Kehidupan Luar Bumi Dan Di Mana Menemukannya

Kami pasti akan, dalam milenium ini.

Suatu ketika, ada sebuah batu yang kesepian melayang di angkasa di sekitar bintang biasa. Seseorang memutuskan untuk menanamnya dengan molekul yang mereplikasi diri sendiri dan berlibur sebentar dan kembali ke tempat yang tidak menarik ini. Mereka tidak pernah kembali, tetapi saya bertanya-tanya bagaimana reaksi mereka akan disambut oleh lebih dari 8.500.000 jenis entitas mandiri, masing-masing memiliki sesuatu yang istimewa dan unik untuk dirinya sendiri.

Sekali waktu, maksud saya sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu. Seperti halnya saya ingin percaya bahwa kisah ini benar dan bahwa 'mereka' suatu hari nanti akan kembali, kebenarannya mungkin berbeda.

Jika seseorang bertanya kepada saya, “Apa dua hal yang paling luar biasa dan membingungkan bagi Anda?”, Jawaban saya tanpa keraguan adalah, luasnya alam semesta ini dan keanekaragaman kehidupan di Bumi. Malam yang tak terhitung jumlahnya menatap langit dan tak terhitung hari mengamati alam, belum ada jawaban konklusif.

Apa kita Di mana semuanya dimulai?

Dari pemahaman kita saat ini, alam semesta kita berusia sekitar 13,8 miliar tahun. Ini adalah ekosistem yang sangat kuno yang dipenuhi dengan momen bersejarah, tetapi yang terpenting, secara keseluruhan keberadaannya, ada satu peristiwa luar biasa yang menonjol dan mengagumi para ilmuwan hingga saat ini, asal usul kehidupan.

Hampir seolah-olah alam semesta menciptakan kehidupan untuk mendefinisikan dirinya sendiri.

Hari ini, saya ingin mengajukan pertanyaan yang tak terhindarkan,

"Apakah kita benar-benar sendirian?"

Saya tidak hanya akan bertanya tetapi memberikan jawaban yang pasti pada akhir artikel ini.

Untuk mengatasi ini, pertama-tama kita harus memahami bagaimana kehidupan muncul dan apa yang membuatnya berkembang seperti yang kita kenal sekarang. Jika kita tahu bagian 'apa', kita akan tahu di mana mencarinya.

Kami sebenarnya selangkah lebih maju dalam pencarian kami. Kita memiliki Bumi, seluruh planet yang penuh makhluk hidup yang menunjukkan kepada kita kondisi yang dibutuhkan agar kehidupan dapat berkembang. Satu fakta yang mengesankan tentang planet kita adalah bahwa kehidupan ada di mana-mana yang kita lihat. Jangkauan terdalam samudera di mana bahkan sinar matahari tidak dapat menembus, mendidihkan geyser alami dan daerah di sekitar gunung berapi aktif, daerah kutub beku: kehidupan ada di mana-mana.

Idenya sederhana, “Jika itu terjadi sekali, maka semakin besar kemungkinan itu akan terjadi lagi. Bagaimanapun, alam semesta menyukai periodisitas. ”

Mari kita pergi berburu harta karun antarbintang untuk menemukan tempat lain yang bisa kita sebut rumah suatu hari nanti. Kita mungkin pada akhirnya menemukan kehidupan dalam bentuk mikroba, tetapi menemukan kehidupan yang cerdas adalah hal yang nyata. Mari kita batasi pencarian kita untuk tempat di mana kita bisa bertahan seperti yang kita lakukan di sini. Tempat seperti itu kemungkinan besar akan memiliki jenis kehidupan yang kita tahu pasti ada, bentuk kehidupan berbasis karbon. Kami juga membatasi pencarian kami ke galaksi Bima Sakti.

Setelah merenung sebentar, berikut adalah daftar penyaring yang saya perlukan untuk mempersempit pencarian kami.

