Arkisto
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- joulukuu 2018
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- heinäkuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- syyskuu 2017
- elokuu 2017
- heinäkuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- lokakuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- heinäkuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Miten voisimme asuttaa kaukaisia exoplaneettoja
Pari vuotta sitten astrobiologian kokouksessa Vilnassa tutkija nimeltä Claudius Gros piti puheen, jossa hän esitti uudenlaisen mahdollisuuden läheisimmän galaktisen ympäristön asuttamiseksi: kaikista kestävimpiä eliölajeja kuten Bacillus tai Deinococcus lajisia bakteereita, ehkä myös karhukaisia, ja erityisesti, omavariaisten fotosynteettisten eliöiden kuten syanbakteereiden tai kasvien lisääntymisyksiköitä pakattaisiin automaattisiin mikrosatelliitteihin, jotka sitten ammuttaisiin kohti lähimpiä eksoplaneettakuntia. Matkattuaan avaruudessa joitakin kymmeniä tuhansia vuosia nämä elämää kuljettavat luotaimet voisivat joko osua tai ohjautua jollekin eksoplaneetalle. Jos olosuhteet olisivat suotuisat, nämä elämän siemenet lähtisivät lisääntymään. Luonnonvalinnan lempeän ohjauksen avulla orastava elämä sopeutuisi vallitseviin olosuhteisiin ja kehittyisi eliökunnaksi.
Yleisön reaktiot ilmaisivat lähinnä teknistä kiinnostusta. Muistaakseni oli jonkin verran puhetta tuollaisten mikrosatelliittien kiihdytys- ja jarrutusvoimasta, samoin tuli useitakin kysymyksiä siitä millaiset eliöt, ja miten pakattuna, kestäisivät noin pitkän matkustusjan avaruudessa. Kyseinen puhuja oli erityisen vakuuttunut siitä että syanobakteereiden lepoitiöt, sekä kasvien paksuseinäiset, tummia pigmenttejä sisältävät siemenet voisivat hyvinkin säilyä elävinä perille.
Itse olin puheesta vain hyvin hämmentynyt. Tämä elämän levitys -ajatus ei ainakaan sovi yhteen minkään planeettojen suojeluperiaatteiden kanssa. Lisäksi, itse en oikein millään ymmärtänyt mikä olisi tällaisen levittäytymis-hankkeen syy, tarkitus tai motiivi. Olisiko elämä nyt jokin sellainen itseisarvo jota meidän pitäisi kaikin keino yrittää levittää eteenpäin – samaan tapaan kuin kirkkokunnat levittävät uskontoja. Käytäväkeskustelussa joku ilmaisi asian niinkin että elämä on vain kärsimystä ja taistelua, ja sen tarkoituksellinen levittäminen olisi mitä epäeettisin teko.
Moraalisiin ja eettisiin kysymyksiin ei kokousesitelmässä virallisesti otettu kantaa. Claudius Gros on kuitenkin samoihin aikoihin julkaissut samaan aiheeseen liittyvän artikkelin ”Developing ecospheres on transiently habitable planets: the genesis project” Astrophysics and Space Science, 2016, 361:324, https://link.springer.com/article/10.1007/s10509-016-2911-0, missä hän tarkemmin selittää suunnitelmaansa: Elämän siemeniä kuljettavat mikrosatelliitit suunnattaisiin lähialueella (100 valovuoden säteellä ) havaituille elinkelpoisille planeetoille. Luotaimen matka voisi edetä esimerkiksi Maasta tai Maan kiertoradalta ammutun lasersäteen ajamana, ja jarrutus taas jonkinlaisen magneettipurjeen avulla.
Kohdeplaneetan radalle saavuttuaan luotaimen keino-älykkäät vastaanottimet ensin tarkkalisivat planeetan pintaa havaitakseen siellä mahdollisesti jo olemassa olevat elämän muodot. Jos luotain ei havaitse planeetan pinnalle mitään pidemmälle kehittyneitä elämänmuotoja, se alkaisi syntetoida eläviä soluja. Se voisi tuottaa jonkinlaisen valikoiman erilaisia lajeja, sellaisia jotka oletettavasti selviytyisivät alhaalla vallitsevissa olosuhteissa. Se kapseloisi elävät keino-solut johonkin sopivaan ravintoliemeen ja pudottaisi ne planeetan pinnalle. Inokuloinnin onnistuminen voitaisiin varmistaa sillä että luotain jatkaisi saastutusta niin kauan kuin sen virtapiireissä riittäisi voimaa, ja pulloissa solujen kokoamiseen tarvittuja raaka-aineita.
