Para descobrir se existe vida fora da Terra, devemos lidar com nosso próprio significado no universo. Somos algo único ou nada especial?
Todos nós vivemos em um pequeno planeta orbitando uma estrela de meia-idade que é uma das estimadas 200 bilhões de estrelas no vasto redemoinho de matéria que constitui a galáxia da Via Láctea. Nossa galáxia é uma das, presumivelmente, várias centenas de bilhões de estruturas semelhantes no universo observável, e sua extensão hoje em todas as direções a partir de nós é de mais de 270.000.000.000.000.000.000.000 (2,7 × 1023) milhas.
Por qualquer padrão humano insignificante, o universo é uma enorme quantidade de matéria e uma enorme quantidade de espaço. Nossa espécie se formou em um momento insignificante da história colossal, e parece que haverá um futuro ainda mais longo com ou sem nossa participação.
As tentativas de definir nossa posição, de estabelecer nosso significado, podem parecer uma espécie de piada hipertrofiada. Devemos ser monstruosamente estúpidos se imaginarmos que podemos encontrar algum significado para nós mesmos.
No entanto, estamos tentando fazer exatamente isso, apesar de nossa aparente mediocridade, que se tornou visível quando o cientista renascentista Nikola Kopernik, cerca de 500 anos atrás, parou de considerar a Terra como o centro do sistema solar. Sua ideia se tornou uma das maiores descobertas científicas dos últimos séculos, bem como um indicador importante em nosso caminho para a compreensão da estrutura interna do cosmos e da natureza do mundo real.
Em nossas tentativas de avaliar nosso valor, nos deparamos com um enigma: algumas descobertas e teorias sugerem que a vida pode muito bem ser comum e comum, enquanto outras afirmam o contrário. Como devemos começar a juntar nosso conhecimento do espaço - das bactérias ao Big Bang - para explicar se somos importantes ou não? E à medida que aprendemos mais sobre nosso lugar no universo, estamos tentando entender o que tudo isso significa para nossas tentativas de descobrir se existem outras coisas vivas no espaço. Quais serão os nossos próximos passos nessa direção?
O que nós sabemos
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Nos anos 1600, o comerciante e cientista Antony van Leeuwenhoek, usando seus próprios microscópios feitos à mão, se tornou a primeira pessoa a ver as bactérias - uma jornada que o levou ao mundo estranho do microcosmo. Essa descida notável, esse deslizar descendo as escadas das dimensões físicas para o mundo exuberante dentro de nós, foi o primeiro passo para compreender que os componentes do nosso corpo, nossa massa de estruturas moleculares, existem no extremo oposto do espectro da escala biológica. Duvido que antes da incrível descoberta de Levenguk, as pessoas tivessem a oportunidade de pensar sobre esse fato, não em um nível superficial, mas em algum outro nível mais profundo.
Bactéria Streptococcus pyogenes
Existem organismos na Terra que são fisicamente maiores e mais massivos do que nós - veja as baleias ou árvores. No entanto, estamos muito mais próximos da extremidade superior da escala de vida do que da extremidade microscópica. As menores bactérias em reprodução são centenas de bilhões de vezes menores do que um metro, e os menores vírus ainda são dez vezes menores. O corpo humano é cerca de 10 ou 100 milhões de vezes maior do que a vida mais simples que conhecemos.
Entre os mamíferos terrestres de sangue quente, também estamos entre os grandes espécimes, mas não no topo da escala. Na extremidade oposta estão nossos menores parentes, minúsculos musaranhos - criaturas muito pequenas de lã e carne pesando apenas dois gramas. Eles existem no limite do possível, e seus corpos perdem constantemente calor, que dificilmente podem compensar com a ajuda de comida abundante.
No entanto, a maioria dos mamíferos está mais próxima precisamente de seu tamanho do que o nosso - especialmente quando você considera que o peso corporal médio da população de mamíferos é de 40 gramas. Nossos sofisticados corpos inteligentes baseados em células estão no topo, e relativamente poucos mamíferos são maiores do que nós.
