Para saber si existe vida fuera de la Tierra, debemos ocuparnos de nuestro propio significado en el universo. ¿Somos algo único o no somos nada especial?
Todos vivimos en un pequeño planeta que orbita alrededor de una estrella de mediana edad que es una de las aproximadamente 200 mil millones de estrellas en el vasto remolino de materia que forma la Vía Láctea. Nuestra galaxia es una de, presumiblemente, varios cientos de miles de millones de estructuras similares en el universo observable, y su extensión actual en todas las direcciones desde nosotros es de más de 270.000.000.000.000.000.000.000 (2,7 × 1023) millas.
Según cualquier insignificante estándar humano, el universo es una enorme cantidad de materia y una enorme cantidad de espacio. Nuestra especie se formó en un momento insignificante de historia colosal, y parece que habrá un futuro aún más largo con o sin nuestra participación.
Los intentos de definir nuestra posición, de establecer nuestra importancia, pueden parecer una especie de broma hipertrofiada. Debemos ser monstruosamente estúpidos si imaginamos que podemos encontrar algún significado para nosotros mismos.
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Sin embargo, estamos tratando de hacer precisamente eso, a pesar de nuestra aparente mediocridad, que se hizo visible cuando el científico renacentista Nikola Kopernik, hace unos 500 años, dejó de considerar a la Tierra como el centro del sistema solar. Su idea se ha convertido en uno de los descubrimientos científicos más importantes de los últimos cientos de años, así como en un indicador importante en nuestro camino hacia la comprensión de la estructura interna del cosmos y la naturaleza del mundo real.
En nuestros intentos de evaluar nuestro valor, nos enfrentamos a un acertijo: algunos descubrimientos y teorías sugieren que la vida puede ser ordinaria y ordinaria, mientras que otros dicen lo contrario. ¿Cómo deberíamos comenzar a reconstruir nuestro conocimiento del espacio, desde las bacterias hasta el Big Bang, para explicar si somos importantes o no? Y a medida que aprendemos más sobre nuestro lugar en el universo, estamos tratando de comprender qué significa todo esto para nuestros intentos de averiguar si hay otros seres vivos en el espacio. ¿Cuáles serán nuestros próximos pasos en esta dirección?
Qué sabemos
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En la década de 1600, el comerciante y científico Antony van Leeuwenhoek, utilizando sus propios microscopios hechos a mano, se convirtió en la primera persona en ver bacterias, un viaje que lo llevó al mundo extraterrestre del microcosmos. Este notable descenso, este deslizamiento por las escaleras de las dimensiones físicas hacia el mundo exuberante dentro de nosotros, fue el primer paso hacia la comprensión de que los componentes de nuestro cuerpo, nuestra masa de estructuras moleculares, existen en el extremo más lejano del espectro de la escala biológica. Dudo que antes del asombroso descubrimiento de Levenguk, la gente tuviera la oportunidad de pensar en este hecho, no en un nivel superficial, sino en algún otro nivel más profundo.
Bacterias Streptococcus pyogenes
Hay organismos en la Tierra que son físicamente más grandes y más masivos que nosotros: mire las ballenas o los árboles. Sin embargo, estamos mucho más cerca del extremo superior de la escala de vida que del extremo microscópico. Las bacterias reproductoras más pequeñas son cientos de miles de millones de veces más pequeñas que un metro, y los virus más pequeños son diez veces más pequeños. El cuerpo humano es aproximadamente 10 o 100 millones de veces más grande que la vida más simple que conocemos.
Entre los mamíferos terrestres de sangre caliente, también estamos entre los grandes ejemplares, pero no en la cima de la escala. En el extremo opuesto están nuestros parientes más pequeños, musarañas diminutas, criaturas muy pequeñas de lana y carne que pesan solo dos gramos. Existen al borde de lo posible, y sus cuerpos pierden constantemente calor, que difícilmente pueden compensar con la ayuda de abundante comida.
Sin embargo, la mayoría de los mamíferos están más cerca de su tamaño que el nuestro, especialmente si se considera que el peso corporal promedio de la población de mamíferos es de 40 gramos. Nuestros complejos cuerpos inteligentes, basados en células, están en la parte superior, y relativamente pocos mamíferos son más grandes que nosotros.