✔ Filter 1: Bintang dan Planet Berbatu

Bintang yang terbakar (Sumber Gambar: Tenor)

Matahari adalah sumber energi utama bagi sebagian besar kehidupan di Bumi, secara langsung atau tidak langsung. Beberapa bentuk kehidupan dapat mempertahankan independen dari keberadaan bintang, tetapi pada skala yang lebih besar dan lebih kompleks, kita pasti membutuhkan energi bintang. Sampai baru-baru ini, para ilmuwan tidak begitu yakin apakah tata surya kita adalah "The One" atau satu di antara banyak di luar sana. Dengan misi Kepler yang baru-baru ini disimpulkan, keraguan ini telah diistirahatkan. Kita sekarang dapat dengan yakin menyatakan bahwa hampir setiap bintang lain di luar sana memiliki sistem planet di sekitarnya, yang berarti ada lebih banyak planet daripada bintang di galaksi kita. Mari kita batasi pencarian kita di planet yang mengorbit bintang seperti Matahari karena kita tahu pasti bahwa bintang seperti itu dapat menyediakan kondisi yang cocok untuk kehidupan.

Inilah intuisi sederhana. Jika ada bintang di tempat lain yang ukuran dan umurnya hampir sama dengan Matahari, apakah ia juga memiliki sistem planet yang serupa di sekitarnya? Berapa probabilitas bahwa sistem seperti itu juga akan memiliki planet yang mirip Bumi dan bahwa kehidupan akan berevolusi di sana seperti yang terjadi di sini?

Fitur dasar dari kembaran matahari potensial tersebut adalah sebagai berikut:

  • Itu harus berupa bintang sekuen utama tipe G, yaitu bintang (pada dasarnya seperti matahari) yang ukurannya sama dengan Matahari dan menggabungkan hidrogen ke helium, dan akan terus melakukannya selama sekitar 10 miliar tahun hingga habis. bahan bakar dan kemudian berkembang menjadi raksasa merah hanya untuk akhirnya melepaskan lapisan luarnya menjadi kerdil putih.
  • Temperatur permukaannya harus sekitar 5.700 K dan usianya harus sekitar 4,6 miliar tahun yang memberi cukup waktu bagi kehidupan cerdas (seperti yang kita tahu) untuk berevolusi.
  • Itu harus memiliki logam yang mirip dengan Matahari. Ini adalah ukuran berbagai elemen dalam bintang yang lebih berat dari hidrogen atau helium. Apa yang menjadikan ini properti yang menarik adalah bahwa ia dapat secara tidak langsung mengindikasikan apakah dan seperti apa exoplanet yang dimiliki sistem bintang. Bintang dengan logam yang lebih tinggi mungkin memiliki raksasa gas dan planet berbatu yang berputar di sekitar mereka. Kita dapat memiliki perkiraan bahwa bintang dengan logam yang mirip dengan Matahari dapat memiliki planet serupa di sekitarnya.

Menyaring dari data saat ini dari bintang yang diamati, kami memiliki banyak kandidat bagus yang berada di dekat kembar surya. Kami akan segera menghubungi mereka, tetapi sekarang mari kita lihat kriteria lain dipertimbangkan.

✔ Filter 2: Air Cair

Tetesan air cair (Sumber Gambar: Reddit)

Suatu hari, dua atom hidrogen berikatan dengan atom oksigen, dan karenanya elixir kehidupan diciptakan. Air sangat penting untuk kelangsungan hidup jenis kita. Manusia biasa tidak akan bertahan lebih dari seminggu tanpa itu.

Jarak dari bintang di mana suhunya sempurna untuk keberadaan air cair sering disebut sebagai Zona Goldilocks. Idealnya, suhu permukaan harus antara -15 hingga sekitar 70 derajat Celcius. Fokus kami adalah pada planet-planet yang ditemukan di zona bintang induknya ini. Berdasarkan data Kepler, para astronom memperkirakan ada sebanyak 11 miliar planet seukuran Bumi yang mengorbit bintang induknya di dalam Zona Goldilocks!

✔ Filter 3: Komposisi Atmosfer

Cahaya utara terbentuk ketika partikel bermuatan berinteraksi dengan atmosfer kita.

Kita membutuhkan oksigen untuk metabolisme dan lapisan ozon untuk melindungi kehidupan dari sinar matahari yang berbahaya. Tekanan dan komposisi harus tepat untuk membantu kita bertahan dan berkembang. Kita juga membutuhkan efek rumah kaca yang tanpanya Bumi akan jauh lebih dingin. Sementara beberapa bentuk kehidupan bisa ada dalam kondisi yang lebih keras, mari kita batasi diri kita dalam pencarian ini.

