Πάντα τε κατ' ανάγκην γίνεσθαι, της δίνης αἰτίας ούσης της γενέσεως πάντων, ην ανάγκην λέγει.
Δημόκριτος
Γεννιόμαστε από αστρόσκονη, μεγαλώνουμε, τρώμε, πίνουμε, σπουδάζουμε, ερωτευόμαστε, αγαπάμε, προδίδουμε και προδιδόμαστε, διασκεδάζουμε, δουλεύουμε, υποφέρουμε, πονάμε, χαιρόμαστε, λυπόμαστε και κάποια στιγμή, δεδομένου ότι χους εσμέν, στα σίγουρα εις χουν απελεύσομεθα, εκτός κι αν αναληφθούμε στους ουρανούς σαν τον προφήτη Ηλία. Όλα αυτά μας φαίνονται φυσικά, ανθρώπινα, αυτά έχει η ζωή λέμε, σπάνια αναρωτιόμαστε, αναλογιζόμαστε πόσοι παράγοντες πρέπει να είναι λεπτά συντονισμένοι για να μπορούμε να ζούμε.
Στην αστρονομία Κατοικήσιμη Ζώνη (Habitable Zone, HZ) ονομάζεται μια περιοχή γύρω από ένα άστρο στην οποία περιφέρεται ένας πλανήτης σαν την Γη μας (Earth-like) με νερό στην επιφάνεια του και ζωή όπως την ξέρουμε (με βάση τον άνθρακα δηλαδή). Όπως θα δούμε πάρα κάτω η κατοικήσιμη ζώνη είναι η τομή τουλάχιστον δυο τέτοιων ζωνών, μιας μέσα στο πλανητικό σύστημα και μια μέσα στο γαλαξία που βρίσκεται ο εν λόγω πλανήτης. Στην εκλαϊκευμένη επιστήμη τέτοιες περιοχές ονομάζονται Ζώνες Goldilocks (από το παραμύθι Η Χρυσομαλλούσα και οι Τρεις Αρκούδες, καταγράφηκε για πρώτη φορά από τον Robert Southey).
*
Η Γη μας βρίσκεται σε πολλές επικαλυπτόμενες ζώνες Goldilocks, έτσι κατέστη δυνατόν να υπάρξει και να διατηρηθεί η ζωή στον πλανήτη μας. Παραθέτω ένα μικρό κατάλογο τέτοιων θαυμάτων:
- Κατά τον Martin Rice, Βασιλικό Αστρονόμο της Αγγλίας, υπάρχουν έξι αριθμοί με πολύ συγκεκριμένη τιμή, είναι λεπτά συντονισμένοι όπως ισχυρίζεται, ο Ε = 0.007 - που συμβολίζει την ποσότητα του υδρογόνου που μετατράπηκε σε ήλιο κατά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο Ν = 1036 - που παριστάνει το λόγο της ισχύος της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης προς την ισχύ της βαρυτικής, ο Ω - που εκφράζει τη κρίσιμη πυκνότητα του σύμπαντος, ο Λ - η κοσμολογική σταθερά που καθορίζει την επιτάχυνση του σύμπαντος, ο Q = 10-5 - που εκφράζει το πλάτος των ανωμαλιών στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο και τέλος ο D - το πλήθος των χωρικών διαστάσεων (ποντάρετε στις 3 χωρικές, η 4η κάνει μαντάρα τον νόμο αντιστρόφου τετραγώνου της βαρυτικής έλξης). Αν αυτοί οι αριθμοί δεν είχαν τις τιμές που έχουν θα δημιουργούνταν μεν σύμπαντα θα ήταν νεκρά δε.
- Αν ζυγίσετε ένα πρωτόνιο η ζυγαριά θα δείξει 1.672621637(83) x 1027 Kgr. Για το νετρόνιο 1.67492729(28) x 1027 Kgr. Κάποια στιγμή το νετρόνιο μην αντέχοντας τα περιττά κιλά διασπάται σε πρωτόνιο – όλοι έχουμε ένα πρότυπο που θέλουμε να του μοιάσουμε – κι έτσι καταλαμβάνουν χαμηλότερη ενεργειακή στάθμη. Αν συνέβαινε το αντίθετο – κατά μία μόνο ποσοστιαία μονάδα να ήταν πιο βαριά τα πρωτόνια από τα νετρόνια - τότε τα πρωτόνια θα διασπώνταν σε νετρόνια οι ατομικοί πυρήνες θα γίνονταν ασταθείς και στο τέλος θα διαλύονταν. Ζωή δεν θα υπήρχε.