Tässä artikkelissa Gros antaa myös perusteluja sille miksi tällaiseen hankkeeseen pitäisi ryhtyä. Hänen tavoitteenaan on varmistaa että jossakin tuolla suhteellisen lähellä olevilla elinkelpoisilla planeetoilla eliökunta lähtisi käyntiin, ja kehittyisi monimuotoiseksi, ja mieluiten Maan eliökuntaa muistuttavaksi ekosysteemiksi, joka pitäisi yllä hapekasta ilmakehää. Maan esimerkin perusteella eräs ongelma tällaisen eliökunnan kehityksessä on kuitenkin se, että elämän synty on epävarmaa. Jos se syntyykin, niin edelleen, myös sen varhaiset kehitysvaiheet ja kompleksisuuden lisääntyminen etenevät hyvin hitaasti. Maassa kesti aikoinaan noin miljardi vuotta ennenkuin bakteerien ja arkkien lajisto oli kehittynyt täyteen geneettiseen mittaansa. Samoin kesti noin miljardi vuotta ennenkuin syanobakteerit keksivät happea tuottavan fotosynteesin. Tämän jälkeen kesti joitakin satoja miljoonia vuosia ennenkuin happi oli hapettanut planeetan pinnan vedet ja mineraalit, ja alkoi kertyä ilmakehään. Tämän jälkeen tarvittiin taas joitakin satoja miljoonia vuosia ja yksi syvä, myös satoja miljoonia vuosia kestänyt jäätiköitymisten aika, ennekuin kuvaan ilmesyivät ensimmäiset tumalliset eukaryoottisolut. Tämän jälkeen ilmakehän happipitoisuus nousi hitaasti. Tarvittiin vielä toinenkin syvän jäätiköitymisen aika, ja happipitoisuuden nousu lähes nykyiselle tasolleen, ennenkuin monisoluiset eläimet ilmestyivät planeetan merien lajistoon. Tämä taas tapahtui evolutiivisessa aikaskaalassa räjähdysmäisen nopeasti, ja tapahtumaa kutsutaankin kambrikauden räjähdykseksi (=,54-0,52 miljardia vuotta sitten).
Gros arvelee, että planeetalle voidaan synnyttää monimutkainen eliökunta merkittävästi nopeammin, jos tuo eliökunnan hidas kehitysvaihe ohitetaan, ja kehitys aloitetaan suoraan sellaisesta mikrobilajistosta joka vastaa Maan lajistoa juuri ennen kambrikauden räjähdyksen tapahtumista. Tällä tavalla nopeuttettu kehitys varmistaisi sen että planeetalle ehtisi kehittyä monimuotoinen isojen lajien eliökunta sen rajallisen ajan kuluessa, mitä kyseinen planeetta säilyy elinkelpoisella vyöhykkeellä emotähtensä kiertoradalla. Gros antaa myös ymmärtää (joskaan ei ihan suoraan sano) että siinä vaiheessa kun ihmisten siirtokunnat pakenevat pois Maapallolta ja etsivät uutta kotia, tuolle eksoplaneetalle olisi ehkä kehittynyt jo hapellinen ilmakehä, ja ehkä myös ihmisen kanssa yhteensopiva lajisto. Hän siis tarkoittaa, että nuo etujoukkoina lähetetyt mikrobit ja kasvit käynnistävät eksoplaneetalla prosessin jota kutsutaan sanalla terraforming, eli Maan kaltaistaminen.
Huh sentään. Näyttää kyllä varsin epävarmalle hankkeelle. Yksi este ainakin on se että kukaan ei pysty ennustamaan evoluution suuntaa, ei edes siinäkään tapauksessa että olosuhteet olisivat varsin samankaltaiset, saati sitten jos ne ovat ihan erilaiset esimerkiksi gravitaation, säteilytason, ilmakehän ja ympäristön koostumuksen osalta. Kukaan ei pysty ennustamaan mitä tuollaisella planeetalla kehittyisi – vai kehittyisikö mitään. Todennäköisesti, jos tällainen kokeilu tehtäisiin useammalle planeetalle, kaikilla niillä se etenisi aivan eri tavoilla.