Não há dúvida de que estamos exatamente nessa fronteira, nessa fronteira entre a diversidade complexa do biologicamente pequeno e as capacidades limitadas do biologicamente grande. Agora imagine nosso sistema planetário. Nossa estrela não pertence ao tipo de estrela mais abundante (a maioria delas é menor em massa), nossas órbitas são atualmente mais arredondadas e mais espaçadas umas das outras do que na maioria dos outros sistemas exoplanetários, e não temos nenhum super- Terra entre nossos vizinhos planetários.
Este tipo de mundo, várias vezes maior que a massa da Terra, está representado em pelo menos 60% de todos os sistemas, mas em nosso sistema solar não é. Se você fosse o arquiteto de sistemas planetários, consideraria nosso projeto isolado, ligeiramente diferente do normal.
Algumas dessas características são baseadas no fato de que nosso sistema solar escapou de uma grande reorganização dinâmica que a maioria dos outros sistemas planetários não conseguiu. Isso não significa que temos a certeza de um futuro tranquilo e pacífico - as últimas simulações da gravidade mostram que dentro de algumas centenas de milhões de anos nosso sistema pode ser afetado por um período mais caótico.
E em outros cinco bilhões de anos, o sol pode se expandir com o início de um período de envelhecimento espasmódico e alterar significativamente a irradiação dos planetas. Todos os indicadores indicam que estamos vivendo agora em um tempo intermediário ou limítrofe, em um período de transição entre a juventude estelar planetária e o próximo período de fraqueza.
Nossa existência relativamente calma durante esse período, se o avaliarmos em retrospecto, não é surpreendente. Tal como acontece com outros aspectos da nossa situação, vivemos em um lugar temperado, nem muito quente nem muito frio, quimicamente nosso ambiente não é muito ativo e não muito inerte, não é muito volátil e não totalmente isento de mudanças.
Além disso, hoje é óbvio que esta vizinhança astrofisicamente calma se estende muito além de nossa galáxia. Do ponto de vista do universo como um todo, vivemos em um período muito mais antigo do que o período rápido e violento de um espaço jovem e quente. Em todos os lugares, o processo de formação de estrelas está se desacelerando. Outros sóis, outros planetas estão se formando a uma taxa média de apenas 3% do que era no período de 11 a 8 bilhões de anos atrás.
Essas estrelas começam a se mover lentamente pelo universo. E, se falarmos em termos cosmológicos amplos, foi apenas 6 ou 5 bilhões de anos atrás que nosso universo começou a desacelerar após o Big Bang. A energia escura, nascida do próprio vácuo, acelera o crescimento do espaço e ajuda a suprimir o desenvolvimento de estruturas cósmicas maiores. Mas isso significa que a vida está condenada em um futuro separado a um isolamento monótono em um universo cada vez mais incompreensível.
Junte todos esses fatores e então ficará claro que nossa visão do espaço interno e externo é severamente limitada. Esta é uma visão de um poste estreito. Na verdade, nossa compreensão intuitiva de eventos aleatórios e nosso desenvolvimento científico no campo da inferência estatística, talvez, seriam diferentes se houvesse outras circunstâncias no campo da ordem ou caos, espaço e tempo.
E o próprio fato de estarmos muito longe de qualquer outra vida no espaço - a ponto de ainda não termos sido capazes de captar nenhum de seus signos ou encontrá-lo - tem um forte impacto nas conclusões que podemos tirar.
conclusões
Temos ampla evidência para apoiar a ideia básica de Copérnico de que não somos nada especial. Mas, ao mesmo tempo, existem várias características do nosso ambiente que indicam o oposto.
Algumas dessas qualidades deram origem ao chamado princípio antrópico, segundo o qual certas constantes fundamentais na natureza parecem estar "afinadas" e, assim, as qualidades fundamentais do universo são equilibradas perto dos limites que permitem que a terra e a vida nela existam. Se você for longe demais em qualquer uma das direções, a natureza do cosmos pode ser completamente diferente.