- Είχα για καιρό την εξής απορία: Τι θα συνέβαινε αν τα υποατομικά σωματίδια γερνούσαν και πέθαιναν όπως όλοι μας; Μου την έλυσε πρόσφατα ο Hawking: τα πρωτόνια έχει αποδειχθεί ότι έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από την μέχρι τούδε ηλικία του σύμπαντος (περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια)! Για να δημιουργηθεί σταθερό DNA το πρωτόνιο πρέπει να ζει πιο πολύ κι απ' τον Μαθουσάλα.
- Στη Φύση υπάρχουν τέσσερις γνωστές δυνάμεις: Η ισχυρή πυρηνική, η ασθενής, η ηλεκτρομαγνητική και η βαρυτική δύναμη. Κάθε μια απ' αυτές τις δυνάμεις έχει την “ισχύ” της. Η ισχυρή πυρηνική ευθύνεται για την σταθερότητα του πυρήνα των ατόμων, αγκαλιάζει πατρικά πρωτόνια και νετρόνια, πρέπει να είσαι αδρόνιο για να την αισθανθείς. Αν η ισχυρή δύναμη ήταν λίγο πιο ασθενής, οι πυρήνες θα διαλύονταν και το πυρηνικό εργοστάσιο στον εσωτερικό των άστρων δεν θα μπορούσε να κάνει τη δουλειά του με αποτέλεσμα να μην δημιουργηθεί κανένα από τα στοιχεία του σύμπαντος. Αν πάλι ήταν πιο ασθενής, τα άστρα θα έκαιγαν πολύ καύσιμο, θα έσβηναν γρήγορα και πάλι η ζωή δεν θα μπορούσε να δημιουργηθεί. Όμοια αν πειράξουμε την ισχύ των άλλων τριών δυνάμεων τα αποτελέσματα θα είναι δυσάρεστα για όλους μας...
- Η Γη απέχει την ιδανική απόσταση από τον Ήλιο (αφήλιο: 152.098.230 km, περιήλιο: 147.098.290 km). Αν βρισκόταν κοντά στον Άρη (αφήλιο: 249.209.300 km, περιήλιο: 206.669.000 km) στους -87 βαθμούς Κελσίου της επιφάνειας του το νεράκι θα ήταν παγάκι και το διοξείδιο του άνθρακα θα ήταν στερεό. Αν πάλι η Γη μας φλερτάριζε με την θέση της Αφροδίτης (αφήλιο: 108.942.109 km, περιήλιο: 107.476.259 km) θα είχαμε όλοι ένα υπέροχο καρβουνί χρώμα χειμώνα καλοκαίρι σε μια μέση θερμοκρασία 480 βαθμών Κελσίου. Θα έβρεχε θειικό οξύ και η ατμοσφαιρική πίεση θα ήταν εκατονταπλάσια από την μέση τιμή της Γης.
- Φεγγαράκι μου λαμπρό / στάσου εκεί για να μπορώ να ζω! Η Σελήνη έχει περίπου το 1/3 του μεγέθους της Γης (η μέση ακτίνα της είναι το 0.273 αυτής της Γης). Αν ήταν μικρότερη σε εκατομμύρια χρόνια από τώρα ο άξονας της Γης θα παρουσίαζε μετάπτωση μέχρι και 90 μοίρες, το DNA απαιτεί μακροπερίοδη κλιματική σταθερότητα για να αναπτυχθεί, άρα η εμφάνιση νοήμονος ζωής στον πλανήτη μας θα ήταν αδύνατη. Το φεγγάρι με αυτά που βλέπει στη Γη – και όχι λόγω των παλιρροϊκών δυνάμεων - απομακρύνεται κάθε χρόνο 4 εκατοστά. Σε πάρα πολλά χρόνια από σήμερα θα την έχει κάνει για τα καλά, η Γη θα χάσει το σταθερό της βήμα, οι ερωτευμένοι δεν θα ορκίζονται αιώνια αγάπη στο φως της, το κλίμα θα γίνει αγνώριστο και η ζωή δεν θα υπάρχει πια.