Kuitenkin, Gros itse on sitä mieltä että “If we want, we can do it. And we have to discuss and think about our place in the cosmos. Do we want to observe or do we want to be active?” (https://cosmosmagazine.com/space/genesis-project-a-plan-to-seed-life-on-other-planets). (more…)
10 kommenttia “Miten voisimme asuttaa kaukaisia exoplaneettoja”
Vastaa
Uusia voimia liikkeellä
Eilen – perjantaina 15.3. – saatiin nähdä sellainen uusi ilmiö että nuoret kautta maailman, Euroopan kaikissa maissa, USAssa, Australiassa, Intiassa, Ugandassa, Filippiineillä, Nepalissa, yhteensä yli 100 maassa ja Suomessakin yli 30 paikkakunnalla marssivat sankoin joukoin kaduilla vaatimassa politiikoilta välittömiä toimenpiteitä ilmastonmuutoksen hallitsemiseksi ja hillitsemiseksi (https://www.theguardian.com/environment/2019/mar/15/its-our-time-to-rise-up-youth-climate-strikes-held-in-100-countries).
Uutistoimistojen aikuiset raportoivat ymmärtäväsinä että nuoret lähtevät liikkeelle tosissaan, koska tulevaisuus koskettaa heitä paljon henkilökohtaisemmin ja pidempään kuin meitä vanhoja. Huh sentään! Luulisi että planeetan elinkelpoisuuden säilyttäminen olisi interssi ja huolenaihe joka ulottuu pidemmälle kuin oman sukupolven yli. Onneksi nuo nuoret puhuvat myös tulevista sukupolvista. Nyt voidaan kai sanoa että jos joku yksittäinen ihminen muuttaa maailmaa omilla teoillaan niin se on Greta Thunberg.
Uutiskuvista ei pysty erottamaan paljoakaan yksityiskohtia siitä mitä nuoriso tarkkaan ottaen ehdottaa tai haluaa, mutta sellainenkin viisas kyltti niissä on vilahtanut joka sanoo ”We have no planet B”. Tämä vastaukseksi kaikille niille jotka kuvittelevat että ihmisen laji – ehkä jopa jonkun kokoinen ihmiskunta – voisi pelastautua siirtymällä jollekin toiselle planeetalle, tai avaruussaarekkeelle. Tämä on täysin mahdoton ajatus. Paitsi ehkä sellaisena dystopia-visiona mitä kuvattaan Elysium elokuvassa, missä rikas väki asuu paratiisissa maan kiertoradalla, ja köyhä väki täyden kaaoksen, kuoleman ja kadotuksen keskellä maan pinnalla. Mutta tuo dystooppinen taivas-saareke olisi juurikin rakennettu romahtaavan Maan kustannuksella. Kammottava kuva.
Tällaisen uuden elämän-saarekkeen perustamisen haasteellisuus näkyi vaikkapa 1990-luvulla Arizonassa toteutetussa Biosphere 2 kokeilussa. Tämä täysin eristetty elämän saareke rakennettiin teräksestä, lasista ja betonista. Se oli täysin suljettu elinympäristö, tai ekosysteemi, joka pyrittiin rakentamaan mahdollisimman monipuoliseksi elinympäristöjen verkostoksi. Sinne luotiin viisi erilaista luontotyyppiä, eli sademetsä, savanni, pensasaavikko, autiomaa, ja meri. Lisäksi omassa osastossaan oli rakennettuna myös intensiivinen maatalousyksikkö, jonka tarkoituksena oli t uottaa ravinto saarekkeen ihmisasukkaille; ihmisasukkaita tähän systeemiin suljettiin sisälle kahdeksan. Eläinasukkaina yksikköön suljettiin sisälle erilaisia lajeja kuten kääpiövuohia, kanoja ja sikoja; veteen istutettiin kirjoahvenia. Koko systeemin oli tarkoitus toimia täysin omavaraisena, suljettuun kiertoon perustuvana kestävänä ekosysteeminä.
No ei se ihan kuolemaan johtanut katastrofi ollut, mutta lähestulkoon niin. Sekä hapesta että ruuasta oli puutetta alusta lähtien, ja näitä ilmeisesti ”salakuljetettiin” sisään kokeen aikana. Hiilidioksidi kerääntyi ilmaan liian korkeina pitoisuuksina, ja happea ilmeisesti kului betonirakenteiden raektioihin. Eräs ruuantuotantoa haitannut seikka oli niinkin pieni että mehiläiset eivät pystyneet suunnistamaan, koska lasikaton alla ne eivät aistineet UV-valoa. Oleellinen ongelma oli myös se että alunperin hyvinkin yhteistyökykyinen ryhmä repesi lähes sotatilaan sisäisen klikkiytymisen ja vallankäytön takia (https://www.ripleys.com/weird-news/biosphere-2/). Ensimmäinen testiryhmä selviytyi suljetussa yhteisössään kaksi vuotta, jonka jälkeen koe piti lopettaa vuonna 1993.