Jika Anda bertanya-tanya bagaimana kita dapat memahami atmosfer planet ekstrasurya yang berjarak beberapa tahun cahaya, kami memiliki metode sederhana namun efektif untuk melakukannya. Dengan mengamati spektrum cahaya dari bintang yang juga melintasi atmosfer planet ekstrasurya, kita dapat menunjukkan dengan tepat unsur-unsur yang ada di dalamnya. Atom dan molekul, secara umum, menyerap panjang gelombang cahaya tertentu (ini khusus untuk suatu elemen, oleh karena itu lebih seperti sidik jari dari elemen itu). Dalam pengamatan spektral kami, panjang gelombang cahaya ini akan tidak ada yang menunjukkan keberadaan mereka di atmosfer planet ekstrasurya.

✔ Filter 4: Medan Magnet

Medan magnet bumi melindungi kita dari angin matahari (Sumber gambar: NASA)

Kehadiran medan magnet memiliki korelasi kuat dengan banyak hal. Misalnya, pertimbangkan rumah kedua kita yang potensial, Mars. Atmosfernya jauh lebih tipis (sekitar 100 kali) dari Bumi. Meskipun berada di dalam Zona Goldilocks, hampir tidak ada air cair di permukaan. Tidak mengherankan, tidak ada jejak kehidupan juga. Bumi, di sisi lain, berkembang dengan kehidupan. Satu perbedaan berbeda di sini adalah tidak adanya medan magnet yang kuat di Mars.

Dari pemahaman kita saat ini, medan magnet sebuah planet tidak hanya membantunya mempertahankan atmosfernya sampai batas tertentu, tetapi juga melindungi kita dari angin matahari dan partikel bermuatan energi tinggi lainnya dengan mengalihkannya.

✔ Filter 5: Jarak Dari Pusat Galaksi

Jika Anda berpikir berada di Zona Goldilocks bintang seharusnya cukup, Anda salah. Sistem bintang juga harus ada dalam apa yang dikenal sebagai 'Zona Layak Huni Galaksi'. Ini adalah area galaksi di mana kehidupan memiliki peluang terbesar untuk mendapatkan makanan. Idealnya, ia berada pada jarak yang nyaman dari pusat galaksi dan tidak dekat supernova atau peristiwa bintang kekerasan lainnya yang dapat menimbulkan ancaman kepunahan. Bumi berada di satu tempat dengan lingkungan kosmik yang relatif damai.

Ini adalah zona layak huni galaksi Bima Sakti, seperti yang diprediksi oleh Lineweaver et al (2004).

✔ Filter 6: Faktor Lain-Lain

Ada beberapa faktor lain yang dapat memiliki efek pada evolusi kehidupan. Bumi adalah satu-satunya planet yang dikenal untuk menampung kehidupan, tetapi bukan itu. Bumi juga satu-satunya yang memiliki lempeng tektonik (telah ada beberapa pengamatan yang menunjukkan aktivitas serupa di bulan Jupiter, Europa). Mereka membantu menjaga suhu stabil di planet ini. Ini mengisyaratkan bahwa lempeng tektonik mungkin penting untuk kehidupan ada, tetapi para ilmuwan berpendapat bahwa itu mungkin bukan kebutuhan mutlak.

Pertimbangan lain adalah kehadiran yang disebut 'Good Jupiters' dalam sistem. Raksasa gas seperti Jupiter yang mengorbit lebih jauh dari bintang induknya mungkin sebenarnya berperan dalam membelokkan asteroid besar dari jalur tabrakan menuju planet berbatu dalam. Ini bisa membantu mencegah kepunahan massal yang memberi cukup waktu bagi kehidupan cerdas untuk berkembang.

Sementara asal usul kehidupan di Bumi tampaknya merupakan hasil dari serangkaian peristiwa yang diatur terlalu bagus untuk menjadi kebetulan belaka, yang membuat saya berpikir bahwa itu tidak unik adalah ukuran semata-mata dari alam semesta yang tak terduga ini. Sistem bintang dan planet yang memenuhi semua kriteria di atas memiliki peluang yang sangat baik untuk berevolusi kehidupan di luar bumi. Mempertimbangkan jumlah yang sangat besar seperti 11 miliar planet yang mirip Bumi, rasanya masuk akal bahwa beberapa dari mereka harus memiliki kehidupan yang cerdas, tetapi ada sesuatu yang aneh.