- Δεν ξέρω πιο ρόλο παίζει ο Δίας στο ωροσκόπιο σας, πάντως αν δεν υπήρχε και μάλιστα τόσο μεγάλος – περίπου 11 φορές μεγαλύτερη η ακτίνα του απ' αυτήν της Γης – τότε οι αστεροειδείς θα έκαναν σουρωτήρι τη Γη. Είναι η φυσική μας ασπίδα.
- Κατά περίεργο τρόπο όλοι οι πλανήτες εκτός από τον Πλούτωνα έχουν σχεδόν κυκλικές τροχιές. Αποφεύγουμε μ' αυτόν τον τρόπο κάποια παράνομη και ως εκ τούτου ολέθρια επαφή με κάποιον αέριο πλανήτη-γίγαντα. (Οι εσωτερικοί πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος μοιάζουν με την Γη. Στην αγγλική βιβλιογραφία ονομάζονται terrestrial – εκ του λατινικού Terra = Γη - ή telluric – εκ του Tellus - ή rocky planets).
- Μια διαφήμιση του Μετρό λέει: Σας πάμε όλο και πιο μακριά! Εντάξει, μην μας πάτε όμως πιο πέρα από τα 2/3 της απόστασης από το κέντρο του Γαλαξία μας γιατί τότε τα βαρύτερα στοιχεία δεν θα μπορούν να σχηματιστούν και η ζωή τα έχει ανάγκη – η Γη μας έχει μάζα 5.98 x 1024 Kgr και αποτελείται από σίδηρο 31.8%, οξυγόνο 30.1%, πυρίτιο 15.1%, μαγνήσιο 13.9%, θείο 2.9%, νικέλιο 1.8%, ασβέστιο 1.5%, αλουμίνιο 1.4% και το υπόλοιπο 1.2% από άλλα στοιχεία. Αν σε αυτές τις αναλογίες προσθέσουμε και την αναλογία ωκεανών και τεκτονικών πλακών, την μέση τιμή της θερμοκρασίας, τη “σωστή” μετάπτωση του άξονα και πολλά άλλα, φτιάχνουμε τις ιδανικές συνθήκες για την ύπαρξη ζωής. Αν πάλι πλησιάζαμε προς το κέντρο του Γαλαξία η ακτινοβολία της μαύρης τρύπας που κάθεται πρώτο τραπέζι πίστα θα ήταν τόσο μεγάλη που θα μας τσουρούφλιζε (ναι, οι μαύρες τρύπες όλα τα καταβροχθίζουν, ακτινοβολούν όμως από ευχαρίστηση μετά από κάθε γεύμα όπως έδειξε ο Hawking).
*
Είναι λες και το Σύμπαν μας περίμενε (Dyson). Τυχαίο; Το “δεν νομίζω” δεν είναι απάντηση για όλα αυτά! Υπάρχουν πολλές θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν τα ανωτέρω θαύματα: η Αγάπη του Θεού για τον Άνθρωπο, η θεωρία του Ευφυούς Σχεδιασμού, οι τέσσερις Ανθρωπικές Αρχές, η Εξελικτική Θεωρία του σύμπαντος ανάλογη αυτής του Δαρβίνου, η μοδάτη θεωρία του Πολυσύμπαντος, η θεωρία Μ, η Τύχη και η Αναγκαιότητα κ.α. Όλες έχουν τα δυνατά και αδύνατα τους σημεία. Κατά τη γνώμη μου είναι πολύ νωρίς για την Τελική Απάντηση.
*
Το άρθρο δεν είναι επιστημονικό και ως εκ τούτο δεν θεωρώ ότι πρέπει να παραθέσω βιβλιογραφία. Οι πηγές μου είναι διάφορα βιβλία εκλαϊκευμένης επιστήμης, PDFs με ανάλογο θέμα και το διαδίκτυο.