Mude ligeiramente a força relativa da gravidade e então as estrelas não se formarão e nenhum elemento pesado aparecerá, ou estrelas enormes serão criadas e desaparecerão rapidamente, sem deixar rastros, descendentes ou caminho para a vida. E se você mudar as forças eletromagnéticas, então as ligações químicas entre os átomos serão muito fracas ou muito fortes para criar uma variedade de estruturas moleculares que permitem que você tenha uma complexidade incrível no espaço.
Galáxia espiral NGC 4258
O que pensamos sobre todas essas contradições? Em minha opinião, os fatos estão nos empurrando para uma nova ideia científica de nosso lugar relativo no espaço, para nos separarmos tanto dos princípios copernicanos quanto das ideias antrópicas, e também acho que, indo nessa direção, essa nova ideia se tornará um princípio independente. Talvez possamos chamar essa nova ideia de princípio cosmo-caótico, a plataforma entre a ordem (o significado original da palavra grega kosmos) e o caos.
Sua essência reside no fato de que a vida e, em particular, a vida na Terra, estarão sempre no lugar de contato ou na junção de zonas determinadas por características como energia, localização, escala, tempo, ordem e caos. Fatores como estabilidade ou caos das órbitas planetárias, ou variações no clima e na geofísica do planeta, são manifestações diretas dessas características.
Se você se afastar muito desses limites, o equilíbrio mudará para um estado desfavorável. Nossa vida requer a combinação certa de ingredientes, uma mistura de calma e caos - a combinação certa de yin e yang.
Aproximar-se desses limites possibilita tais mudanças e variações, mas não se deve chegar muito perto para não sobrecarregar constantemente o próprio sistema. Existem paralelos óbvios com o conceito de zona habitável (zona Goldilocks), segundo o qual a temperatura do ambiente espacial para um planeta em torno de uma estrela está em uma faixa estreita de parâmetros.
Deixando de lado a existência de vida, a zona habitável pode ser muito mais dinâmica - não precisa ser fixada no espaço e no tempo. Em vez disso, é uma trajetória em constante movimento, contorção e curvatura com muitos parâmetros - como os caminhos traçados pelos braços e pernas de um dançarino.
Se a regra universal é que a vida só pode existir nessas condições, então surgem algumas possibilidades intrigantes a respeito de nossa importância no espaço. Em contraste com as ideias severas de Copérnico, que enfatizam nossa mediocridade e, portanto, pressupõem a presença de muitas condições semelhantes no espaço, a noção de que a vida requer o ajuste de vários parâmetros dinâmicos reduz o número de opções.
As possibilidades de vida decorrentes dessa nova abordagem também diferem das ideias antrópicas, que em sua parte mais radical predizem apenas um lugar para a formação da vida no espaço e no tempo em geral. Em vez disso, a nova regra define onde a vida deve surgir, bem como a frequência potencial com que isso acontece. A nova regra esclarece as características fundamentais necessárias para viver em um espaço possível com muitos parâmetros da valsa - indica as zonas férteis.
Esse tipo de regra sobre a vida não transforma necessariamente os seres vivos em alguma parte especial da realidade. A biologia é provavelmente o fenômeno físico mais complexo em nosso universo - ou em qualquer universo que obedece a certas leis. Mas este, talvez, seja o limite extremo da peculiaridade: uma estrutura natural extremamente complexa que surge nas condições certas, no limite da ordem e do caos.
E essa formulação do conceito de onde exatamente a vida se encaixa no esquema mais amplo da natureza leva diretamente à solução do enigma, no qual existem argumentos convincentes, mas não definitivos, de que a vida deveria existir em abundância e que é extremamente rara.
Caleb Scharf
Caleb Scharf é diretor do Interdisciplinary Astrobiology Center da Columbia University; ele é o autor de Gravity's Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Rule Galaxies, Stars, and Life in the Cosmos.
