potřebovat planety, ale rozhodně nejjednodušší způsob je mít nějaké stabilní prostředí, jako je planetární systém, který má přívod energie od blízké hvězdy. Planety jsou tedy dobrou sázkou.
Jak jste přišli uspořádat „Život v Kosmu“?
Bylo to pravděpodobně v roce 2010 a studoval jsem vnější atmosféru hvězd, která je na slunci označována jako sluneční korona. O existenci planety již existovaly významné údaje a já jsem začal přemýšlet o tom, jaké radiační prostředí planet bude. Myslel jsem, že to může souviset s tím, co dělají ostatní lidé, jako je Bob Craddock v Leteckém a kosmickém muzeu, který studuje velmi důležitý problém v planetární fyzice: Jak Mars ztratil svou atmosféru? Pokud chcete mít život na planetě, to není něco, co se chcete stát.
Je to už pár let, co jste uspořádali konferenci ve Washingtonu. Vyplývají z toho nějaké zajímavé studie nebo spolupráce?
Jo, existují nějaké studie, některé potenciální spolupráce, které jsou stále ještě v plenkách. Hlavním problémem ve vědě jsou vždy peníze. Žádáme o financování pětileté studie o tom, jak jsou sestaveny stavební bloky nezbytné pro obývání planety. Máme další návrh zaměřit se na atmosférický vývoj planet. Měli jsme semenný projekt, kdy lidé v Panamě [v Smithsonian Tropical Research Institute] sledovali, jak dostupnost fosforu ovlivní ekosystémy. Fosfor je nezbytný pro život, ale ve skutečnosti je velmi krátký život na aktivní planetě, protože se za normálního počasí pijí z půdy. Na Zemi je doplněna geologickou činností - jak důležitá je geologická aktivita pro rozvoj života? To opravdu nevíme. Něco jako talířová tektonika na Zemi, je to požadavek na život jinde?
Je to myšlenka, že jakmile budeme mít lepší technologii, abychom se mohli podívat na tyto nově objevené planety, mohl by nám tento výzkum pomoci vybrat, které z nich vyžadují další studium, nebo které mohou mít největší pravděpodobnost podpory života?
To je v pořádku. Pravděpodobně je tektonika talířů příliš obtížná na předpovědi, pokud jde o modelování planety v tomto bodě, ale možná byste mohli hrubě pochopit, jaké planety by měly mít tuto charakteristiku. Nebo byste mohli říct: „Dobře, pokud máme omezené zdroje, pojďme s planetami, o kterých si myslíme, že mají správnou atmosféru.“ Pokusili byste se najít ty zajímavé. Toto číslo může být vágní, ale rozhodně to nebude většina.
Jak přispívá váš vlastní výzkum k zodpovězení těchto otázek?
Pracuji na protoplanetárních discích a také na tvorbě hvězd. Planety se pravděpodobně formují relativně rychle ve stejnou dobu, kdy hvězda dokončí svůj vznik. Je to velmi, velmi komplikovaný, ale velmi zajímavý astrofyzikální problém. To, co děláme, je použití tohoto vysokého rentgenového kontrastu u mladých hvězd k tomu, abychom v zásadě našli mladé, vytvářející sluneční soustavy a hledali protoplanetární disky. Tyto studie nám dávají představu o tom, kolik planet může být v galaxii.
Pokud to najdeme, jak by mohl vypadat život na jiných planetách?
Mám podezření, že to, co se stane, je, že najdeme planetu s detekovatelným kyslíkovým podpisem a pravděpodobně to zradí biologickou aktivitu, pravděpodobně prvotní sliz nebo bakterie. Mám podezření, že pokud něco odhalíme - a za předpokladu, že planeta nebude příliš odlišná od Země - bude to vypadat jako něco, s čím jsme nejasně obeznámeni. Jednoduše řečeno, život se sem skutečně nedostal mnohem sofistikovanějším způsobem, než před stovkami milionů let, než miliardami, a nejčastější věcí jsou bakterie. Ale pak zase nejsem biolog, takže možná něco, co mi připadá stejné, by vypadalo úplně jinak než biolog.
A co život založený na úplně jiné chemii - například křemíku?
Nemyslím si to. To je něco, co bylo krátce vzneseno na chvíli zpět, ale mám podezření, že život na Zemi vznikl tak, jak to bylo, protože se stalo základem v biochemii a že tyto základní procesy jsou pro nás univerzální, spíše než pro nás typické. Víme, že jsme na Zemi měli tento kmen života po miliardy let, a chemie měla šanci dělat jiné věci, pokud to opravdu fungovalo.
Hodně se hovořilo o extremofilech - o životě zde na Zemi, který existuje v geotermických průduchech a dalších drsných prostředích - jako o možném modelu života na jiných planetách. Myslíte si, že je to možnost?
Extremofilové se často používají jako argument pro to, jak odlišný život může být, než to, co v současné době nejznámější. Já osobně mám opačný argument. Myslím, že to, co se stane, je, jakmile dáte oporu životu, pak má schopnost přizpůsobit se bizarnějším prostředím. Nemyslím si, že vám to nutně říká, že život může vznikat v bizarních prostředích. Moje podezření je, že musíte mít spravedlivé podmínky podobné Goldilocksovi, aby se váš život rozběhl, ale jakmile to máte, máte možnost vytvářet věci, které jsou mnohem exotičtější.
Celý tento úkol je samozřejmě stále ve velmi raných fázích, ale pokud objevíme život jinde v galaxii, jaké jsou šance, že ho budeme moci navštívit?
Abychom mohli navštívit jinou civilizaci nebo aby nás navštívili, musí existovat část fyziky, která dosud není pochopena. Nemůžete to udělat, cestování rychlostí světla. Aby civilizace mohly cestovat na vzdálenosti galaktického typu, musí existovat neznámá fyzika, která tomu umožní. Pokud k tomu dojde, má to obrovské důsledky pro naše nepochopení základní fyziky. V současné době existuje jeden z argumentů proti jevu UFO: Fyzicky to prostě není možné.
I kdybychom nemohli dosáhnout nově objeveného mimozemského života, jaký by byl dopad objevu na Zemi?
Myslím, že by to mělo obrovský dopad - psychologicky, teologicky, sociálně. Ale myslím, že by to byl největší jediný vědecký objev v historii, jedna z nejdůležitějších věcí, které lidé udělali. V tuto chvíli máme k životu celostátní přístup - typ „nás proti nim“, typ národnosti. Myslím, že kdyby byl život odhalen na jiných planetách a určitě, kdyby byla nalezena komunikace nebo známky civilizací, doufám, že se perspektiva úplně změní. Stali jsme se více pohledem zvenku. Cítili by se lidé méně důležití? Možná ano. To je asi dobrá věc.