Koe käynnisttiin uudelleen vuonna 1993, mutta tämä yritys päättyyi nopeasti totaaliseen epäonnistumiseen. Tämä lienee ymmärrettävää sillä kokeen johtajana toimi sittemmin kyseenalaista hallinnollista mainetta niittänyt merijalkaväen upseeri, elokuvatuottaja, pankkiiri ja presidentti Trumpin pää-strategisti Steve Bannon.
Tuon ensimmäisen kunnianhimoisen biosfääri-kokeen epäonnistuminen selittynee osittain sillä, että se oli vasta ensimmäinen yritys rakentaa täysin suljettu ja omavarainen ekosysteemi. Kuitenkin tuon yrityksen etuna taas oli se että se tehtiin maailman turvallisimpaan paikkaan, hyvin suurilla resursseilla, ja parhailla ja monipuolisilla biologisilla komponenteilla. Koe osoittaa että toimivan, tasapainossa pysyvän ja täysin suljetun hiilen kierrätyssysteemin luominen on kaikkea muuta kuin helppoa tai triviaalia.
Jos ajatellaan biosfäärin ja eliökunnan kehittymistä planeetan mittakaavassa niin pitää muistaa että planeetan olosuhteet aina määräävät sen, millaisia sen eliöstö ja lajisto voi olla. Esimerkiksi ihmisen kehittyminen teknisesti taitavaksi lajiksi on tapahtunut viimeisen 10 000 vuoden aikana, ja ajoittunut sellaiseen sopivan leutoon jääkausi-ilmastojen välivaiheeseen, missä mantereet ovat suurelta osin sulaa maata. Jo vanhastaan on tiedetty että mannerten sijainnit planeetalla vaikuttavat merkittävästi planeetan albedoon, ja sitä kautta ilmastoon. Aivan uusi tutkimus (http://science.sciencemag.org/content/early/2019/03/13/science.aav5300/tab-pdf?_ga=2.37667232.1828845400.1552733137-1538233456.1552733137 , https://www.hs.fi/tiede/art-2000006037291.html )
osoittaa että myös mannerlaattojen törmäykset ja niiden nostattamat vuorijonot nimeomaan trooppisille leveysasteilla vaikuttavat voimakkaasti ilmastoon. Rapautuessaan ne sitovat niin paljon hiillidioksidia, että ne säännönmukaisesti kääntävät planeetan ilmaston syvään ja pitkään jäätiköitymisten aikaan. Näiden parametrien mukaan planeetan pitäisi nyt jatkaa vielä pitkään pysyä jäätiköitymisten vaiheessa. Kuitenkin nyt hiilidioksidia on päässyt ilmakehään niin paljon että jääkauteen ei tässä vaiheessa ole enää paluuta. Ihminen on siis onnistunut sekoittamaan geologisen ilmaston säätelyn, mutta ei todellakaan mitenkään hallitusti tai hillitysti.
Aikojen kuluessa tämä planeetta tarjoaa välillä jäisiä ja välillä jäättömiä kausia, ja näiden kanssa korreloivia matalia ja korkeita meren pintoja. Näihin täytyy sopeutua. Tämä planeetta tarjoaa kuitenkin koko ajan juuri ne olosuhteet jotka ovat meidän kaltaisille eliöille välttämättömät: se tarjoaa gravitaation, mukavan ilmanpaineen joka pitää veden nestemäisessä muodossa, ja hapekkaan ilmakehän. Se tarjoaa myös tehokkaan laattatektoniikan, joka on kuin planeetan oma ”hiilen aineenvaihdunta” pitää hiilidioksidipitoisuuden ilmakehässä suunnilleen vakioisena.
Planeetta myös (ainakin toistaiseksi) tarjoaa rikkaan perustuottajien ja hajottajien lajiston ja rikkaat ravintoketjut. Perustuottajat (kasvit) pystyvät tehokkaasti sitomaan hiiltä biomassaan eli tuottamaan ravintoa ja energiaa kaikille muille, hajottajat taas pystyvät kierrättämään ravinteet ja hiilen takaisin käyttökelpoiseen muotoon ilmakehään ja maaperään. Emme yleensä ollenkaan tajua miten riippuvaisia olemme tästä hyvin yhteen nivuotuneesta eliökunnasta. Tajuamme sen vaikkapa siinä vaiheessa, kun hyönteiset käyvä niin vähiin että ruokakasvien pölytys tulee satoa rajoittavaksi tekijäksi. Kaikki tämän planeetan edut ovat aivan ainutlaatuiset. Meillä ei ole olemassa planeetta B:tä.
