Taakka tiedonjakosivusto – seuraa aikamme ilmiöitä

Ikuisuuskysymys

Eksistentiaalinen kysymys: olemmeko todellakin maailmankaikkeudessa yksin ja miksi emme ole havainneet muita? – Tässä 8 edellytystä ihmiskunnan kaltaiselle sivilisaatiolle

”Missä kaikki ovat?” kysyi aikoinaan fyysikko Enrico Fermi.

ARECIBO-viestin laati Cornellin Yliopistossa Frank Drake apunaan mm. Carl Sagan. Viestissä on kymmenjärjestelmän luvut 1-10 binaarikoodina, perusaineiden atomiluvut, DNA:n nukleotidien kaavat, kuva DNA:n kaksoiskierteestä, ihmishahmo ja maailman väkiluku, kuva aurinkokunnasta sekä kuva Arecibon radioteleskoopista ja sen läpimitasta.

Fermin paradoksiksi nimetty kysymys kuuluu: jos maailmankaikkeudessa on muuta älyllistä elämää kuin ihmiskunta, miksi sitä ei ole havaittu?

”Olisi anteeksiantamattoman itsekeskeistä ehdottaa, että olemme yksin kosmoksessa. Elämälle sopivaa ainetta on siihen nähden olemassa liian paljon, ja maailmankaikkeus on aivan liian valtava”, sanoo puolestaan astrofyysikko Neil de Grasse Tyson.

Tunnettu tieteiskirjailija Arthus C. Clarke totesi puolestaan ”Joko olemme yksin, tai sitten emme. Kummatkin vaihtoehdot ovat yhtä pelottavia”

Ajatellaan, että maailmankaikkeudessa on pakko olla muutakin elämää kuin meidän maapallollamme. Mutta missä kaikki ovat ja miksi heitä ei näy?

Draken kaava

Kuinka suuri mahdollisuus on löytää elämää? Frank Drake on luonut kaavan sille, kuinka monta älyllistä sivilisaatiota Linnunradastamme löytyy. Muuttujia ovat muun muassa kuinka monella tähdellä on planeettoja, kuinka usein elämästä tulee älyllistä ja kuinka kauan teknologisesti edistynyt sivilisaatio voi jatkua.

Muuttujat ovat kuitenkin sen verran abstrakteja, ettei kaavan lukuja tunne kukaan. Sen mukaan mitä lukuja syötetään muuttujiksi, tulokseksi voidaan siksi saada joko 1 tai 10 000 sivilisaatiota.

Tärkein muuttuja saattaa kuitenkin olla aika: kehityimme älyllisiksi olennoiksi maapallollamme 500 miljoonan vuoden aikana. Bakteerista ei voi kehittyä älylliseksi olennoksi miljoonassa vuodessa. Siihen ei välttämättä riitä kymmenen tai edes sata miljoonaa vuotta.

Kommunikaatioyrityksiä

Maapallolla on ollut elämää ainakin 3,6 miljardia vuotta, josta ihmisen älyllistä elämää vain noin 250 000 vuotta. Vasta vuosisadan ajan meillä on ollut teknologia, joka mahdollistaa kommunikaation suurten etäisyyksien yli.

Ei ole tietoa kuinka kauas ensimmäiset radio- ja tv-lähetykset ovat edenneet ja ymmärtääkö niitä kukaan. Ensimmäinen vieraalle sivilisaatiolle suunnattu viesti lähetettiin 56 vuotta sitten, vuonna 1962.

Viesti etenee valon nopeudella, joten vastauksen saaminen vie toisen mokoman. Sivilisaatiot, jotka ovat voineet vastata viestiin, voivat olla korkeintaan 56 valovuoden päässä. Tämän etäisyyden sisälle mahtuu kuitenkin melkoinen joukko tähtiä.

Mutta millainen teknologian taso vaaditaan radioaaltojen kantaman viestin tulkintaan ja siihen vastaamiseen?

SETI etsii elämää

Olemme aktiivisesti etsineet elämää avaruudesta 1960-luvulta lähtien SETI -projektilla (Search for Extra-Terrestial Intelligence). Olemme tutkineet avaruuden mahdollista radioliikennettä vuosikymmenien ajan parhailla mahdollisilla radioteleskoopeilla, mutta heikoin tuloksin.