Ada terlalu banyak kemungkinan bagi kita untuk tidak sendirian. Sebuah kepala kecil yang dimulai di tempat lain dalam beberapa juta tahun seharusnya telah melahirkan peradaban berteknologi maju yang sudah bisa menjelajahi galaksi kita. namun di mana pun kita melihat ke ruang angkasa, hampir tidak ada tanda tangan bio atau teknologi, hanya keheningan yang dalam, kehampaan kegelapan. Setiap klaim sebaliknya hampir selalu ditolak sebagai alarm palsu. Ini pada dasarnya adalah paradoks Fermi. Di mana semua orang?

Sebelum kita melanjutkan, mari kita pertama-tama memiliki perkiraan tentang bagaimana kehidupan bersama seharusnya, secara statistik. Ini dapat ditemukan menggunakan Persamaan Drake yang terkenal:

Sumber: Wikipedia

Kami tidak memiliki nilai yang akurat untuk parameter ini tetapi dua estimasi yang berbeda memberi tahu kami bahwa, kami sendirian atau ada lebih dari 15.600.000 peradaban di dalam galaksi kita. Ada skenario di mana-mana atau di mana pun. Tidak ada in-betweens.

Lebih dekat dengan kebenaran daripada sebelumnya, sekarang saatnya untuk menjelajahi alam semesta dalam menggunakan data yang kita miliki (pada saat menulis artikel ini).

Kembali ke diskusi tentang bintang-bintang seperti Matahari, sejauh ini kami telah mengidentifikasi enam belas kandidat yang hampir kembar, di mana lima dari mereka telah mengkonfirmasi exoplanet yang mengorbit mereka. Tapi jangan terlalu berharap. Alam semesta selalu memiliki sesuatu di lengannya untuk menghancurkan harapan kita.

Salah satu dari bintang-bintang itu, HD 164595 memiliki planet (bernama HD 164595b) setidaknya 16 kali lebih besar dari Bumi yang mengorbitnya setiap 40 hari. Diasumsikan seperti Neptunus dan mungkin tidak dapat mempertahankan kehidupan, tetapi yang menarik pada Mei 2015, para astronom mendeteksi sinyal radio aneh yang datang dari arah itu. Beberapa orang senang bahwa itu bisa saja berasal dari luar tetapi tidak ada bukti lebih lanjut dan pengamatan menolak klaim semacam itu.

Bintang lain bernama HD 98649 ditemukan memiliki planet yang mengorbitnya di orbit aneh yang eksentrik. Ini mungkin rumah yang tidak mungkin untuk hidup, tetapi ada harapan yang lebih baik di sekitar 2700 tahun cahaya. Di sinilah letak YBP 1194, salah satu dari kembar surya terbaik yang ditemukan sejauh ini. Namun, bintang ini adalah bagian dari gugusan bintang yang lebih besar, tidak seperti Matahari, namun ada sebuah planet ekstrasurya yang mengorbit yang menunjukkan bahwa mereka dapat menjadi umum bahkan di antara gugus bintang. Yang satu ini diperkirakan 100 kali lebih besar dari Bumi dan secara mengejutkan mengorbit dekat dengan bintangnya. Ini memberi tanda tanya pada kelayakhunian sistem ini bahkan jika ada planet lain yang belum ditemukan di Zona Goldilocks bintang itu.

Sistem planet dari kembaran matahari HIP 11915 yang lain jauh lebih mengasyikkan. Kami telah mengkonfirmasi bahwa raksasa gas seukuran Jupiter mengorbit bintang ini, dan yang lebih menarik, hampir pada jarak yang sama dengan Jupiter terhadap Matahari. Ini mengisyaratkan keberadaan planet berbatu dalam di dalam sistem, salah satunya bisa seperti Bumi. Para ilmuwan memperkirakan bahwa ini bisa jadi Tata Surya 2.0. Pengamatan lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengkonfirmasi hal yang sama.

Menyimpan yang terbaik untuk yang terakhir, kami memiliki bintang Kepler-452 yang terletak sekitar 1402 tahun cahaya dari kami. Ini memiliki planet ekstrasurya yang dikonfirmasi mengorbit dengan periode 384.843 hari, cukup dekat dengan nomor yang sangat kita kenal. Planet ini juga berada di dalam Zona Goldilocks bintangnya dan suhu permukaannya diperkirakan sama dengan Bumi!

