코페르니쿠스가 400 년 전에 우리에게 지구가 우주의 중심에 없다고 말했을 때, 그는 그것이 지금까지 이끌 것이라고 상상할 수 없었습니다. 천문학과 우주론의 손에 우리는 근처의 무의미로 축소 된 것으로 보인다. 그러나 우리는 어떻게이 사실을 해석해야합니까? Copernican 내러티브 의이 궁극적 인 확장은 우리의 무한한 평범한 운명을 봉인합니까? 문제는 처음에 보이는 것보다 더 복잡합니다.
중요하지 않다고 느끼기 쉽습니다
그것은 우리 자신의 은하 뒷마당에서, Star Alpha Centauri B 주변에서 시작됩니다. 작년에, 우리는 이웃이 적어도 하나의 세계를 품고 있음을 발견했습니다 [1]. 우리가 집에 전화 할 곳이 아닙니다. 그 해는 단지 3 일입니다. 표면 온도는 섭씨 천 정도 이상일 수 있습니다. 당신은 도착하자마자 미네랄 증기에 담그고 폐를 요리 할 것입니다. 즉, 증발 퍼프로 폭발하기 전에
그러나 그것은 지구 크기이며, 그것은 단지 4 년 밖에 걸리지 않습니다. 이 시스템에는 다른 온화한 행성이있을 수 있습니다. 이 세계들은 결국 우리 우주 이웃들 사이에서 가장 가까운 모터 일 것입니다. 우리의 은하계에는 2 천억 개가 넘는 별이 있으며, 관찰 가능한 우주에서 수억 은하 중 하나입니다 [2]. 그리고 우리는 지난 몇 년 동안 Flotsam과 Jetsam of Worlds가 충격적인 효율성 으로이 현기증이 나는 별 모양을 형성한다는 것을 배웠습니다. (행성 감지 참조)
1995 년, 우리는 태양계 (외계인) 외부의 첫 번째 행성을 태양과 같은 별 주위로 감지했습니다. 그 이후로 알려진 외계 행성의 수는 수백 명으로 급상승했으며 2,700 명의 강력한 후보자와 추가 연구가 필요한 18,000 개의 별이 있습니다. 일부 스타 시스템은 세계와 긍정적으로 파열되어 중력 혼돈의 털이 많은 가장자리에 맴도는 궤도에 가득 차 있습니다. 실제로 우주에 별이있는 것보다 더 많은 행성이있을 수 있습니다. 이는 수백 개의 평등 한 행성, 작고 크고, 뜨겁고, 차갑고, 아마도 우리 자신의 지구를 모호하게 의미합니다. 실제로, 최근의 분석 [3]은 모든 별의 15 % 이상이 표면에 액체 물이 존재할 수있는 영역 내에서 지구 크기의 행성을 가질 수 있음을 시사합니다.
이 행성의 삶도 점점 더 가능성이 높아지고 있습니다. 우리는 최근 몇 년 동안 코스모스가 지구의 생명이 사용하는 것과 동일한 빌딩 블록으로 가득 차 있음을 배웠습니다. 바깥쪽으로 쳐다 보면 성간 공간에서 표류하는 분자의 70 % 이상이 탄소 원자가 포함되어 있으며, 여분의 원자가 전자와 함께 다른 요소와의 결합에 환상적으로 능숙합니다.