Vuonna 1977 tosin nähtiin poikkeuksellinen signaali, joka ei kuitenkaan uusiutunut. Tämän Wow-signaalin aiheuttajaksi arveltiin vuonna 2017 komeettaa.

SETI -hankkeessa on myös mobilisoitu kotitietokoneet mukaan avaruusolioiden etsintään: hankkeen kotisivuilta voi ladata ruudunsäästäjän, joka valjastaa kotitietokoneen osallistumaan etsintään.

METI viestii avaruuteen

SETI -hankkeiden etsiessä vieraiden lähettämiä viestejä METI (Messaging to Extra-Terrestial Intelligence, myös Active-SETI) pyrkii luomaan ja lähettämään viestejä vieraille sivilisaatioille.

Viestien lähettämisestä on kiistelty kauan, eikä yhteisestä ihmiskunnan tervehdyksestä ole päästy yhteisymmärrykseen. Siksi suurin osa viesteistä ei tähtää kommunikointiin vieraiden kanssa.

Useista METI- viesteistä mainittakoon:

Morse-viesti. Ensimmäinen ihmiskunnan radioviesti erityisesti maan ulkopuolisille sivilisaatioille lähetettiin vuonna 1962. Viesti suunnattiin Venus-planeettaa kohti ja se lähetettiin morse-koodilla. Viesti koostui kolmesta sanasta: MIR, LENIN ja CCCP.

ARECIBO-viesti lähetettiin 1974 Puerto Ricon Arecibo -radioteleskoopilla kohti M13-tähtijoukkoa 25 000 valovuoden päähän. Viesti sisältää perustietoja ihmiskunnasta ja maapallosta.

Koska vastauksen saaminen kestää 50 000 vuotta, ei hanketta voi pitää kommunikointiyrityksenä, vaan vasta asennetun tekniikan esittelynä, ja kenties myös demonstraationa ihmiskunnan kyvyistä.

Nasa lähetti vuonna 2008 The Beatlesin kappaleen Across The Universe kohti Polaris-tähteä, joka sijaitsee 431 valovuoden päässä maasta. Tapahtumalla haluttiin juhlistaa 40 vuotta levytyksestä, 45-vuotiasta DSN:ää (Deep Space Network), ja 50 vuotta täyttänyttä Nasaa.

Ajatusleikki

Galaksissamme (Linnunrata) on arveltu olevan 100–200 miljardia tähteä, joten voi olettaa siellä olevan ainakin biljoona (1012 ) planeettaa. Linnunradan lisäksi galaksejakin on varovaisestikin arvioiden biljoonia. Voi kuitenkin olla, ettei älyllisiä olentoja ole muualla kuin maapallolla.

On ajateltu, että ennen kuin ihmiskunnan kaltainen sivilisaatio pystyy kommunikoimaan galaktisella tasolla sen olisi kyettävä ylittämään joukko esteitä.

Jotkut esteet ovat vaikeampia ylittää kuin toiset, mutta kuvitelkaamme pelkkänä ajatusleikkinä, että yhden esteen ylittämisen mahdollisuus olisi yksi tuhannesta (1:1000). Kuinka monella planeetalla asuu silloin ihmiskunnan kaltainen sivilisaatio, joka pystyy harkitsemaan tähtienvälistä kommunikointia kuten me?

Kriteerit soveltuvat vain ihmisten kaltaisiin olioihin. Esteet ovat:

1. Planeetan asuttavuus

Planeetan täytyisi olla tyypiltään oikeanlainen ja sen pitäisi kiertää oikeanlaista tähteä. Planeetan etäisyys tähteen ei saisi olla liian suuri eikä se saisi olla liian lähellä – ettei ole liian kylmä tai kuuma, ja veden on pysyttävä sulana, jos planeetan elämä perustuu veteen kuten meidän.

Tähti, jota planeetta kiertää pitäisi myös olla oikeanlainen: esimerkiksi jättiläistähden elinkaari on liian lyhyt älyllisen elämän kehittymiselle.

Planeetan koon pitäisi myös olla sellainen, että painovoima on sopiva elämälle. Planeetalla pitäisi myös olla elämälle sopiva ilmakehä. Astrobiologit kutsuvat tällaisia ”Goldilocks” (Kultakutri) –planeetoiksi.

