Jak powstała ludzkość: naukowcy są bliżej rozwiązania kwestii pochodzenia życia

Tak jak nikt z nas nie pamięta momentu swoich narodzin, tak naukowcom trudno jest dokładnie określić, w jaki sposób powstała ludzkość. Nieustannie jednak szukają przyczyn i wydaje się, że znaleźli związek między pojawieniem się ludzi a falami grawitacyjnymi, które przenikają wszechświat.

Naukowcy z King's College London opublikowali preprint tej teorii. Według portalu IFL Science, ich artykuł musi jeszcze zostać zrecenzowany i zatwierdzony przez społeczność naukową, ale już teraz wzbudza spore zainteresowanie.

Autorzy artykułu przypominają, że znane nam formy życia wymagają tylko kilku pierwiastków chemicznych: wodoru, węgla, azotu, tlenu i fosforu, a także siarki. Niektóre proste gatunki radzą sobie tylko z tym zestawem.

Pierwszy z tych pierwiastków, wodór, pojawił się we wszechświecie w wyniku Wielkiego Wybuchu. Kolejne trzy są produktem syntezy helu podczas życia zwykłych gwiazd. Fosfor został znaleziony w pozostałościach po supernowej Cassiopeia A, co potwierdza założenie, że powstaje on podczas eksplozji tego typu gwiazd. Supernowe produkują również siarkę i znacznie zwiększają zawartość węgla i tlenu w przestrzeni kosmicznej, które hojnie rozprowadzają wokół siebie.

Ssaki potrzebują 20 pierwiastków do budowy kości, w tym zębów i narządów. A żeby stworzyć dwa z nich, twierdzą autorzy artykułu przedstawionego w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), potrzeba czegoś więcej niż tylko supernowej. Są one produktem procesu znanego jako proces r. Zachodzi on w stępce - połączeniu dwóch gwiazd neutronowych lub gwiazdy neutronowej z czarną dziurą.

Taka obserwacja została dokonana już wcześniej, ale autorzy nowej pracy zauważają, że fuzje gwiazd neutronowych są produktem fal grawitacyjnych. Biorąc pod uwagę skalę wszechświata, prawdopodobieństwo zderzenia tak rzadkich obiektów jak gwiazdy neutronowe jest niezwykle małe.

Gwiazdy neutronowe są produktem supernowych, które nie są wystarczająco duże, aby utworzyć czarne dziury. Gdy dwie gwiazdy o masach rzędu 10-25 mas Słońca tworzą układ podwójny, każda z nich może przekształcić się w gwiazdę neutronową. Pod warunkiem, że żadna z eksplozji nie będzie tak silna, by wyrzucić jedną z nich w przestrzeń kosmiczną, gwiazdy będą nadal krążyć wokół siebie.

I tu właśnie do gry wkraczają fale grawitacyjne. Potężne przyspieszenie spowodowane interakcją grawitacyjną dwóch niezwykle gęstych obiektów tworzy fale grawitacyjne, które pochłaniają energię. Proces ten uwalnia tak dużo energii, że możemy wykryć jego występowanie nawet w odległości miliardów lat świetlnych. Energia ta nie bierze się znikąd, ale pochodzi ze wspólnej orbity gwiazd neutronowych. Gdy orbita rozpada się, para gwiazd stopniowo przesuwa się do wewnątrz w coraz węższej spirali, aż do zderzenia, tworząc gwiazdę kilową, a wraz z nią wszystkie elementy procesu r.

Gdyby fale grawitacyjne nie istniały w przestrzeni kosmicznej, kilonowe byłyby zjawiskiem znacznie rzadszym niż obecnie. Prawdopodobieństwo ich wystąpienia w czasie istnienia Drogi Mlecznej w pozbawionym grawitacji Wszechświecie jest niewielkie. A tam, gdzie nie ma kilów, nie ma pierwiastków procesu r, sugeruje profesor John Ellis z King's College London i jego współautorzy. Ponieważ pierwiastkami procesu r są jod i brom, które są niezbędne dla ludzkiej egzystencji, możemy założyć, że bez fal grawitacyjnych we wszechświecie nie powstałyby warunki do powstania ludzkości.

Ten logiczny łańcuch jest już nazywany dalekim od bezbłędności. Całkiem słuszne jest więc założenie, że mniejsza ilość bromu i jodu na Ziemi mogłaby poprowadzić ewolucję w innym kierunku. Nie oznacza to jednak, że ewolucja ta nie stworzyłaby czegoś podobnego do nas. Na przykład ludzie zależą od jodu, który bierze udział w regulacji metabolizmu w tarczycy. A także od bromu, który jest potrzebny do rozwoju tkanek. Jednak biorąc pod uwagę miliony lat ewolucji, możliwe jest, że zwierzęta mogły ewoluować, aby wykorzystywać inne pierwiastki do podobnych funkcji.

Taki hipotetyczny scenariusz jest prawdopodobnie niemożliwy do przekonującego udowodnienia lub obalenia, chyba że naukowcom uda się znaleźć dużą liczbę planet, które uformowały się tak daleko od jakiejkolwiek gwiazdy, że brakuje im pierwiastków procesu r. Ale nawet jeśli tak się stanie, badanie ich pod kątem obecności zaawansowanego życia zajmie bardzo dużo czasu. Ale nawet jeśli tak się stanie, zbadanie ich pod kątem obecności zaawansowanego życia zajmie bardzo dużo czasu.

Z drugiej strony, te dwa pierwiastki mogą nie być jedynymi pochodnymi procesu R potrzebnymi ludziom. Autorzy zauważają, że molibden jest wykorzystywany zarówno przez zwierzęta, jak i rośliny do przenoszenia atomów tlenu. Z kolei tor i uran mogą być przyczyną ruchów tektonicznych płyt, jednej z kluczowych właściwości Ziemi.

Idąc dalej wzdłuż podobnego łańcucha logicznego, można zakwestionować związek między jodem a łodziami kilowymi. Obecnie uważa się, że obiekty te są źródłem tego pierwiastka. Nie zostało to jednak jeszcze zweryfikowane i potwierdzone. Co więcej, wiadomo, że niektóre rodzaje supernowych mogą również wyzwalać procesy r. Nie jest jednak jasne, ile jodu może zostać wyprodukowane w tym przypadku.

Co więcej, niewielka część jodu na Ziemi pochodzi z procesu s, który nie wymaga fal grawitacyjnych. Według autorów badania, 4% pierwiastka na naszej planecie pochodzi z procesu s. I jest całkiem możliwe, że wystarczyłoby to do wsparcia ewolucji ssaków.

Oczekuje się, że w niedalekiej przyszłości możliwe będzie zweryfikowanie przynajmniej niektórych założeń naukowców. Jeśli ich szacunki dotyczące pochodzenia jodu zostaną potwierdzone, wówczas jod-129 prawdopodobnie będzie obecny w materiale na powierzchni Księżyca. Będzie to można zweryfikować podczas kolejnego lądowania człowieka na ziemskim satelicie, które zaplanowano na najbliższe dwa lata.

Subskrybuj kanały OBOZ.UA w Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.