Wie oft entsteht Leben im Universum?


Seit den 1960er Jahren hat der Drake-Gleichung verwendet, um vorherzusagen, wie viele kommunikative Außerirdische Zivilisationen in der Milchstraße existieren. In die gleiche Richtung, sucht eine neue Formel, die Frequenz zu schätzen, an dem Leben auf einem Planeten entsteht – eine Berechnung, die uns herauszufinden, die Wahrscheinlichkeit, dass Leben anderswo im Universum entstehen lassen könnte.

Die neue Gleichung, entwickelt von Caleb Scharf von Columbia Astrobiologie Center und Leroy Cronin von der Schule der Chemie an der University of Glasgow, kann nicht noch verwendet werden, um die Chancen auf Leben bestehenden an anderer Stelle zu bestimmen, aber es ist ein vielversprechender Anfang in dieser Richtung.

Grundsätzlich erhoffen die Forscher sich, dass ihre neue Formel, beschrieben in der aktuellen Ausgabe der Proceedings der National Academy of Sciences, fördern Wissenschaftler studieren die verschiedenen Faktoren, die Origin-of-Life-Veranstaltungen mit Besonderheiten innerhalb der planetaren Umgebung verbinden. Mehr konzeptionell, hoffen sie, ihre Gleichung schließlich verwendet wird, um die Frequenz Vorhersagen an der Planeten eine Origin-of-Life-Veranstaltung, auch Abiogenese erleben. Wie die Forscher erklärt, Gizmodo, "Dies würde uns um herauszufinden, die Wahrscheinlichkeit, dass Leben anderswo im Universum entstehen kann."

Oben: Video-Erklärer auf der Drake-Gleichung

Diejenigen mit der Drake-Gleichung vertraut werden mit der Funktionsweise vertraut. Im Jahr 1961 in Handarbeit Astronom Frank Drake eine probabilistische Formel zur Schätzung der Anzahl der aktiven, Radio-Übertragung von außerirdischen Zivilisationen in der Galaxie zu helfen. Seine Formel wurde mit mehreren unbekannten Werte, einschließlich der durchschnittliche Zinssatz der Sternentstehung, die durchschnittliche Anzahl der Planeten, die potenziell Leben, der Anteil der Planeten, die tatsächlich gehen unterstützen können auf intelligentes Leben entwickeln, und so weiter verpackt. Wir haben keine endgültige Antwort auf die Drake-Gleichung, aber wir werden sicherlich besser in die Lücken zu füllen.

Die neue Formel entwickelt von Scharf und Cronin ist kein Versuch, die Drake-Gleichung ersetzen. Stattdessen soll es einen tiefen Einblick in die präzisere Frage der Abiogenese.

Die Formel sieht wie folgt aus:

Wo:

  • N Abiogenese (t) = Liklihood der Ursprung von Lebensereignissen
  • N b = Anzahl der möglichen Bausteine
  • N o = mittlere Anzahl der Bausteine pro Organismus oder biochemisch wichtige System
  • f c = Fractional Verfügbarkeit von Building Blocks während der Zeit t
  • P ein = Wahrscheinlichkeit des Assembly pro Zeiteinheit

Es sieht kompliziert aus, aber es ist ziemlich geradlinig. Die Gleichung ist im Grunde sagen, dass die Wahrscheinlichkeit für Leben auf einem Planeten entstehen eng mit der Menge an lebensnotwendigen chemischen "Bausteine" zur Verfügung auf dem Planeten verbunden ist.

Von Bausteinen beziehen sich die Forscher auf die minimale Chemikalien erforderlich, um die Verarbeitung, machen eine einfache Lebensform zu starten. Dies könnte Basenpaare der DNA/RNA oder Aminosäuren, aber es könnte auch bedeuten, alle verfügbaren Moleküle oder Materialien auf dem Planeten, der mit den chemischen Reaktionen engagieren können, die zum Leben führen könnten. Chemie bleibt Chemie quer durch das Universum, aber anderen Planeten können auf verschiedene Ansätze zum Laichen Leben gestolpert.

Genauer gesagt, heißt Scharf und Cronin die Gleichung die Widrigkeiten des Lebens auf einem Planeten entstehen durch die Anzahl der Bausteine, die eventuell existieren könnte, die Anzahl der Bausteine zur Verfügung, die Wahrscheinlichkeit angetrieben werden, die diese Bausteine tatsächlich zu gehen wird, erstellen Sie leben (z.B. Montage), und die Anzahl der Bausteine benötigt, um eine bestimmte Lebensform zu produzieren. Also, neben der Identifizierung der chemischen Voraussetzungen für das Leben, diese Gleichung soll die Frequenz bestimmen, an der reproduktiven Moleküle entstehen. Hier auf der Erde, Abiogenese im Moment zeichnete sich als RNA entstanden. Dieser entscheidende Schritt folgte der Aufstieg des einfachen einzelligen (Prokaryoten), und dann komplexe einzelnen-celled Leben (Eukaryoten).

"Unser Ansatz verbindet die Chemie auf dem Planeten, die globale Wachstumsrate Leben zu beginnen – Dies ist wichtig, wie heute fangen viele Solaranlagen mit mehreren Planeten finden" Cronin sagte Gizmodo. "Zum Beispiel, wir denken, dass mit einem kleineren Planeten in der Nähe – wie Mars, ist potentiell wichtig, da es kühler schneller wurde als die Erde... etwas Chemie konnte"get started", und dann könnte Auswirkungen Ejections transportieren, dass komplexe Chemie auf die Erde zu"Kick-Start"die Chemie auf der Erde zu helfen."

In der Tat ist eines der wichtigsten Erkenntnisse dieser Studie, dass Planeten isoliert nicht studieren können. Wie Cronin erwähnt, Mars und Erde kann an teilgenommen Cross-Kontamination zu einem bestimmten Zeitpunkt in unserer fernen Vergangenheit – ein Austausch von Materialien, die auf den Aufstieg des Lebens auf der Erde beigetragen haben könnten. Diese neue Forschung schlägt vor, dass die Übertragung von chemischen Bausteine zwischen nahe gelegenen Planeten die Widrigkeiten des Lebens auf ihnen entstehen erheblich steigern könnte.

So sind wir näher an zu wissen, wie viel Leben im Universum existiert?

"Das ist eine schwierige Frage zu beantworten,", sagte Cronin. "Was unsere Arbeit legt nahe, dass Solaranlagen mit mehr als ein Planet ausgezeichnete Kandidaten für die engere Studie sein könnte – in der Tat die wichtigste Botschaft ist auf mehreren Planeten Systeme zu konzentrieren und sehen, wenn jeder der Planeten suchen" lebendig. " Durch sagt lebendig, Cronin, wir suchen sollten Anzeichen für wechselnde Atmosphären, Komplexchemie, Nachweis der Komplexität und Hinweise auf Veränderungen im Klima, das durch biologische Organismen gefahren werden konnte.

Wir haben nicht genug empirische Evidenz zu Scharf und Cronin die Gleichung im Moment zu vervollständigen, aber das könnte sich in Zukunft ändern. In den kommenden Jahrzehnten werden wir in der Lage, das James-Webb-Teleskop und MITS Tess Mission (Übersetzung von extrasolaren Planeten Umfrage Mission) verwenden, um die fehlenden Werte einfallen lassen. Schließlich, und hoffentlich ganz bald wissen wir endlich die Antwort auf diese veraltete Frage.

[Proceedings of the National Academy of Sciences]

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