Edellä olevien ehtojen lisäksi meidän maapallomme elämää auttaa myös maan ytimessä vellova rauta, joka luo geomagneettisen dynamon. Se tuottaa maapallolle lämpöä ja synnyttää planeetan ympärille magneettikentän, joka suojaa avaruuden säteilyltä. Jos planeettamme olisi vain kylmä kivi, olisi sen päällä elämä todennäköisesti mahdotonta.

Miljardi linnunradan planeetoista ylittää asuttavuusesteen. (1012 /1000 = 109 )

2. Ilmaston vakaus

Ilmaston pitäisi pysyä vakaana pitkään, etteivät astronomiset muutokset välillä työntäisi planeettaa jäätymään tai paistumaan.

Tässä asiassa maapalloa auttaa kuu. Sehän syntyi kun iso asteroidi iski maahan. Saimme juuri sopivan kokoisen kuun, joka antoi maapallon keskiakselille sopivan ja vakaan kulman (neljä vuodenaikaa) sekä sopivan hitaan pyörimisnopeuden (vuorokausi), jotka kumpikin vaikuttavat suotuisasti vakaan ilmaston syntymiseen.

Jos kuu olisi vain hieman suurempi, se olisi muuttanut maapallon pyörimisen epävakaaksi. Se taas olisi johtanut nopeisiin ilmastonmuutoksiin ja vaikuttanut elämään tuhoisasti.

Meitä auttaa myös Jupiter, joka valtavan painovoimansa takia sinkoaa lähelle tulevat asteroidit ja meteorit ulos aurinkokunnastamme ja suojaa näin maapalloa kohtalokkailta törmäyksiltä.

Miljoona linnunradan planeetoista ylittää vakausesteen. (109 /1000 = 106 )

3. Elämän alkuun pääseminen

Yksinkertaiset solut syntyivät maapallolla miljardeja vuosia sitten ja saivat kehittyä rauhassa suotuisissa olosuhteissa. Maahan törmänneistä meteoriiteista on löytynyt elämän syntymiselle tärkeitä ainesosia, kuten aminohappoa.

Panspermia –hypoteesin mukaan elämä olisi voinut saapua maahan avaruudessa vaeltavista elämänsiemenistä. Kuten Joni Mitchell lauloi Woodstockissa: ”We are stardust”.

Vanhimpien löytöjen mukaan maapallolla syntyi elämää jo 3,6 miljardia vuotta sitten. Maapallon tapainen elämä tarvitsee kolme elementtiä: se rakentuu orgaanisista hiilen yhdistelmistä. Lisäksi tarvitaan vettä, jossa perustavat orgaaniset molekyylit voivat sekoittua ja olla vuorovaikutuksessa. Lopulta tarvitaan energian lähde, kuten aurinko käynnistämään kemiallisia reaktioita.

Näyttää kuitenkin siltä, että elämää syntyy hyvinkin epäystävällisissä olosuhteissa. Esimerkiksi Tyynellämerellä olevan Mariaanien haudan merenpohjalta on löytynyt elämää 11 kilometrin syvyydestä. Vaikka pohjalla vallitsee hyvin suuri paine, siellä on jopa runsaammin bakteereja kuin matalammissa vesissä. Myös kuolleessa meressä on havaittu bakteereja, jotka pitävät suolasta.

Tuhat linnunradan planeetoista ylittää elämänalkuesteen. (106 /1000 = 103 )

4. Monimutkaiset elämänmuodot

Yksinkertaisista elämänmuodoista, kuten bakteereista, on kuitenkin pitkä matka älyllisiin olentoihin. Näiden monimutkaisten elämänmuotojen kehittyminen maapallolla johtui kenties sarjasta epätodennäköisiä tapahtumia.

Yksi näistä oli 66 miljoona vuotta sitten tapahtunut meteoriittitörmäys Meksikossa, joka tappoi 75 prosenttia eläinlajeista, muun muassa dinosaurukset. Nisäkkäät olivat tuohon aikaan vasta rottien kokoisia, mutta ne selvisivät.