.외부 공간은 광범위한 느린 쿠커입니다. 가장 밀도 성간 가스는 입방 센티미터에서 10,000 수소 원자와 3-4 개의 탄소 원자를 함유 할 수 있습니다. 이것은 우리가 호흡하는 공기의 밀도의 천 조입니다. 깊은 공간의 원자는 파트너에게 부딪 치기 전에 100,000km를 이동할 수 있습니다. 그러나 우주에는 고유 한 비밀 소스가 있습니다. 양성자 분자 수소라는 3 개의 양성자 및 2 개의 전자에 대한 오랫동안 저평가 된 비비 [4], 또는 H3+는 요소가 충돌함에 따라 큰 반응 네트워크를 촉진하거나, 별이 생성 된 미세한 규산염 및 탄소 먼지 곡물의 표면에 달라 붙어있다. (성간 반응 참조) 수백만 년에 걸쳐, 다 환식 방향족 탄화수소와 같은 복잡한 화합물이 제조되며, 벤젠 고리의 어레이에 수십 개의 탄소 원자가 있습니다. 다른 구조는 아미노산의 선구자, 당신과 내가 만들어 낸 물건입니다. 지구상에서, 우리는 수십 개의 아미노산 종을 함유 한 타락한 운석 에서이 활성의 화학적 기록을 읽을 수 있습니다. 그들이 우리에게 떨어지고 있다면, 아마도 다른 행성에 떨어지고 아마도 평생의 스타터 믹스에서 수많은 외계인 생화학의 시작을 위조 할 것입니다. 그리고 내 자신의 추측은 복잡한 유기체로 끝날 수있는 여러 가지 방법이 있으며, 우리가 지구상에있을 수있는 단계가 다른 곳에서 구두로 복사 할 필요가 없다는 것입니다.
이러한 관찰에 직면 한 것은 지구상의 생명의 사실과 본질이 전혀 특별하다고 주장하기 위해 특별하게 고안된 상황을 불러야 할 것 같습니다.
그런 다음 Star Trek의 것이 아니라 그보다 훨씬 더 큰 프론티어가 있습니다. 많은 우주 학자들은 이제 우리의 우주는 단지 우주의‘사물들’이라는 광범위한 우주 중 하나 일 뿐이라고 확신합니다. 이러한 아이디어 중 일부는 매우 초기 우주의 지수적이고 인플레이션 확장을 주도하고 '아무것도'자체의 고유 한 불안정성을 주도하는 물리학에서 자연스럽게 봄입니다. 오늘날의 추측 만 있지만, 이러한 아이디어는 곧 테스트 가능할 수 있습니다. 우리의 코스모스의 미묘한 서명은 다른 사람들로의 '충돌'또는 광범위한 우주 방사선 배경이나 방대한 규모에 걸친 물질의 움직임에 존재할 수 있으며, 차세대 천문학적 실험에 의해 탐지 될 수 있습니다.
우리 자신의 우주의 현기증이 나는 넓이에 다른 삶이 전혀 없을 가능성이없는 경우에도, 자신의 물리학, 자신의 전례없는 행성 및 자신의 우주 화학을 가진 무기한 우주 중 아무도 없을 가능성이 훨씬 낮습니다.
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우리는 여기 있습니다. 그러므로 그들은 거기에 있습니까?
휴. 우리는 크고 큰 장소에 있습니다. 생각하는 것은 지칠 수 있습니다. 그리고 우리는 불과 600 년 전 평균 학자가 상상했듯이 창조의 중심이자 창조의 목적으로부터 먼 길입니다. 그러나이 광대 함은 우리에게 실제로 무엇을 의미합니까? 우리는 어떻게 반응해야합니까? 우리가 인 경우 이 많은 우주에서 유일한 삶은 어떤면에서 more 입니다. 특별한 - 더 중요합니다. 그리고 문지름이 있습니다. 우리의 반응은 다른 삶이 실제로 거기에 있는지 여부에 달려 있습니다.
지구를 넘어서는 삶의 발생에 대한 우리의 정량적 추론은 이전에 18 세기 영국 수학자와 비전문가 신학자 인 Thomas Bayes [5]에 대한 빚을 빚지고 있습니다. 베이지안 통계는 모두 자신감에 관한 것입니다. 이것을 설명하기 위해, 당신이 원한다면 다소 경험이 없지만 수학적 정원사를 상상해보십시오 [6]. 그녀는 땅의 음모와‘씨앗’이라는 신비한 것들로 가득 찬 큰 가방을 가지고 있습니다. 변덕에 정원사는 토양 에이 씨앗 중 하나를 묻고 물을 대고 기다립니다.