6 kommenttia “Uusia voimia liikkeellä”
-
Erkki Tietäväinen sanoo:
Erinomainen kirjoitus. Maapallo toimii tuntemallamme, elämää synnyttävällä ja ylläpitävällä tavalla juuri siksi, että olosuhteet ovat sellaiset kuin ovat. Maapallo on uniikki paikka. Ihmisellä ei ole ollut olosuhteiden luomisessa mitään tekemistä. Ihminen ei ole syy, vaan seuraus Maan erityislaatuisuudesta.
Niin kuin, Kirsi, olet blogissasi moneenkin kertaan ansiokkasti kirjoittanut, maapallolla on ollut kyky säilyttää elämää ja toipua historian saatossa mitä moninaisimmista olosuhteiden muutoksista. Minusta näyttää siltä, että liian moni luottaa tällaisen itseparantumiskyvyn ratkaisevan myös meneillään olevan ilmastonmuutoksen ongelmat. Näitä ihmisiä ei tunnu koskettavan edes se, että itseparantumiseen on aina kulunut, ja tulee vastakin kulumaan, tuhansia vuosia. Heidän mielestään ihmisen itsensä aiheuttamaan ilmaston lämpenemisongelmaankaan ei tarvitse puuttua heti ja suurella voimalla, vaikka ilmaston nykyisen kaltaisen lämpenemisen lopputuloksen tiedetään suurella varmuudella olevan katastrofaalinen. Mitähän he sanoisivat, jos löytyisi Maan kanssa törmäyskurssilla oleva 10-kilometrinen asteroidi? Eikö ihmisten pitäisi tehdä sillekään uhalle mitään, vaan jäädä katsomaan, miten käy?
-
Jorma Kilpi sanoo:
Tuo trooppisilla alueilla tapahtuva vulkaanisen aineen kyky sitoa hiiltä toi mieleeni kysymyksen joka on askarruttanut minua jonkin aikaa: vaikuttaako kuun vetovoima maankuoren laattatektoniikkaan?
-
Kirsi Lehto sanoo:
Hyvä kysymys. Luulenpa että ei vaikuta koska sen aiheuttama vuorovesivoima toimii symmetrisesti planeetan joka puolella – siis liian tasainev vetovoima… mutta pitää tarkistaa paremmilta asiantuntijoilta.
-
Jos mannerlaatan päällä on meri ja kuu liikuttelee suuria vesimassoja, niin äkkipäätä kuvittelisi että vaikutus voisi olla niin suuri että sillä voisi olla vaikutusta mannerlaatan liikkeeseen. Se ajatus tuli vain mulle mieleen kun mietin tuota mannerlaattojen törmäystä nimenomaan tropiikissa. Onko kuuta kiittäminen tästäkin hyvästä? Kuuhan on ollut aiemmin paljon lähempänä maata.
-
… kiintoisa kysymys. Koetan selvittää
-
-
-
-
Mantereiden asennot ja niihin liittyvä nuorten rapautuvien poimuvuoristojen sijainti tosiaan ovat pitkälti määränneet onko planeetalla jäätikköjä vai ei. Nykyinen jäätiköitä sisältävä ajanjakso alkoi pohjoisella pallonpuoliskolla pari miljoonaa vuotta sitten, ja Etelämantereella aikaisemmin. Sitä edellinen kerta olikin peräti 260-360 miljoonaa vuotta sitten.
En tiedä onko kyseessä yleisempi sääntö, mutta ainakin tämä nykyinen jääkausiajanjakso on aiheuttanut ilmaston sahausta melko nopeassa eli muutaman kymmenen tuhannen vuoden jaksossa. Selkärankaisten evoluutio ei ole pysynyt noin nopean ilmastonvaihtelun perässä, mutta ihmisen kulttuurievoluutio on siihen pystynyt, ja sellaiset eläimet ovat pärjänneet joiden elinympäristöt ovat vain siirtyneet mutteivät hävinneet.
Luulen että yleensä jos olosuhteet säilyvät kymmeniä miljoonia vuosia samoina, silloin huippupetojen koko kasvaa pikkuhiljaa kun niiden ja saaliseläinten välillä vallitsee suuruuskilpailu. Mutta kun olosuhteet alkavat muuttua, silloin isot eläimet ovat heikoilla, koska niiden pitkä sukupolvi tekee niiden evoluutiosta hidasta. Monet isot nisäkkäät ovatkin kuolleet sukupuuttoon viimeisten vuosimiljoonien aikana.