7 σχόλια:
Καλημέρα Δημήτρη,
Μια πολύ ωραία σύνοψη κάνει ο Hawking στο "a brief history of time" λέγοντας οτι οι πιθανότητες να συμπέσουν όλες αυτές οι κατάλληλες, για τη δημιουργία ζωής, συνθήκες, ισοδυναμεί με το να βάλουμε έναν πίθηκο σε μια γραφομηχανή και, κατά την τυχαία πληκτρολόγηση, να εμφανιστεί ένα ποίημα του Shakespare...
Ένας παραλληλισμός που ομολογώ τάρξε αρκετά τα νερά της "υπαρξιακής λίμνης" μου.....!
Πολύ ωραία σύνοψη...
Κοντά σε αυτό που λέει ο Μάνος, είναι και η άποψη ότι για όλους αυτούς τους λόγους, αλλά και για άλλους άγνωστους ακόμα, ενδεχομένως η μορφή της γήινης ζωής είναι ένα μοναδικό φαινόμενο.
Μόνοι σε ένα ολόκληρο Σύμπαν. Καθόλου άσχημα....
@ Μάνος
Γεια σου Μάνο
μια άλλη παρομοίωση που επιχειρεί να καταδείξει το εξαιρετικό δύσκολο, σπάνιο ή και μυστηριώδες του λεπτού συντονισμού, ιδίως του Ω, που κατά τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης ήταν κοντά στο 1 και παραμένει, είναι να προσπαθήσεις να στηρίξεις ένα μολύβι στη μύτη του σε μια επίπεδη επιφάνεια για πολλά χρόνια! Ένα πιο επίκαιρο παράδειγμα: το να κάνεις το Ω να ισούται με το 1 είναι σαν να ζητάς από την Εξεταστική των Πραγμάτων Επιτροπή να εκδώσει κοινό πόρισμα και μάλιστα καταδικαστικό!
@ Γιώργο
Αναζητούμε εξωγήινη ζωή στα μέτρα μας, δηλαδή ζωή με βάση τον άνθρακα. Δεν αποκλείεται το θαύμα της ζωής να το μοιράζονται οργανισμοί με βάση το πυρίτιο για παράδειγμα (υπάρχει ένα επεισόδιο του StarTreck που ο κάπταιν Κέρκ και η παρέα του συναντούν έναν πλανήτη που φιλοξενεί έναν τέτοιο τύπο ζωής). Ζωή, κάπου αλλά που δεν θυμάμαι διάβαζα, μπορεί να φιλοξενούν και οι αέριοι γίγαντες, ο Δίας γιατί όχι; Η περίπτωση να είναι αληθινή η θεωρία του Πολυσύμπαντος, ή η θεωρία συμπάντων ανώτερων διαστάσεων (κόσμων ορθότερα, το Σύμπαν είναι ένα όπως μαρτυρά και η όμορφη ελληνική λέξη) ανοίγει άλλες δυνατότητες. Ο Kaku τα διερευνά όλα αυτά. Προς το παρόν η έρευνα βρίσκεται σε επίπεδο επιστημονικής (κυριολεκτικά) φαντασίας.
Πολύ σωστά το θέτεις. Αλλά να σου πω κάτι άλλο … κάπως ψυχαναλυτικό. Μας ενδιαφέρει ντε και καλά ένα σόου επαφής; Γιατί; Μήπως εν τέλει μας ενδιαφέρει η επιβεβαίωση της πιθανότητας που φαντασιωθήκαμε; Ακριβώς όπως συμβαίνει με τις άλλες φαντασιώσεις μας.
Δημήτρη καλημέρα,
Κάπου διάβαζα ότι για κάθε 10.000 (κατά άλλους 1000) αστέρια αντιστοιχεί ένα όπως ο ήλιος με αρκετούς πλανήτες γύρω του. Αν σκεφτούμε ότι στο ορατά προσβάσιμο σύμπαν υπάρχουν πάνω από 100 δις γαλαξίες και κάθε ένας έχει τουλάχιστον 100-150 δις άστρα τότε συνειδητοποιούμε ότι σαν τον ήλιο μας με ένα σύστημα πλανητών πρέπει να υπάρχουν περί τα 1,5 πεντάκις εκατομμύρια αστέρια (1.500.000.000.000.000.000). Αν σκεφτούμε λίγο ότι στο σύμπαν οι χαοτικές διαδικασίες παίζουν πολύ μεγάλο ρόλο σε συνθήκες μακριά από την ισορροπία (*) θα έλεγα ότι το απίθανο θα ήταν να είμαστε μόνοι.