.이 단계에서 그녀는 다음에 어떤 일이 일어날 지 전혀 모른다. 며칠이 지나서 촬영이 나타납니다! 그러나 이것이 무엇을 의미합니까? 씨앗은 항상 촬영을 생성합니까? 이것은 유망한 가능성이므로 정원사는 이것이 다시 일어날 것이라는 그녀의 자신감의 척도를 공식화합니다. 그녀의 가설은 씨앗을 뿌려 주거나 싹이 트는 가능성이 동일하다는 것입니다. 가능성은 1 대 1 또는 50 %입니다. 이 가정은 "uniform prior, 라고합니다 ”는 분명히 사실이 아니지만 가장 논리적 인 가설입니다. 정원사는 그녀의 실험에 두 가지 가능한 결과가 있다는 것을 알고 있습니다 :새싹과 새싹이 없습니다. 그녀의 한 방향이나 다른 방법으로 편향하기에는 데이터가 너무 적기 때문에 각 결과에 동등한 확률을줍니다.
그녀는 계속해서 땅에 또 다른 씨앗을 심고 며칠을 기다렸다가 또 다른 촬영이 나타납니다. 그녀는 이제 두 개의 씨앗이 콩나물을 보았으므로 심은 씨앗이 새싹에 뿌려 질 확률을 2 대 1 확률로 수정합니다 (66.6 % 또는 세 가지 가능한 결과 중 2 개). 세 번째 성공과 이는 3 대 1 (75 %) 등으로 증가합니다. 새로운 새싹마다 정원사는 점점 더 자신감을 갖지만, 심은 씨앗이 자랄 것입니다. 그녀가 백 번의 촬영이 나타나는 것을 보았을 때조차도, 그녀는 이것이 다시 일어날 것이라고 확신합니다.
우주에서의 삶의 풍요 로움에 대한 문제는 이런 종류의 베이지안 분석에 익숙합니다. 그리고 2011 년에 두 프린스턴 과학자 인 David Spiegel과 Edwin Turner [7]가 바로 그 일을했습니다. 그들의 접근 방식은 정원사보다 훨씬 더 정교했지만 핵심 특성을 공유했습니다. 데이터는 거의 데이터로 작업하고있었습니다. 실제로, 미생물 수명이 지구상에서 빠르게 '발아'되었다고 말함으로써 그들의 데이터의 총체를 요약 할 수 있으며, 약 38 억 년이 지난 후, 복잡한 세포 된 지능적인 삶은이 관찰을 만들기 위해 나타났습니다. 이 두 가지 사실은 우주의 다른 곳에서 삶의 가능성에 대해 무엇을 말합니까?
대답은 그다지 많지 않습니다. 베이지안 분석은 핵심으로 우리의 결론이 우리의 이전 가정에서 비롯된 양과 실제 데이터에서 얼마나 많은지를 무게를 둡니다. 이 경우 우주 생활에 대한 우리의 결론은 우리가 가정하는 것에 크게 의존한다는 것을 보여줍니다. 이론은 행성에서 발생하는 생명의 확률과 지구의 특정 결과에 대해서는 덜 정도입니다. 아 생물 형성의 빈도가 일정하다고 가정하는 간단하고 낙관적 인 모델은 지구상의 아드리 생성으로 교정 될 때 우주 생활의 풍부함을 예측합니다. 그러나이 모델은 100 억 년 또는 1,000 억 년 동안 한 번의 아 생물 발생률을 인정하여 우주의 첫 번째 삶이 될 수 있음을 암시합니다. 모델을 약간 변경하면 모든 베팅이 꺼져 있습니다. 어느 방향 으로든 우리의 자신감을 스윙하기에는 너무 적은 데이터가 있습니다.
또한 Spiegel과 Turner는이 분석이 단순한 사실에 달려 있음을 보여줍니다. 우리가 질문을하기 위해 여기에 있기 때문에 우리는 지능적인 삶의 최종 출현을 지원하는 행성에 있어야합니다. 불행히도, 결과적으로, 우리 자신의 존재는 우리에게 지구의 생명의 확률에 대해 거의 거의 알려주지 않습니다. 어떤 의미에서는 질문 자체의 반향입니다.
그들의 조사 do 생생하게 보여줍니다. 우리가 단지 one 를 찾으면 우리의 이해가 얼마나 크게 변화하는지를 보여줍니다. 우주 생활의 다른 예. 주어진 행성에서의 실질적인 비율은 10 억년 이상으로 10 배 이상 증가 할 것입니다. 우주는 138 억 년에 불과하므로 차이를 만듭니다! 갑자기, 우리 은하는 생명으로 가득 차 있습니다.