Toki Afrikan ulkopuolella ihmisen metsästys lienee ollut merkittävä yksittäinen nisäkässukupuuttojen selittäjä. Ihmisen alkukodissa Afrikassa ihminen ja isot eläimet ovat kehittyneet rinnakkain, jolloin sikäläiset eläimet ovat oppineet varomaan ihmistä. Afrikan ulkopuolella isot eläimet eivät ole osanneet pelätä ihmisen kokoista pientä otusta, vaan ovat olleet ihmiselle helppoja metsästyssaaliita ja kesytettävissä olevia kotieläimiä. Tunnetustihan esimerkiksi intiannorsu kesyyntyy helpommin kuin afrikannorsu.
En näe asiassa eettistä ongelmaa, eloton maailmankaikkeus ei tarvitse suojelua koska se on rajaton ja muuttuu (jossain mielessä tuhoutuu) koko ajan muutenkin. Elottomalla maailmankaikkeudella on vain välinearvoa elämälle. Kun suojelemme luontoa maapallolla, suojelemme sitä elämän ympäristönä, emme geofysiikan takia.
Teknisesti ehdotus kuulostaa ennenaikaiselta, mutta on silti hyvä että asiaa pohditaan. Kuitenkin se mitä tarvittaisiin ensin olisi iso kaukoputki jolla näkisi eksoplaneettoja suoraan. Maan päälle riittävän ison teleskoopin rakentaminen olisi vaikeaa, mutta painoton avaruus olisi helpompi ympäristö.
10-15 vuotta sitten puhuttiin paljon Darwin- ja TPF-avaruusteleskoopeista. Ne ovat jostain syystä poistuneet avaruusjärjestöjen ohjelmista, mutta tarve ei ole kadonnut mihinkään. En kuitenkaan välttämättä ehdottaisi Darwinin tyyppistä kuuden perinteisen teleskooppialuksen interferometriä, vaan ehkä ennemmin tuhansien pienalusten yhteenliittymänä muodostuvaa mosaiikkipeiliä.
Riittävän suurella kaukoputkella näkisimme millaisia eksoplaneet ovat. Kuinka paksuja ovat ilma- ja vesikehät, onko mantereita, onko napajäätiköitä. Onko tulivuoria ja laattatektoniikkaa. Millaisia ovat pyörimisakselin kallistuskulmat ja pyörimisajat. Onko joukossa planeettoja joilla elämä voisi pärjätä, mutta joissa elämää vain ei ole sattunut syntymään. Vai onko esimerkiksi niin että ilman elämää maankaltainen planeetta romahtaa joko Marsin tai Venuksen kaltaiseksi. Jos niin olisikin, silloin voitaisiin targetoida nuoria eksoplaneettoja.
Hyvät näkemykset…
Pekalla on hyviä pohdintoja, mutta näissä eksojutuissa on syytä muistaa sekin, että me näemme avaruudessa aina menneisyyteen. Voisihan olla niinkin, että jokin elämisen ”siemen” olisi nyt juuri putkahtanut esiin muutoin meille nyt elottomana näyttävässä eksossa. Miten se sitten mahtaisi kohdata meidän elämämme alkeiskehityksen? Tuhoaisimmeko silloin sattumoisin eksossa sellaisen uuden versoavan elämän, joka voisi noissa olosuhteissa kehittyä hyvinkin moninaiseksi ja pitkälle. Miten osaamme vielä varmistaa, millaista elämä kosmisissa mittasuhteissa on, jos sitä yleensä on… hmm
Niin kauan kuin pystymme havaitsemaan planeettoja vain omassa galaksissamme, tuo ”menneisyys” ei ole biologisessa mielessä kovin kaukana. Toisaalta on mielenkiintoista todeta, että sen ”galaktisen vuoden” aikana joka aurinkokunnaltamme kestää kiertää linnunratamme keskustan ympäri, maapallon elämässä on ehtinyt tapahtua jo isompiakin muutoksia: https://en.wikipedia.org/wiki/Galactic_year