Tämä meteoriitti oli halkaisijaltaan 10 kilometriä – juuri sopivan kokoinen tappaakseen dinosaurukset, mutta jättämään nisäkkäät henkiin. Hieman isompi meteoriitti olisi tuhonnut elämän maapallolta kokonaan.

Toinen epätodennäköinen tapahtuma oli Itä-Afrikan hautavajoama, joka hävitti metsän ja pakotti puissa viihtyvät kädelliset maan pinnalle kävelemään pystyssä seitsemän miljoonaa vuotta sitten. He eivät kuitenkaan olleet vielä lajia Homo Sapiens.

Simpanssin dna:sta 99 prosenttia vastaa ihmisen dna:ta, mutta fiksuinkaan simpanssi ei pysty samaan kuin pikkulapsi. ”Kaikki mitä olemme, mikä erottaa meidät simpansseista, johtuu tästä yhden prosentin erosta”, Neil de Grasse Tyson kertoo.

Yksi planeetta linnunradan planeetoista ylittää monimutkaisten elämänmuotojen esteen. (103 /1000 = 1)

5. Hienostunut työkalujen käyttö

Sivilisaation on pystyttävä kehittämään ja käyttämään hienostuneita työkaluja, kuten tietokoneita, teleskooppeja ja radio-astronomiaa.

Nyt pitää siirtyä Linnunradasta maailmankaikkeuden muihin galakseihin, eli työkaluesteen ylittää yksi planeetta maailmankaikkeuden tuhannesta galaksista.

6. Tiede ja matematiikka

Maailmankaikkeuden ymmärtämiseksi on sivilisaation kyettävä kehittämään matematiikkansa ja tieteensä tekniikka tarvittavalle tasolle.

Yksi planeetta maailmankaikkeuden miljoonasta galaksista ylittää tiede-esteen.

7. Sosiaaliset taidot

Valloittaakseen avaruuden on sivilisaation olentojen oltava sosiaalisia ja kyettävä keskustelemaan toistensa kanssa abstrakteista konsepteista monimutkaisella kielellä.

Yksi planeetta maailmankaikkeuden miljardista galaksista ylittää sosiaaliset taidot esteen.

8. Katastrofien välttäminen

Sivilisaation on kyettävä välttämään katastrofit – ei vain ulkoa tulevat, vaan myös itse aiheutetut.

Katastrofien suhteen on ollut hyvä tuuri kun olemme välttyneet niiltä. Itse aiheuttamista katastrofeista päällimmäiseksi tulee mieleen ilmastonmuutos, jonka suhteen emme ole vielä tehneet juuri mitään.

Ulkoisista katastrofeista mainittakoon meteorien lisäksi lähellämme tapahtuva supernova (tähden räjähdys): Alle 30 valovuoden päässä tapahtuva räjähdys olisi kohtalokas maapallolle.

On vain ajan kysymys koska tällainen tapahtuu. Merenpohjalta löydetyistä näytteistä on selvinnyt, että lähellä maapalloa on jo tapahtunut supernovan räjähdys joskus kauan sitten. Se oli kuitenkin yli 100 valovuoden päässä, eikä siten ollut tuhoisa.

Yksi planeetta maailmankaikkeuden biljoonasta galaksista, eli juuri koko havaittavasta maailmankaikkeudestamme, ylittää katastrofiesteen.

Tämän ajatusleikin mukaan olemme siis yksin!

Kiinnostaako Tekniikan Historia? Tilaa lehti tästä.

Lähteet:

Stephen Webb, TED (Technology, Entertainment, Design) –luento. Luettu 10.10.2018 Internet-osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=qaIghx4QRN4

Marc Defant, TED-luento. Luettu 10.10.2018 Internet-osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=_nCOhrYV7eg

Neil deGrasse Tyson, 2015, Cosmology Today. Luettu 14.10.2018 Internet-osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=m_cMmoRG3WY

The Fermi Paradox II — Solutions and Ideas – Where Are All The Aliens?. Luettu 18.10.2018 Internet-osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=1fQkVqno-uI

Kettunen Niko, 25.10.2018. Maan rautaydin on kiinteä, mutta pehmeä. Helsingin Sanomat.

LÄHDE: Tekniikka&Talous/Lard Gardberg 29.12.2019