우리는 그것과 함께 우주에서 탄소 생활의 표준 예입니까? 간단히 말해서, 우리는 모른다. 그러나 내가 당신에게 말할 수있는 다른 것이 있습니다 :과학은 우리에게 삶, 어떤 삶이 어떤 방식으로 평범한 방법과는 거리가 멀었는지 보여주었습니다.
우주와 함께
우리의 평범함의 개념에 도전 할 수있는 아주 오래되고 깊고, 중요합니다.
우주의 누적 물건으로 만들어 졌기 때문에 시작됩니다. 38 억년이 조금 넘기 전에 여러분의 일부는 지구에 부딪 쳤습니다. 탄소, 산소 또는 질소 원자 또는 현재 분자에 존재하는 많은 수소 핵 중 일부 일 수 있습니다. 원시적 인 것들은 이것들입니다. 100 억 년 전에 일어난 뜨거운 빅뱅의 유적입니다. 전멸 물질과 반물질로 가득 찬 우주의 1 억 개의 광미 조각.
당신의 무거운 요소는 다른 별들의 소화 시스템을 통과했습니다. 천만 정도의 별 코어로 핵 융합에 의해 요리. 수백만 마일의 깊이가 될 수있는 플라즈마의 망토가 시야에서 숨겨져있는이 작은 물질 클러스터는 결국 전체 은하를 넘어서는 초신성 폭발의 성간 공간으로 분산되었습니다. 공간의 차가운 냉각, 그들은 성운 구름에 살았고, 결국 다시 한 번 중력의 끊임없는 포옹에 굴복하여 성장하는 아기 별을 둘러싼 젊은 물질의 소용돌이에 빠지기 위해 굴복했습니다. 이 과정을 한 번만 살펴 보는 것만으로는 별이 충분히 거대하면 더 무거운 요소를 만들기에 충분하지만, 우리와 같은 세계를 건설 할 수있을만큼 우주를 풍부하게하려면 여러 세대가 걸립니다. 우리는 가계도 아래에 있습니다.
우리 지구의 탄생으로 돌아와서 요소는 먼저 배아 충돌로 먼저 도착했고 나중에 도둑질, 금속, 암석 및 얼음의 비가 감소했습니다 [8]. 그 후 수십억 년 동안,이 원자들은 많은 다른 경로를 취했습니다. 일부는 바다와 대기로 옮겨졌고, 다른 일부는 떠 다니는 행성 빵 껍질의 냉각 광물로 격리되었습니다. 수조의 미세한 유기체에 수조는 이들 원자들 중 많은 부분을 Eons에 걸쳐 처리했다.
일부 원자는 곤충, 식물, 동물 - 다양한 궤적과 역사 등 다른 생물에 통합되었습니다. 지금까지, 오늘날까지, 그들이 당신의 어머니, 그녀의 음식, 음식, 당신의 숨을 쉴 때, 당신이 마시는 물, 당신이 마시는 물로부터 당신의 코스의 조각이되기 위해.
.그러나 우주의 소수의 기본 물리적 상수와 초기 특성이 약간 다르면, 이러한 은하, 별, 무거운 요소, 유비쿼터스 탄소 분자 및 생명 자체로가는 경로는 전복 될 것입니다. 예를 들어, 미세 구조 상수는 원자의 크기와 거동을 결정합니다. 약간 더 크거나 약간 작은 경우 행성과 같은 물체가 형성되지 않을 수도 있고 화학이 그 방식대로 작동하지 않을 수도 있습니다. 중력의 힘이 조금 더 큰 경우 모든 별은 푸른 거인이 될 것이며 지구와 같은 행성은 존재할 수 없었습니다. 조금 더 작 으면 모든 별이 붉은 난쟁이가 될 것이고 무거운 요소가 거의 없을 것입니다.
