Kun Jeremy Drake aloitti uransa 1980-luvun lopulla, kysymys siitä, olemmeko yksinäisiä maailmankaikkeudessa, näytti silti tieteen ulkopuolella.
"Se oli kuin miten emme voi todistaa tai kieltää Jumalan olemassaoloa", Drake sanoo. "Tietoja ei ollut."
Paljon on muuttunut siitä lähtien, kun Drake, nyt 49 ja Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksen vanhempi astrofysiikka, aloitti tähtiä opiskelemaan jatko-opiskelijana Oxfordissa.
1990-luvun puolivälissä edistyneemmät kaukoputket ja spektrometrit paljastivat ensimmäiset kaukaisia tähtiä kiertävät planeetat - löytö, joka avasi ensimmäistä kertaa houkuttelevan elämänmahdollisuuden muualla galaksissa. Vuosien kuluessa tunnettujen planeettojen lukumäärä on räjähtänyt yli 1700: een. Vain viime kuussa NASA ilmoitti, että sen vuonna 2009 lanseerattu Kepler-avaruuskaukoputki on mahdollistanut 715 uuden planeetan tunnistamisen, jotka kiertävät 305 tähteä, mukaan lukien neljä, jotka ovat oikean koon ja etäisyyden päässä tähdestään nestemäisen veden tukemiseksi ja siten elämäksi kuin me tietävät sen.
Vaikka on epätodennäköistä, että pystymme tutkimaan näitä planeettoja tarkkaan milloin tahansa pian, tutkijat ovat alkaneet tehdä perustutkimuksia, jotka voisivat eräänä päivänä auttaa selvittämään, mitkä hiljattain löydetyt planeetat tarjoavat suurimman mahdollisuuden isännöidä maapallon ulkopuolista elämää. Ja suuri osa tästä työstä tapahtuu nyt Smithsonianissa.
Vuonna 2012 Drake, jonka laboratorio istuu kukkulalla Harvardin kampuksen rauhallisessa nurkassa, järjesti Washingtonissa DC: n konferenssin nimeltä Life in the Cosmos, joka kutsui Smithsonian tutkijoita sellaisista erillisistä instituutioista kuin Luonnontieteellinen museo, Air ja avaruusmuseo ja Smithsonianin trooppinen tutkimuslaitos Panamassa. Vaikka ensi silmäyksellä astrofysiikalla saattaa tuntua olevan vähän yhteistä paleontologien tai sademetsäekologien kanssa, Drake toivoo, että tästä projektista johtuvat poikkitieteelliset yhteistyöt auttavat meitä ymmärtämään paremmin maan elämän alkuperää - ja miten se voisi kehittyä muualla galaksi.
"Tämä on laajin tieteellinen ongelma", hän sanoo. "Ja mielestäni se on ehkä tärkein kysymys."
Mitä mahdollisuuksia siellä on elämässä?
Tilanne muuttuu niin nopeasti. Ennen vuotta 1995 meillä ei ollut aavistustakaan - meillä oli vain yksi tunnettu aurinkokunta. [Vuonna 1961] Draken yhtälö - tietysti erilainen Drake - sanoi periaatteessa, että galaksissa olevien planeettojen lukumäärän todennäköisyyden määrittäminen on puhdasta arvausta. Vuodesta 1980 lähtien aloimme ensin nähdä nämä asiat, joita kutsutaan ”pölyisiksi levyiksi” aurinkoa muistuttavien tähtien ympärillä, ja suurempien ja parempien tehtävien seurauksena näitä oli enemmän. Se vie meidät planeettojen havaitsemisen aikakauteen, joka alkaa 90-luvun puolivälistä. Tietenkin, nämä ensimmäiset planeetat olivat hyvin lähellä vanhempaa tähtiään, kaasujättiläisiä, joilla ei ollut mitään mahdollisuutta kantaa elämää. Ja se johtuu siitä, että ne olivat helpoimpia havaita. Mutta ymmärrämme nyt, että on erittäin suuri todennäköisyys, että tähtien ympärillä on enemmän Maan kaltaisia planeettoja. Voi olla muita tapoja kehittää elämää, joka ei välttämättä tarvitse planeettoja, mutta varmasti helpoin tapa on saada jonkinlainen vakaa ympäristö, kuten planeettajärjestelmä, johon syötetään energiaa läheiseltä tähdeltä. Joten, planeetat ovat hyvä veto.