No hay duda de que estamos en este mismo borde, en esta frontera entre la compleja diversidad de lo biológicamente pequeño y las capacidades limitadas de lo biológicamente grande. Ahora imagina nuestro sistema planetario. Nuestra estrella no es uno de los tipos de estrellas más abundantes (la mayoría de ellas son de menor masa), nuestras órbitas son actualmente más redondeadas y más espaciadas entre sí que en la mayoría de los otros sistemas exoplanetarios, y no tenemos ninguna super- Tierra entre nuestros vecinos planetarios.
Este tipo de mundo, varias veces más grande que la Tierra en masa, está representado en al menos el 60% de todos los sistemas, pero en nuestro sistema solar no lo está. Si usted fuera el arquitecto de sistemas planetarios, entonces consideraría que nuestro diseño está aislado, ligeramente diferente de la norma.
Algunas de estas características se basan en el hecho de que nuestro sistema solar ha escapado a una importante reorganización dinámica que la mayoría de los otros sistemas planetarios no han logrado. Esto no significa que tengamos asegurado un futuro tranquilo y pacífico: las últimas simulaciones de gravedad muestran que dentro de varios cientos de millones de años nuestro sistema puede verse afectado por un período más caótico.
Y en otros cinco mil millones de años, el sol puede expandirse con el inicio de un período de envejecimiento espasmódico y cambiar significativamente la irradiación de los planetas. Todos los indicadores indican que vivimos ahora en un tiempo intermedio o límite, en un período de transición entre la juventud estelar-planetaria y el próximo período de debilidad.
Nuestra existencia relativamente tranquila durante este período, si la evaluamos retrospectivamente, no es sorprendente. Al igual que con otros aspectos de nuestra situación, vivimos en un lugar templado, ni demasiado cálido ni demasiado frío, químicamente nuestro entorno no es demasiado activo ni demasiado inerte, no es demasiado volátil y no está completamente desprovisto de cambios.
Además, hoy es obvio que este vecindario astrofísicamente tranquilo se extiende mucho más allá de nuestra galaxia. Desde el punto de vista del universo como un todo, existimos en un período que es mucho más antiguo que el período rápido y violento de un espacio joven y caliente. En todas partes, el proceso de creación de estrellas se está ralentizando. Otros soles, otros planetas se están formando a una tasa promedio que es solo el 3% de lo que había en el período de hace 11 a 8 mil millones de años.
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Estas estrellas comienzan a moverse lentamente por el universo. Y, si hablamos en términos cosmológicos amplios, fue hace solo 6 o 5 mil millones de años que nuestro universo comenzó a desacelerarse después del Big Bang. La energía oscura, nacida del vacío mismo, acelera el crecimiento del espacio y ayuda a suprimir el desarrollo de estructuras cósmicas más grandes. Pero esto significa que la vida está condenada en última instancia en un futuro separado a un aburrido aislamiento dentro de un universo cada vez más incomprensible.
Si juntamos todos estos factores, quedará claro que nuestra visión del espacio interior y exterior es muy limitada. Esta es una vista desde un poste estrecho. De hecho, nuestra comprensión intuitiva de los eventos aleatorios y nuestro desarrollo científico en el campo de la inferencia estadística, quizás, serían diferentes si hubiera otras circunstancias en el campo del orden o el caos, el espacio y el tiempo.
Y el mismo hecho de que estemos demasiado lejos de cualquier otra vida en el espacio, hasta el punto en que aún no hemos podido capturar ninguno de sus signos o encontrarlo, tiene un fuerte impacto en las conclusiones que podemos sacar.
conclusiones
Tenemos amplia evidencia para apoyar la idea básica de Copérnico de que no somos nada especial. Pero al mismo tiempo, hay varios rasgos característicos de nuestro entorno que indican lo contrario.
Algunas de estas cualidades han dado lugar al llamado principio antrópico, según el cual ciertas constantes fundamentales de la naturaleza parecen estar "afinadas" y, por lo tanto, las cualidades fundamentales del universo se equilibran cerca de los límites que permiten la existencia de la tierra y la vida en él. Si va demasiado lejos en cualquier dirección, entonces la naturaleza del cosmos puede ser completamente diferente.