다른 명백한 우연의 일치가 있습니다. 별의 배에서 탄소 제조는 탄소 -12 핵의 특정한 공진, 여기 에너지 상태, 베릴륨의 특이한 안정성 및 산소 -16 핵의 성질의 존재에 의존한다. 이 모든 오리가 연속으로 줄 지어 있지 않으면 탄소가 없을 것입니다. 탄소가 없으면 생명이 없을 것입니다. 우리의 놀라운 우연의 일치도 있습니다. 이 모든 것. (중간지면 참조).
그러한 관찰은 우리의 존재가 우주와 관련이 있다는 생각이다 [9]. (실제로는 삶의 존재가 속임수를 일으키기 때문에 우리의 존재 일 필요는 없습니다. 따라서‘무의미한’는 약간이기적이고 원칙은 약간 잘못 이름이 아닙니다). 이 원칙에는 변형이 다릅니다. 소위 '약한'버전이 가장 간단합니다. 인생에 대한 명백한 미세 조정은 선택 편견이라고 말합니다. 이런 식으로 아니라면 우리는 단순히 그것을 조사하기 위해 여기에 있지 않을 것입니다. 약한 의인성 원리는 다수의 우주의 존재에 대한 초기 주장이었으며,이 우주가 왜 이런 식으로 끝났는지 설명하고 기본 물리학에서 나오는 다수의 아이디어와 연결되어있는 이유를 깔끔하게 피합니다. 우리는 단순히 인생에 적합한 우주에 존재합니다. 강력한 의인성 원리는 여전히 더 나아가고 있으며, 실행 가능한 우주는 어쨌든 강제 라고 주장합니다. 우리와 같은 생명을 생산하려면 - 다른 방법은 아닙니다.
삶이 우리 우주의 궁극적 인 목적이거나 표현이라고 가정하는 생각의 몸도 있습니다. 사실, 위대한 물리학 자 John Wheeler는 정보 에 대해 생각했습니다. 모든 물리학의 뿌리에 있습니다. 결과는 정보로 구축 된 의식 자체가 현실의 핵심 요소이며 우리의 의식이 현실에 영향을 미치는 참여 우주라는 것입니다.
대부분의 측면에서, 우리 우주의 기본 특징과 인류의 원리와 삶의 연결성은 코페르니 카 세계관과 반대되는데, 이는 불편한 일이 될 수 있습니다. 그러나 이러한 사실이 성취하는 것은 우리가“우리처럼”생명으로 간주하는 것의 원을 넓히는 것입니다. 지구 너머의 생명은 또한 탄소 기반 일 수 있으며, 단량체의 복잡한 정보를 돌리는 화합물로의 유사한 조합에 의해 시작되어, 동일한 우주의 우연에 의해 유사한 선택 과정을 통해 진화합니다. 다시 말해, 같은 직물에서 잘라.
실제로, 우리가 찾은 삶이 우리와 진정으로 독립 할 것이라는 잔소리가 있습니다. 우리 자체 태양계에서 소행성은 지난 45 억 년 동안 행성을 타격 시켰으며, 각 충돌은 잠재적으로 미생물을 구매하는 표면 재료를 다양한 '컨베이어 벨트'궤도 경로로 발사했습니다 [10]. 화성 조각은 결국 지구상에서 끝납니다. 지구의 조각은 화성과 심지어 거대한 행성의 먼 달에 있습니다. 자연은 이미 태양계에서 혼합 된 삶의 디아스포라를 만들었을 수도 있습니다. 그리고 더 멀리 떨어진 삶이 더 오래된 다리를 통해 우리 자신과 연결될 수도 있습니다.
우리가 지구에서 생명을 찾으면 베이지안 사람들은 그들의 일을 잘라낼 것입니다. 우리 자신의 중요성에 대한 우리의 의미에 관해서는, 우리는 우주의 삶의 굳건한 본질을 확인함으로써 그것이 강화 될 것이라고 주장 할 수 있습니다. 반면에, 우리는 개인적으로 사물을 취하는 경향이 있으며, 삶으로 가득 찬 우주는 훨씬 더 작아 보일 수 있습니다.