Tepat ketika Anda berpikir bahwa potongan-potongan teka-teki pas dengan lancar, kami memiliki masalah dengan bintang induknya. Itu jauh lebih tua dari Matahari (hampir sekitar 1,5 miliar tahun), karenanya sistem ini lebih seperti versi kita di masa depan. Either way, jika kehidupan memang berevolusi di sana seperti di Bumi, peradaban mereka akan jutaan tahun di depan kita, dan demikian juga dengan kondisi di sana. Kami tidak memiliki bukti yang jelas untuk ini, tetapi ini merupakan taruhan yang kuat. Para ilmuwan dari SETI Institute (Pencarian untuk Extraterrestrial Intelligence) telah mulai memindai area ini untuk mencari sinyal alien yang potensial. Mungkin hanya masalah waktu sebelum kita menemukan sesuatu.

Sumber Gambar: NASA

Misi Kepler telah melakukan pekerjaan yang luar biasa dalam menemukan Kepler-452b dan sekarang misi TESS saat ini beroperasi dengan tujuan tunggal untuk mengidentifikasi lebih banyak exoplanet. Kami bahkan belum menjelajahi ujung ujung gunung es. Semakin banyak data yang akan masuk di tahun-tahun mendatang dengan misi baru yang direncanakan dan kami berada di jalur yang benar dalam pencarian kami. Bahkan setelah mempersempit beberapa faktor dan memaksakan beberapa pembatasan ketat, kita masih memiliki begitu banyak tempat untuk dijelajahi dan dicari kehidupan.

Semua pengamatan ini dilakukan di dalam galaksi Bima Sakti, dan hanya dalam 50 tahun terakhir, kami telah membuat beberapa penemuan yang menjanjikan. Alam semesta kita diperkirakan memiliki lebih dari 200 miliar galaksi. Bahkan jika kita menganggap bahwa kehidupan hanya ada di satu planet di setiap galaksi spiral, jumlah peradaban luar angkasa harus sangat besar.

Alih-alih mencari tempat ideal di mana kehidupan bisa ada, pendekatan yang lebih sederhana adalah mencari sinyal dari ruang angkasa yang dalam. Teorinya adalah, setiap kehidupan cerdas kemungkinan besar akan mengirim transmisi ke luar angkasa seperti yang kita lakukan. Mendeteksi sinyal radio yang menggambarkan transmisi yang disengaja atau disandikan adalah bukti yang terjamin untuk kehidupan yang cerdas. Kami telah mendengarkan sinyal seperti itu untuk waktu yang sangat lama.

Di masa lalu, ada beberapa program seperti Project Ozma, Projects Sentinel, META, BETA, dan Project Phoenix, semuanya dengan tujuan utama untuk mendeteksi sinyal makhluk luar angkasa. Seperti yang Anda duga, tidak ada yang berhasil sejauh ini.

Ini bukan pencarian acak, dan ada beberapa petunjuk yang harus dicari. Salah satunya adalah frekuensi radio lubang air di mana para ilmuwan umumnya mencari tanda-tanda komunikasi. Frekuensi khusus ini sesuai dengan garis spektral ion hidroksil dan hidrogen, dua senyawa paling melimpah di alam semesta. Ini membuatnya menjadi 'saluran tenang', yaitu tanpa kebisingan (yang diserap oleh mereka) membuatnya ideal untuk komunikasi luar angkasa.

Para ilmuwan juga telah mencari berbagai megastruktur alien yang telah diteorikan, seperti Dyson Sphere, Swarm atau Ring, Space Mirror, Hypertelescope, Shkadov Thruster, dll. Ini adalah beberapa struktur sci-fi gila tetapi secara teori mereka masuk akal dan dapat dibangun oleh peradaban maju. (Tipe 2 pada Skala Kardashev, ukuran umum yang digunakan untuk menilai kemajuan teknologi suatu peradaban)

Sinyal apa yang telah kita temukan sejauh ini?

