Chcąc zrozumieć potencjał życia poza Ziemią, badacze poszerzają swoje poszukiwania, aby objąć nie tylko markery biologiczne, ale także technologiczne. Chociaż astrobiolodzy od dawna uznają znaczenie tlenu dla życia, jakie znamy, tlen może być również kluczem do odblokowania zaawansowanej technologii na skalę planetarną.
W nowym badaniu opublikowanym w Nature Astronomy Adam Frank, profesor fizyki i astronomii Helen F. i Fred H. Gowen na Uniwersytecie w Rochester oraz autor książki The Little Book of Aliens (Harper, 2023) oraz Amedeo Balbi: profesor nadzwyczajny astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Roma Tor Vergata we Włoszech, przedstawiają powiązania między tlenem atmosferycznym a potencjalnym rozwojem zaawansowanej technologii na odległych planetach.
„Jesteśmy gotowi znaleźć ślady życia na obcych światach” – mówi Frank. „Ale w jaki sposób warunki na planecie mówią nam o możliwościach powstania inteligentnego życia wytwarzającego technologię?”
„W naszym artykule badamy, czy jakikolwiek skład atmosfery byłby zgodny z obecnością zaawansowanej technologii” – mówi Balbi. „Odkryliśmy, że wymagania atmosferyczne mogą być dość rygorystyczne”.
Rozpalanie kosmicznych technosfer
Frank i Balbi zakładają, że poza tym, że jest niezbędny do oddychania i metabolizmu organizmów wielokomórkowych, tlen ma kluczowe znaczenie dla rozwoju ognia, a ogień jest cechą charakterystyczną cywilizacji technologicznej. Zagłębiają się w koncepcję „technosfer”, rozległych obszarów zaawansowanej technologii, które emitują charakterystyczne znaki – zwane „technosygnaturami” – inteligencji pozaziemskiej.
Na Ziemi rozwój technologii wymagał łatwego dostępu do spalania na świeżym powietrzu – procesu w sercu ognia, w którym coś spala się poprzez połączenie paliwa i utleniacza, zwykle tlenu. Niezależnie od tego, czy chodzi o gotowanie, kucie metali na konstrukcje, wytwarzanie materiałów do domów, czy pozyskiwanie energii ze spalania paliw, spalanie jest siłą napędową społeczeństw przemysłowych.
Śledząc historię Ziemi, naukowcy odkryli, że kontrolowane użycie ognia i wynikający z niego postęp metalurgiczny był możliwy tylko wtedy, gdy poziom tlenu w atmosferze osiągnął lub przekroczył 18 procent. Oznacza to, że tylko planety o znaczącym stężeniu tlenu będą w stanie rozwinąć zaawansowane technosfery, a tym samym pozostawić wykrywalne technosygnatury.
Wąskie gardło tlenu
Poziomy tlenu wymagane do biologicznego podtrzymania złożonego życia i inteligencji nie są tak wysokie, jak poziomy niezbędne dla technologii, więc chociaż gatunek może pojawić się w świecie bez tlenu, nie będzie w stanie stać się gatunkiem technologicznym – twierdzi. badaczom.
„Być może uda się uzyskać biologię – być może uda się nawet stworzyć inteligentne stworzenia – w świecie, w którym nie ma tlenu” – mówi Frank – „ale bez gotowego źródła ognia nigdy się to nie uda”. rozwijać wyższą technologię, ponieważ wyższa technologia wymaga paliwa i topienia.”
Wejdź w „wąskie gardło tlenu” – termin ukuty przez badaczy w celu opisania krytycznego progu oddzielającego światy zdolne do wspierania cywilizacji technologicznych od tych, w których brakuje. Oznacza to, że poziom tlenu stanowi wąskie gardło utrudniające pojawienie się zaawansowanej technologii.
„Obecność dużej zawartości tlenu w atmosferze przypomina wąskie gardło, przez które trzeba przejść, aby uzyskać gatunek technologiczny” – mówi Frank. „Możesz zadbać o wszystko inne, ale jeśli w atmosferze nie będzie tlenu, nie będzie gatunku technologicznego”.
Celowanie w pozaziemskie hotspoty
Badania, które dotyczą wcześniej niezbadanego aspektu kosmicznych poszukiwań inteligentnego życia, podkreślają potrzebę priorytetowego traktowania planet o wysokim poziomie tlenu podczas poszukiwania pozaziemskich technosygnałów.
„Namierzanie planet o wysokim poziomie tlenu powinno być traktowane priorytetowo, ponieważ obecność lub brak wysokiego poziomu tlenu w atmosferach egzoplanet może być główną wskazówką w poszukiwaniu potencjalnych technosygnałów” – mówi Frank.
„Konsekwencje odkrycia inteligentnego, technologicznego życia na innej planecie byłyby ogromne” – dodaje Balbi. „Dlatego musimy zachować szczególną ostrożność w interpretacji możliwych odkryć. Nasze badanie sugeruje, że powinniśmy być sceptyczni wobec potencjalnych technosygnałów pochodzących z planety z niewystarczającą ilością tlenu atmosferycznego”.
Prace te zostały częściowo sfinansowane z grantu NASA.