고유 대 중요
우리는 두 가지 뚜렷한 질문, 즉 독창성과 우리의 중요성으로 씨름하고 있습니다. 독창성은 접근하기가 더 쉽습니다. 우주 생물 학자에게는 독창성이 지구와 지구의 생명이 다른 곳과 다를 가능성으로 정의 될 수 있습니다. 반면에 원시 학자들은 독창성을 우리의 진화 사촌과 구별하는 특성의 수집으로 정의 할 수 있습니다. 컴퓨터 과학자의 경우 독창성은 정보를 처리하고 저장하는 특정 방식으로 정의 될 수 있습니다. 각각의 경우, 대답은 간단하지 않을 수 있지만 진보가 이루어지고 있습니다.
내 분야에서, 천문학 자와 외계인 학자들은 실제로 외계인 시스템과 세계가 삶에 적합하거나 적합하지 않을 수있는 정도를 평가함으로써 우리의 독창성의 정량적 측정을 구성하기 시작했습니다. James Webb Space 망원경은 10 년 안에 인근 지상 규모의 행성이 생물권의 화학적 시그니처를 보이는지 알려줄 수 있습니다. 필터링 된 스타 라이트의 스펙트럼을 통해 대기를 스니핑합니다. 그리고 청사진에서 현실로 이동하기 시작한 새롭고 거대한 망원경은 같은 일을하는 데 도움이 될 것입니다.
중요성은 까다 롭고 아마도 천문학이 독특한 관점을 제시하는 질문입니다. 확실히 우리 은하와 우주에서 모든 종류의 생명이 발생하는 빈도는 관련이 있습니다. 우리는이 질문을 개선하는 과정에 있으며, 세부적인 속성이 어떤 삶의 풍부함에 해당하는지 묻습니다.
그러나 이것으로 충분할까요? 그렇지 않든, 의미는 우리 인간에게 감정적으로 고소 된 질문이며, 많은 다른 것을 의미 할 수 있습니다. 그것은 우리의 집, 지구, 우주가 중요하든에 관한 것일 수 있습니다. 또한 우리 에 관한 것일 수 있습니다. 우리가 우주 의이 광대 한 대성당에서 우리가 전혀 중요한지 여부. 즉, 자연이 망할 여부. 과학이 적어도 아직 그렇게 많은 도움이 될 수있는 것처럼 보이지 않으며, 한 사람은 그 대답이 우리를 위로하지 않을 가능성이 높습니다. 그러나 과학은 우리가 흥미롭고 깊은 방식으로 우주에 속한다고 말했습니다. 우리는 끊임없이 감소하는 중요성에 대한 코페르니 카 이야기에 대해 신중하게 생각해야한다고 말했습니다.
.그래서 과학은 우리의 운명을 봉인 했습니까? 대답은 no 입니다 . 과학이 우리에게 말하는 것 그것이 우리에게 말하는 것에 대해), 우리는 make 에 문제를 우리 자신의 손에 넣을 수있는 능력을 가지고 있습니다. 우리 자신이 중요합니다. 우리의 태양계와 별 시스템은 탐험과 거주를위한 거대한 지형을 나타냅니다. 자매 세계로 여행하는 데 큰 장애물이 있지만, 성간 공간 자체를 통해 훨씬 덜 불가능한 것은 없습니다.
.우리가 로봇 아바타를 우주로 보내는 것에 만족하더라도, 그렇게함으로써 우리는 중요성 방정식의 기본 균형을 바꿀 기회가 있습니다. 우리의 존재를 확장함으로써 우리는 종의 장수를 확장 할 수있는 방법을 찾을 수있을뿐만 아니라 우주에서 우리의 위치에 대해 항상 요구 한 가장 근본적인 질문을 수정할 수도 있습니다. 우리는 우리가 찾고있는 의미가 될 수 있습니다.
Caleb Scharf는 천체 물리학 자이자 뉴욕 콜롬비아 대학교에서 천공학 책임자입니다. 그의 인기있는 과학 책에는 가 포함됩니다 중력의 엔진 :거품이 날아가는 블랙홀이 우주의 은하, 별, 생명을 지배하는 방법, 및 코페르니쿠스 단지 :우리의 우주 (in)의 중요성 (2014 년 4 월).
참조
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