Wow! sinyal direpresentasikan sebagai

Sebagian besar waktu, ruang diam sunyi dan bahkan beberapa saat ketika sesuatu terdeteksi, itu mungkin alarm palsu. Meski begitu, kami telah menemukan beberapa yang benar-benar misterius seperti Wow! Sinyal yang menurut beberapa ilmuwan hanya berasal dari komet yang lewat.

Sumber radio SHGb02 + 14a yang ditemukan pada tahun 2003 tampaknya lebih tidak wajar. Itu di dalam wilayah waterhole, dan diamati beberapa kali dengan frekuensi yang sama. Yang membuatnya aneh adalah bahwa arah dari mana ia datang tidak memiliki bintang di wilayah ini! Sampai saat ini, tidak ada penjelasan yang jelas tentang asal-usulnya.

Ada beberapa program yang beroperasi saat ini dan kami akan terus menemukan sinyal yang lebih menarik. Ada juga protokol yang dirumuskan yang disebut 'Kebijakan Post Detection' yang menetapkan pedoman universal untuk apa yang harus dilakukan setelah penemuan potensial.

Intuisi umum untuk menganggap sinyal yang tidak diketahui berasal dari alien adalah sebagai berikut:

  • Seharusnya tidak terlihat alami. Seharusnya ada beberapa tanda yang jelas seperti bandwidth sempit, modulasi, pengodean, beberapa frekuensi, dll.
  • Seharusnya bukan anomali satu kali (yang umumnya menunjukkan bahwa itu hanya beberapa gangguan atau alarm palsu). Kita harus dapat mengamatinya berulang kali dari posisi yang sama di langit.
  • Itu harus berasal dari titik tertentu dan hanya dari titik itu. Jika sinyal seperti itu diterima dari semua arah, itu lebih cenderung berasal dari alam meskipun kita mungkin tidak tahu apa yang menyebabkannya. (misalnya, Fast Radio Bursts (FRBs))

Jika Anda adalah seorang astronom amatir dan menemukan sesuatu yang memenuhi kriteria ini, Anda mungkin menyukai sesuatu yang asing. Breakthrough Listen adalah inisiatif baru-baru ini dimulai dalam upaya untuk mendengarkan bintang tetangga kita. Data astronomi yang dikumpulkan selama program ini tersedia untuk umum. Anda dapat mengaksesnya dan melakukan penelitian sendiri!

Kurangnya bukti mungkin menggoda kita untuk menarik kesimpulan awal, tetapi kita baru saja memulai pencarian kita dan saya percaya bahwa lingkungan kosmik kita penuh dengan rahasia yang menunggu untuk ditemukan.

Ketahuilah ini, lain kali Anda menatap langit malam. Lebih mungkin bahwa di dekat titik yang berkelap-kelip di suatu tempat di luar sana ada tempat seseorang menelepon ke rumah, dan mungkin, mungkin saja, seseorang sedang menatap balik ke arah kita merenungkan pertanyaan yang sama yang kita miliki, "Apakah kita semua benar-benar sendirian?"

Dugaan saya adalah, dalam 1000 tahun ke depan, kita akan menemukan atau ditemukan oleh teman kosmik kita. Dan saat itu akan menjadi yang paling penting dalam semua keberadaan manusia. Inilah sedikit pesan yang ingin saya sampaikan kepada alien yang membaca artikel ini di masa mendatang (yah, saya cukup ambisius):

"Hei, di sana! Tidak yakin apakah Anda dapat memahami hal ini tetapi terima kasih atas semua ilhamnya. Jauh sebelum kami tahu tentang Anda, Anda mengilhami banyak generasi yang ingin tahu dan penjelajah seperti saya untuk memimpikan keberadaan di luar langit ... ”

Dan inilah jawaban saya untuk pertanyaan itu. Tidak, kita tidak sendirian, kita tidak pernah dan tidak akan pernah. Dalam skenario terburuk, bahkan jika pikiran saya ternyata salah, kita masih akan menemukannya.

Di suatu tempat di ujung garis, kita akan menjadi alien yang telah kita cari selama ini.

Gambar di atas menunjukkan karya seniman tentang aliran peristiwa dalam sejarah Semesta sepanjang 13 miliar tahun dari Dentuman Besar di kanan atas berlawanan arah jarum jam hingga terbentuknya kehidupan di Bumi di kanan bawah. (Kredit Gambar: Indiana University Bloomington)