Αυτό που δεν είναι δυνατό (**), και μιλάω για τον τεχνολογικό πολιτισμό του επιπέδου του ανθρώπου σήμερα, όμως είναι η πρόσωπο με πρόσωπο επικοινωνία. Η σχετικότητα είναι αμείλικτη! Το ποιο κοντινό μας αστέρι (και το οποίο πάντως δεν έχει πλανητικό σύστημα) απέχει 5,5 έτη φωτός. Ακόμα δλδ και αν μπορούσαμε ποτέ να φτιάχναμε διαστημόπλοια που θα ταξίδευαν με ταχύτητες κοντά σε αυτήν του φωτός, τότε οι αστροναύτες θα ήθελαν 5,5 χρόνια να πάνε και άλλα τόσα να γυρίσουν. Μόνο που όταν θα γύριζαν θα έβρισκαν ότι στη γη ο χρόνος θα είχε προχωρήσει κατά μερικά εκατομμύρια χρόνια και όχι έντεκα όπως στο δικό τους χρόνο!
(*)
1. Όπως διάβασα σε νεφελώματα πολύ κοντά σε μεγάλα άστρα με επίπεδα ακτινοβολίας που λογικά θα επέτρεπαν μόνο την ύπαρξη ιόντων βρέθηκαν από τη μελέτη φασματικών γραμμών ίχνη αμινοξέων!
2. Επίσης να μην ξεχνάμε ότι όταν σχηματίστηκαν οι πρώτες μορφές ζωής στη γη (πριν 4 δις χρόνια) ο ήλιος ακτινοβολούσε μόλις στο 25% της σημερινής του ακτινοβολίας κάτι που δείχνει ότι είναι μάλλον λάθος να ψάχνουμε για τη σταθερότητα της ζωής με βάση τη ζωή «σήμερα» και τις υπόλοιπες συνθήκες «σήμερα». Πόσο δε μάλλον αν σκεφτούμε κάποιες ακραίες καταστροφές που ανά καιρούς συνέβησαν και που δεν την αφάνισαν αλλά την τροποποίησαν αφού επέζησαν λίγα είδη τα οποία εν συνεχεία εξελίχθηκαν αυξάνοντας τη βιοποικιλότητα προς τελείως διαφορετικές μορφές από τις προγενέστερες. Για το DNA πάντως από πουθενά δεν προκύπτει ότι υπήρχε στις πρώτες μορφές ζωής. Καθόλου απίθανο να δημιουργήθηκε αργότερα και οι μορφές ζωής που το περιείχαν να κυριάρχησαν.
(**)
...εκτός αν βρεθεί τρόπος να γίνονται ταξίδια στο χωροχρόνο χωρίς ταυτόχρονα να παραβιάζεται η «λογική συνέπεια» που αν δεν την είχε το σύμπαν απλά δε θα υπήρχε. Μου είναι αδιανόητο να φανταστώ όχι ότι ίσως ποτέ να μη γίνουν ταξίδια στο χρόνο, αλλά ότι αυτά θα ήταν δυνατό γίνονται χωρίς κάποιους φυσικούς περιορισμούς όπως, ας πούμε, να μπορεί κάποιος να ταξιδέψει πίσω στο χρόνο και ταυτόχρονα να δύναται τότε να σκοτώσει το γονιό του και μάλιστα πριν από τη γέννησή του.
Δημήτρη καλησπέρα και από εμένα...