Kuinka tulit organisoimaan ”Elämä kosmossa”?
Oli todennäköisesti vuosi 2010, ja tutkin tähtien ulkoilmaa, jota auringossa kutsutaan aurinkkoroonaksi. Maapallon olemassaolosta oli jo huomattavaa tietoa, ja aloin miettiä, mikä olisi planeettojen säteilyympäristö. Ajattelin, että se voitaisiin kytkeä siihen, mitä muut ihmiset tekevät, kuten Bob Craddock ilma- ja avaruusmuseossa, joka on tutkinut erittäin tärkeää planeettafysiikan ongelmaa: Kuinka Mars menetti ilmakehän? Jos haluat saada elämää planeetalla, se ei ole jotain mitä haluat tapahtua.
On kulunut pari vuotta siitä, kun pidit konferenssin Washingtonissa. Onko siitä tullut mielenkiintoisia tutkimuksia tai yhteistyötä?
Joo, on joitain tutkimuksia, joitain mahdollisia yhteistyöhankkeita, jotka ovat vielä lapsenkengissä. Tieteen pääongelma on aina raha. Haemme rahoitusta viiden vuoden tutkimukselle siitä, miten planeetan asettamiselle välttämättömät rakennuspalikat kootaan. Meillä on toinen ehdotus tarkastella planeettojen ilmakehän kehitystä. Meillä oli siemenprojekti, jossa Panaman ihmiset olivat alhaalla [Smithsonianin trooppisessa tutkimuslaitoksessa] ja tarkastelimme kuinka fosforin saatavuus vaikuttaa ekosysteemeihin. Fosforia tarvitaan elämää varten, mutta se on itse asiassa hyvin lyhytaikainen aktiivisella planeetalla, koska normaalissa säässä se huuhtoutuu pois maaperästä. Se täydentää sitä maapallolla geologisella toiminnalla - niin kuinka tärkeä geologinen aktiivisuus on elämän kehitykselle? Emme oikeasti tiedä sitä. Jokin kuin maanteillä oleva levytektoniikka, onko se vaatimus elämästä muualla?
Onko ajatus siitä, että lopulta, kun meillä on parempaa tekniikkaa tarkastella näitä hiljattain löydettyjä planeettoja, tämä tutkimus voisi auttaa meitä valitsemaan, mitkä perustelevat lisätutkimuksia tai joilla on suurin todennäköisyys tukea elämää?
Se on aivan oikein. Todennäköisesti levytektoniikkaa on liian vaikea ennustaa planeetan mallintamiseksi tässä vaiheessa, mutta ehkä voisit ymmärtää karkeasti, millä planeetoilla pitäisi olla tämä ominaisuus. Tai voisit sanoa: "Okei, jos meillä on rajalliset resurssit, mennään niiden planeettojen kanssa, joiden mielestämme on oikea ilmapiiri." Yrität löytää ne, jotka ovat mielenkiintoisia. Tämä määrä voi olla epämääräinen, mutta se ei todellakaan tule olemaan enemmistö.
Kuinka oma tutkimuksesi auttaa vastaamaan näihin kysymyksiin?
Työskentelen protoplanetaarisilla levyillä ja myös missä tähdet muodostuvat. Planeetat muodostuvat todennäköisesti suhteellisen nopeasti samaan aikaan kun tähti on loppumassa muodostukseen. Se on erittäin, erittäin monimutkainen, mutta erittäin mielenkiintoinen astrofysiikan ongelma. Mitä teemme, on käyttää tätä suurta röntgenkontrasti nuoria tähtiä pohjimmiltaan löytääkseen nuoret muodostavat aurinkojärjestelmät ja etsimään sitten planeettojen levyjä. Nämä tutkimukset antavat meille kuvan siitä, kuinka monta planeettaa galaksissa voi olla.
Miltä elämä näyttäisi muilta planeetoilta, jos löydämme sen?