Cambie ligeramente la fuerza relativa de la gravedad, y entonces las estrellas no se formarán en absoluto y no surgirán elementos pesados, o se crearán estrellas enormes y luego desaparecerán rápidamente, sin dejar rastros, ni descendientes, ni camino hacia la vida. Y si cambia las fuerzas electromagnéticas, entonces los enlaces químicos entre los átomos serán demasiado débiles o demasiado fuertes para crear una variedad de estructuras moleculares que le permitan tener una complejidad tan increíble en el espacio.
Galaxia espiral NGC 4258
¿Qué pensamos de todas estas contradicciones? En mi opinión, los hechos nos están empujando hacia una nueva idea científica de nuestro lugar relativo en el espacio, a partir tanto de los principios copernicanos como de las ideas antrópicas, y también creo que avanzando en esta dirección, esta nueva idea se convertirá en un principio independiente. Quizás podamos llamar a esta nueva idea el principio cosmo-caótico, una plataforma entre el orden (el significado original de la palabra griega kosmos) y el caos.
Su esencia radica en el hecho de que la vida y, en particular, la vida en la Tierra, siempre estará en el lugar de contacto o en la unión de zonas determinadas por características tales como energía, ubicación, escala, tiempo, orden y caos. Factores como la estabilidad o el caos de las órbitas planetarias, o las variaciones climáticas y geofísicas del planeta, son manifestaciones directas de estas características.
Si se aleja demasiado de estos límites, el equilibrio cambiará hacia un estado desfavorable. Nuestra vida requiere la combinación correcta de ingredientes, una mezcla de calma y caos, la combinación correcta de yin y yang.
Acercarse a estos límites hace posibles tales cambios y variaciones, pero uno no debe acercarse demasiado para no abrumar constantemente al sistema. Hay paralelismos obvios con el concepto de zona habitable (zona Ricitos de oro), según el cual la temperatura del entorno espacial de un planeta alrededor de una estrella está en un rango estrecho de parámetros.
Dejando de lado la existencia de vida, la zona habitable puede ser mucho más dinámica, no tiene que estar fija en el espacio y el tiempo. Más bien, es una trayectoria en constante movimiento, retorciéndose y doblando con muchos parámetros, como los caminos trazados por las manos y los pies de un bailarín.
Si la regla universal es que la vida solo puede existir en estas condiciones, entonces surgen algunas posibilidades intrigantes con respecto a nuestra importancia en el espacio. En contraste con las severas ideas de Copérnico que enfatizan nuestra mediocridad y por lo tanto asumen una gran cantidad de condiciones similares en el espacio, la noción de que la vida requiere ajustar varios parámetros dinámicos reduce el número de opciones.
Las posibilidades de vida resultantes de este nuevo enfoque también son diferentes de las ideas antrópicas, que en su parte más radical predicen un solo lugar para la formación de la vida en el espacio y el tiempo en general. En cambio, la nueva regla define dónde debe surgir la vida, así como la frecuencia potencial con la que lo hace. La nueva regla aclara las características fundamentales necesarias para vivir dentro de un espacio posible con muchos parámetros de vals: indica las zonas fértiles.
Este tipo de regla sobre la vida no necesariamente convierte a los seres vivos en una parte especial de la realidad. La biología es probablemente el fenómeno físico más complejo de nuestro universo, o de cualquier universo que obedezca ciertas leyes. Pero este, quizás, es el límite extremo de la peculiaridad: una estructura natural extremadamente compleja que surge en las condiciones adecuadas, en la frontera del orden y el caos.
Y esta formulación del concepto de dónde encaja exactamente la vida en el gran esquema de la naturaleza conduce directamente a la solución del enigma, en el que hay argumentos convincentes, pero no definitivos, de que la vida debería existir en abundancia y que es extremadamente rara.
Caleb Scharf
Caleb Scharf es director del Centro de Astrobiología interdisciplinario de la Universidad de Columbia; es el autor de Gravity's Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Rule Galaxies, Stars, and Life in the Cosmos.