Πολύ ενδιαφέρον το κείμενό, και γι αυτό θα διαφωνήσω μαζί σου για τη χαρά της συζήτησης, ξεκινώντας από το τελικό σου συμπέρασμα : "είναι λες και το σύμπαν μας περίμενε". Εντάξει, αλλά πιο λογική θα θεωρούσα την αντίστροφη εννοιολογικά πρόταση, δηλαδή ότι είναι λες και το σύμπαν μας έφτιαξε καταπώς το βόλευε. Ας πάρουμε για παράδειγμα μία σατανική εκδοχή του σύμπαντος, όπου ο Ν είναι 666 και ο D είναι 4. Τότε, σε αυτό το διαφορετικό σύμπαν, όπου δεν θα ίσχυε ο νόμος του αντιστρόφου τετραγώνου (εκτός και αν ίσχυε), είτε δεν θα υπήρχε ζωή, οπότε και δεν θα υπήρχαν νοήμονα όντα που να αναρωτιούνται γιατί το σύμπαν να είναι έτσι και όχι αλλιώς, είτε θα υπήρχε ζωή. Αν υπήρχε ζωή, είτε δεν θα υπήρχαν νοήμονα όντα είτε θα υπήρχαν. Εάν υπήρχαν νοήμονα όντα, τότε αυτά κάποια στιγμή θα εντυπωσιάζονταν από το πόσες παγκόσμιες σταθερές έπρεπε να συνδυαστούν με μοναδικό τρόπο προκειμένου να καταστεί δυνατή η ύπαρξή τους, και θα απέδιδαν αυτόν τον καταιγισμό συμπτώσεων σε όσους βελζεβούληδες τους επέτρεπε η επιστημονική τους πρόοδος. Συμπέρασμα: όπως κι αν ήταν το σύμπαν, θα ήταν μοναδικό για τον παρατηρητή που το παρατηρεί από μέσα, ο οποίος είναι έτσι επειδή το σύμπαν είναι έτσι, και το σύμπαν είναι έτσι γιατί πολύ απλά, κάπως πρέπει να είναι... Κ.Α.
@ Γ.Π-1
Πιάνομαι από την τελευταία σου παράγραφο: Θα γνωρίζεις ίσως το ιδιότυπο, υποθετικό σύμπαν του Goedel (μια μικρή εργασία του την οποία δώρισε το 1949 στον φίλο του Einstein): παράγεται θεωρητικά από τις εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας, είναι άπειρο, στατικό (δεν διαστέλλεται), περιστρέφεται και έχει κοσμολογική σταθερά άνιση του μηδενός. Ένα τέτοιο σύμπαν λοιπόν επιτρέπει το ταξίδι στο χρόνο (να παραφράσω τον Kaku σε ένα τέτοιο σύμπαν το ταξίδι στο χρόνο θα ήταν Ομόνοια-Κολιάτσου!). Δυστυχώς (!) σύμφωνα με τα μέχρι τώρα παρατηρησιακά δεδομένα το σύμπαν μας δεν περιστρέφεται. O Einstein εκτίμησε την μαθηματική δεξιοτεχνία του φίλου του – για άλλη μια φορά - αλλά δεν απεδέχθη τα συμπεράσματα του (ένα εξ αυτών ήταν το ότι δεν υπάρχει χρόνος, γνωστό ως Goedel's lights). Για περισσότερα εδώ.
Για το παράδοξο του παππού που αναφέρεις, ο Hawking βρήκε το μπάλωμα με την εικασία της προστασίας της χρονολογίας του 1992.
@ Κ.Α
Το συμπέρασμα δεν είναι δικό μου αλλά του Dyson. Στα 70-80 χρόνια (για να είμαι γενναιόδωρος) που ζει κανείς πρέπει, σχετικά γρήγορα, να καταλήξει σε μια κοσμοθεωρία με βάση την οποία να ζήσει τη ζωή του με μια στοιχειώδη συνέπεια. Υπάρχουν δυο μεγάλοι δρόμοι με πάρα πολλούς παράδρομους: ο Ανατολικός – αποφατική θεολογία, ο Θεός ως αδιανόητο τίποτα (Ράμφος), αίσθημα, συναίσθημα, ελπίδα, πίστη και ο Δυτικός – επιστήμη, λογική, ορθός/καθαρός λόγος. Πιστεύω ότι η πολυπόθητη Θεωρία των Πάντων θα φέρει αυτούς τους δυο δρόμους πολύ κοντά, φοβάμαι όμως ότι δεν θα τους κάνει έναν.
Δημοσίευση σχολίου