Epäilen, että mitä tapahtuu, on etsimässä planeetta, jolla on havaittavissa oleva happitunnus, ja todennäköisesti se pettäe bioaktiivisuutta, luultavasti primaarista pilaantumista tai bakteereja. Epäilen, että jos havaitsemme jotain - ja mikäli planeetta ei ole niin erilainen kuin Maa -, se näyttää siltä, että olemme epäselvästi tuttuja. Pelkästään numeerisesti elämä ei todellakaan mennyt tänne paljon hienostuneemmalla tavalla vasta satoja miljoonia vuosia sitten miljardien sijasta, ja yleisin asia täällä on bakteereja. Mutta sitten taas en ole biologi, joten ehkä jotain, joka näyttää minulta samalta, näyttäisi olevan täysin erilainen biologilta.
Entä elämä, joka perustuu täysin erilaiseen kemiaan - esimerkiksi piin?
En usko. Se on asia, jota herätettiin hetkeksi taaksepäin, mutta epäilen, että elämä syntyi maapallolla samalla tavalla kuin biokemian perusteiden takia ja että nämä perusprosessit ovat universaalia, eivätkä meille ominaisia. Tiedämme, että meillä on ollut tämä elämän kanta maan päällä miljardeja vuosia, ja kemialla on ollut mahdollisuus tehdä muita asioita, jos ne todella toimivat.
Ekstremofiileistä - elämästä täällä maan päällä, joka esiintyy geotermisissä tuuletusaukkoissa ja muissa ankarissa ympäristöissä - on puhuttu paljon mahdollisena mallina elämälle muilla planeetoilla. Luuletko, että se on mahdollisuus?
Extremofiilejä käytetään usein perusteena sanoa, kuinka erilainen elämä voi olla kuin se, mikä me nykyisin tunnetuimmin. Minulla on henkilökohtaisesti päinvastainen väite. Uskon, että mitä tapahtuu, kun annat jalansijaa elämälle, niin sillä on kyky mukautua omituisempiin ympäristöihin. En usko, että se välttämättä kertoo sinulle, että elämä voi alkaa omituisissa ympäristöissä. Epäilykseni on, että sinulla on oltava melko Goldilocks-kaltaiset olosuhteet, jotta elämä voi mennä, mutta kun se on, sinulla on mahdollisuus luoda asioita, jotka ovat paljon eksoottisempia.
Tietysti tämä koko tehtävä on edelleen hyvin varhaisessa vaiheessa, mutta jos löydämme elämää muualla galaksissa, mitkä ovat mahdollisuudet käydä siellä?
Jotta voimme vierailla toisessa sivilisaatiossa tai jotta he voisivat vierailla meissä, on oltava osa fysiikkaa, jota ei vielä ymmärretä. Et voi tehdä sitä, matkustamalla valon nopeudella. Jotta sivilisaatiot voivat kulkea galaktisen tyyppisiä etäisyyksiä, täytyy olla tuntematon fysiikka, joka sallii sen tapahtua. Jos niin tapahtuu, sillä on valtavia vaikutuksia fysiikan perusymmärryksen puutteeseen. Tällä hetkellä on yksi UFO-ilmiötä vastaan esitetyistä perusteista: Fyysisesti se ei vain ole mahdollista.
Vaikka emme pysty saavuttamaan äskettäin löydettyä maapallon ulkopuolista elämää, mikä olisi löytö täällä maan päällä?
Mielestäni sillä olisi valtava vaikutus - psykologisesti, teologisesti, sosiaalisesti. Mutta mielestäni se olisi historian suurin yksittäinen tieteellinen löytö, yksi tärkeimmistä asioista, jonka ihmiset ovat tehneet. Tällä hetkellä meillä on koko maata koskeva lähestymistapa elämään - "meitä vastaan", kansallisuustyyppinen asia. Uskon, että jos elämää havaittaisiin muilla planeetoilla, ja varmasti, jos kommunikaatio tai sivilisaatioiden merkkejä löydettäisiin, toivon, että näkökulma muuttuu täysin. Meistä tulisi enemmän ulkonäköisiä. Tuntuisiko ihmisistä vähemmän itsensä tärkeitä? Ehkä he tekisivät. Se on luultavasti hyvä asia.