Nämä mittakaavat mitä tässä keskustelette ovat kovin kiintoisia. Jos kuvitellaan tuollaisen robottisatelliitin kohdennettua matkan tekoa, niin se varmastikin rajoittuu lähimpiin planeettakuntiin. Samoin, elämän siemeniä kannattaa kylvää vain sellaiselle planeetalle missä olosuhteet ovat elämälle suotuisat. Siis esim. lähin proxima Centar b planeetta 4 valovuoden päässä ei käy, koska sen emotähti on liian roihuava. Paras kanditaatti lähietäisyydellä, vain 11 valovuoden päässä, olisi ilmeisesti Ross 128b. Tuolta tuleva visuaalinen signaali (valo) olisi vielä aika reaaliaikaista, eli se mitä nähdään täällä nyt on vain noin 10 vuotta vanhoja tilanteita. Matkan teko sinne päin olisi kuitenkin merkittävästi hitaanpaa. Parhaimmillaan mikroluotaimet voisivat matkustaa ehkä 0,01 – 0,001 valonnopeudella, ja matka kestäisi siis (kertaluokkeen) 1000 tai jopa 10000 vuotta. Nämäkään eivät ole mitenkään hirvittävän pitkiä aikoja – paitsi että tällaisessakin ajassa kohdetähti siirtyy jo jonkin verran toiseen kohtaan galaktisella kiertoradallaan. Niinpä meidän satelliitillemme voi olla aika vaikeaa osua koko tähdelle – ja vielä vaikeampaa osua juuri halutun kohdeplaneetan läheisyyteen. Sitten vielä vaikeampaa sen on jarruttaa juuri sopivasti niin että se voisi asettua sen kiertoradalle. Osumista vaikeuttaa se että tähtijärjestelmä heiluu myös paikallisesti. Osumiminen ja radalle asettuminen edellyttäisi että lenturilla olisi riittävästi polttoainevarastoja jolla se voi aktiivisesti ohjautua – ilman tällaisia toimenpiteitä sille kävisi samoin kuin Oumuamualle, eli se hujahtaisi ohi. Välimatkat jopa läheisimpiin tähtiin ovat niin kovin pitkiä, ja planeetat itse niin kovin pieniä, että seilaaminen tiettyihin kohteisiin lienee mahdotonta.
Antin lähettämä linkki maailman tapahtumiin on mainio: galaktisen vuoden mittakaava on tosi havainnollinen. Tuo suuri galaktinen kierto on kovin rauhallinen prosessi, siitä huolimatta että tähtemme kiitää radallaan niinkin hurjaa vauhtia kuin 230 km/s. Eri prosessien mittakaavat eivät ole oikein yhteismitallisia.
Tähtiluotaimista puhuminen on viime vuosina arkipäiväistynyt, ja ilmeisenä syynä on Juri Milnerin 100 miljoonan lahjoitus alalle. Kuitenkin edelleen pätee että mikä tahansa tähtiluotain olisi nykytekniikan tasolta lähtien äärimmäisen vaikea toteuttaa. Gigawatin laserpatteristolla voitaisiin ehkä kiihdyttää neliömetrin kokoinen pyörivä ohut kalvo suureen vauhtiin, mutta mitään kommunikaatiovälinettä ei kalvon kyytiin voisi laittaa, koska sen kokema suunnaton kiihtyvyys repisi kalvon heti jos jokin kohta olisi muita paksumpi. Ei myöskään mikään tunnettu elektroniikkatyyppi kestä sitä suunnatonta säteilyrasitusta joka syntyy kun tähtienväliset vetyatomit osuvat laitteeseen relativistisella nopeudella eli muuttuneina hiukkaskiihdyttimen suihkuksi, ja elektroniikan suojaaminen vaatisi jotain materiaa, jonka lisääminen on mahdotonta edellämainitusta syystä.
Jos lähdetään siitä että luotain olisi paljon hitaampi, esimerkiksi kiihdytetty ”vain” 100 km/s nopeuteen sähköpurjeella, silloin matka 11 valovuoden päähän kestäisi 33000 vuotta. Sähköpurjeella voisi periaatteessa jarruttaa luotaimen käyttäen tähtienvälistä ainetta, ja sitten purjehtia halutun planeetan kiertoradalle käyttäen kyseisen tähden tähtituulta. Noin pitkäikäisen laitteen rakentaminen tuntuisi kuitenkin hyvin haastavalta.
Tähtiluotaimia kohti pitäisi edetä pienin askelin. Oman aurinkokuntamme ulko-osissa olisi paljon tutkittavaa, ja se alue on valtavan paljon helpommin saavutettavissa kuin tähdet, vaikka silti haastavaa. Asteroidien kaivostoiminta pitäisi saada käyntiin, jotta päästäisiin rakentamaan niitä avaruussaaria. Nämä ovat teknisesti paljon helpompia haasteita kuin tähtiluotaimet, ja niillä olisi valtava positiivinen vaikutus maailmantalouteen, ja, jos niin haluamme, Maan biosfäärin suojeluun.
Ehkä tulevaisuudessa löydetään uutta fysiikkaa, joka tekee tähtiluotaimetkin mahdollisiksi, ehkä jopa ”helpoiksi”. Esimerkiksi jos löydettäisiin negatiivisen massan hiukkasia ja pystyttäisiin luomaan ja kontrolloimaan niitä, voitaisiin rakentaa alus joka on 50-prosenttisesti negatiivista ja 50-prosenttisesti positiivista massaa. Sellaisen aluksen inertia ja liike-energia olisi nolla riippumatta siitä mitä vauhtia se kulkee. Alus voisi muuttaa liiketilaansa mielivaltaisen paljon (kunhan ei valon nopeutta ylitä) käyttämättä siihen lainkaan energiaa. Vähän samoin kuin helium tekee ilmapallosta painottoman ilmakehässä, negatiivinen massa ruumassa tekisi aluksesta inertiattoman maailmankaikkeudessa, jolloin se voi muuttaa paikkaansa helposti kuin ajatus, vaikka on fyysinen esine. Se että maailmankaikkeus laajenee kiihtyvästi antaa pientä toivoa että jotain tuontapaista uutta fysiikkaa saattaisi kenties ollakin olemassa, kunhan tarpeeksi tutkitaan.
Wau … hämmentäviä nuo futuristiset visiot. Ja tuo tämänhetkinen realistinen tilanne lienee se, että mikään suunnattu matkustaminen (tai luotaimen lähettäminen) mihinkään toiseen tähtijärjestelmään ei ole nykytekniikalla mahdollinen.
Aivan. On mahdollista lähettää luotaimia, jotka poistuvat aurinkokunnastamme pysyvästi eli joista tulee tähtienvälisiä kappaleita, mutta signalointi kaukaa ei onnistu, ja laitteen pysyminen ylipäätään hengissä hyvin pitkään on suuri kysymys.
Silloin tällöin joku ehdottaa että pannaan luotaimen matkaan pullopostia, ja niinhän Voyager-luotaimiin pantiinkin. Ajatus on nykyisen fysiikan tietämyksen nojalla järjetön, koska avaruus on niin iso että pientä passiivista murikkaa ei kukaan voi sen syövereistä löytää, paitsi jollain tähtitieteellisen pienellä todennäköisyydellä. Ainoa tapa havaita sitä olisi havaita sen heijastamia ja emittoimia fotoneja, mutta niitä on vain äärellinen määrä. Havaitsijan pitäisi osua kosmisesti ajatellen hyvin lähelle luotainta, jotta olisi teoriassa mahdollista että edes yksi fotoneista osuisi hänen detektoriinsa sinä aikana kun luotain kulkee ohi ja taas etääntyy.
Jos haluaa fiilistellä egyptiläisiä eli maksimoida todennäköisyyden että joku kaukaisessa tulevaisuudessa voisi saada nykyihmisestä arkeologista tietoa, en yhtäkkiä keksi tehokkaampaa tapaa kuin rakentaa geometrisia muotoja Kuun pinnalle. Maapallo näkyy kauas, ja katsoja huomaa että se on (tai ehkä on ollut) elämänvyöhykkeellä, ja sen geologisesti passiivisen kiertolaisen pinta on paikka, jonka vieras äly ensimmäisenä tarkistaa. Geologit ja matemaatikot osaisivat varmasti analysoida mikä kuvio olisi optimaalinen säilymisen ja havaittavuuden kannalta.
Maallikolle mielenkiintoista juttua, jota on mahtava lueskella, kiitos!
Mikäli maapallon elämä on saanut alkunsa asteroidin törmäyksestä ja sen seurauksena tapahtuneesta bakteerien siirtymisestä maapallon ilmakehään/maaperään, luulisi että asteroidien iskeymiä on tapahtunut miljardeja tai kymmeniä miljardeja kertoja aiemmin tässä suunnattomassa maailmankaikkeudessa ja sitä tapahtuu edelleen koko ajan.
Ihmisten idea bakteerien ampumisesta avaruuteen tuntuu tähän verrattuna melko vaatimattomalta.
”Astrobiologinen resiprositeetti eli vastavuoroisuusperiaate”
Usein näissä keskusteluissa käy niin että harhaudutaan kauas astrobiologiasta, kunnes havaitaan että aiheella onkin yllättävä yhteys astrobiologiaan, esimerkiksi vieraan teknologian etsintään. Ehkä takana on yleisempikin periaate, joka on jotain sukua sähkömagneettiselle resiprositeetti- eli vastaavuusperiaatteelle, eli (yksinkertaistaen) sille että samat kaavat pätevät jos lähetin ja vastaanotin vaihdetaan keskenään.
Asiaa voisi yrittää kiteyttää esimerkiksi seuraavasti: Jos keksii tavan jolla ihminen säilyy hengissä maailmankaikkeudessa pitkään, samalla löytää tavan etsiä muukalaisia, ja kääntäen.
Tai: Tavoilla joilla voi kuvitella tutkivansa heitä, he ovat voineet tutkia meitä.