เครดิตรูปภาพ: NASA
สิ่งที่ดูเหมือนจะเริ่มง่ายแล้วซับซ้อนมากขึ้น ชีวิตก็เป็นเช่นนั้น และอาจจะไม่มีที่ไหนเลยที่ความคิดที่แท้จริงยิ่งกว่าตอนที่เราสำรวจต้นกำเนิดของชีวิต ชีวิตเซลล์แรกสุดเกิดจากการรวมตัวกันของโมเลกุลอินทรีย์บนโลกใบนี้หรือไม่? หรือเป็นไปได้ไหมว่า - เช่นดอกแดนดิไลอันพุ่งกระฉูดเหนือหญ้าฤดูใบไม้ผลิ - ลมแห่งจักรวาลนำสิ่งมีชีวิตจากโลกหนึ่งไปสู่อีกโลกหนึ่งเพื่อหยั่งรากและเจริญรุ่งเรือง? และถ้าเป็นเช่นนั้นจะเกิด“ dia-spora” ที่เกิดขึ้นอย่างแม่นยำได้อย่างไร?
Anaxagoras แห่ง Ionia นักปรัชญาชาวกรีก 450 ปีก่อนยุคร่วมกันเสนอว่าสิ่งมีชีวิตทุกอย่างเกิดขึ้นจาก "เมล็ดพันธุ์แห่งชีวิต" ที่แพร่หลาย ความคิดในวันนี้เกี่ยวกับ“ เมล็ดพันธุ์” นั้นมีความซับซ้อนมากกว่าสิ่งใดที่ Anaxagoras สามารถจินตนาการได้ - จำกัด เนื่องจากเขาได้สังเกตสิ่งมีชีวิตอย่างง่าย ๆ เช่นพืชที่ออกดอก & ต้นไม้ออกดอกคลาน & แมลงหึ่งสัตว์หรือมนุษย์เดิน ไม่พูดถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติเช่นเสียงลมฝนรุ้งแผ่นดินไหวสุริยุปราคาดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ ในความคิดที่แปลกประหลาดทันสมัย Anaxagoras สามารถเดาได้แค่เพียงรายละเอียด ...
ประมาณ 2300 ร้อยปีต่อมา - ในช่วงทศวรรษที่ 1830 นักเคมีชาวสวีเดนJéns Jackob Berzelius ยืนยันว่าสารประกอบคาร์บอนถูกพบในอุกกาบาตบางแห่งซึ่ง“ ตกลงมาจากสวรรค์” อย่างไรก็ตามตัวเขาเอง Berzelius ถือได้ว่าคาร์บอเนตเหล่านี้มีการปนเปื้อนที่มีต้นกำเนิดมาจากโลก - แต่การค้นพบของเขามีส่วนทำให้ทฤษฎีที่นักคิดต่อมารวมถึงแพทย์ H.E ลอร์ดเคลวินผู้ตัดสินที่สมบูรณ์และนักฟิสิกส์
Panspermia ได้รับการรักษาที่แท้จริงครั้งแรกโดย Hermann von Helmholtz ในปี 1879 แต่เป็นนักเคมีชาวสวีเดนอีกคนหนึ่ง - 1903 รางวัลโนเบลชนะ Svante Arrhenius - ผู้นิยมแนวคิดของชีวิตที่มาจากอวกาศในปี 1908 บางทีน่าแปลกใจว่าทฤษฎีนี้ตั้งอยู่บนแนวคิด แรงกดดันจากการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ - และดาวอื่น ๆ - จุลินทรีย์“ พัด” เกี่ยวกับเช่นใบเรือสุริยะขนาดเล็ก - และไม่เป็นผลจากการค้นหาสารประกอบคาร์บอนในอุกกาบาตที่เต็มไปด้วยหิน
ทฤษฎีที่ว่ารูปแบบที่เรียบง่ายของการเดินทางชีวิตในการตกกระทบจากโลกอื่น? ฝังอยู่ในหินระเบิดจากพื้นผิวดาวเคราะห์โดยผลกระทบของวัตถุขนาดใหญ่ - เป็นพื้นฐานสำหรับ "lithopanspermia" มีข้อได้เปรียบมากมายสำหรับสมมติฐานนี้ - รูปแบบชีวิตที่เรียบง่ายและมีความอดทนมักพบได้ในแหล่งแร่บนโลกในสถานที่ห้ามปราม โลก - เช่นของเราเองหรือดาวอังคาร - ถูกทำลายโดยดาวเคราะห์น้อยและดาวหางขนาดใหญ่พอที่จะขว้างก้อนหินด้วยความเร็วเกินกว่าความเร็วในการหลบหนี แร่ในหินสามารถป้องกันจุลชีพจากการกระแทกและการแผ่รังสี (เกี่ยวข้องกับหลุมอุกกาบาต) เช่นเดียวกับการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เมื่ออุกกาบาตก้อนหินเคลื่อนที่ผ่านอวกาศ รูปแบบที่ยากที่สุดของชีวิตก็มีความสามารถในการอยู่รอดในสุญญากาศเย็นโดยการเข้าสู่ภาวะชะงักงัน - ลดการปฏิสัมพันธ์ทางเคมีให้เหลือศูนย์ในขณะที่ยังคงโครงสร้างทางชีวภาพไว้ได้ดีพอที่จะละลายในภายหลัง
ในความเป็นจริงตัวอย่างหลายอย่างของการตกกระทบดังกล่าวมีอยู่ในโลกเพื่อการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ อุกกาบาตที่เต็มไปด้วยหินอาจรวมถึงวัสดุอินทรีย์รูปแบบที่ซับซ้อนบางอย่าง (พบว่า chondrite carbonaceous chondrites ซึ่งรวมถึงกรดอะมิโนและคาร์บอกซิลิก) ซากฟอสซิลจากดาวอังคารโดยเฉพาะอย่างยิ่ง - แม้ว่าจะมีการตีความที่ไม่ใช่อินทรีย์ - อยู่ในความครอบครองของสถาบันเช่นนาซ่า ทฤษฎีและการปฏิบัติของ "lithopanspermia" ดูดีมาก - แม้ว่าทฤษฎีดังกล่าวสามารถอธิบายได้ว่ารูปแบบที่ง่ายที่สุดของชีวิตมาจาก - และไม่ใช่ว่ามันมาจากจุดเริ่มต้น
ในกระดาษชื่อ“ Lithopanspermia ในกระจุกดาวก่อตัว” เผยแพร่เมื่อวันที่ 29 เมษายน 2548, นักดาราศาสตร์จักรวาล Fred C. Adams แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนศูนย์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและ David Spergel ของภาควิชาวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ของมหาวิทยาลัย Princeton หารือเกี่ยวกับความน่าจะเป็นของการกระจายคาร์บอน ของจุลินทรีย์ชีวิตในกระจุกดาวต้น ตามที่ทั้งคู่“ โอกาสของการแพร่กระจายของสารชีวภาพจากระบบหนึ่งไปสู่อีกระบบหนึ่งนั้นได้รับการพัฒนาอย่างมาก…เนื่องจากอยู่ใกล้กับระบบและความเร็วสัมพัทธ์ต่ำ”
จากการศึกษาก่อนหน้านี้การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ศึกษาถึงโอกาสที่หินที่มีชีวิต (โดยทั่วไปมีน้ำหนักเกิน 10 กิโลกรัม) มีบทบาทในการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตในระบบดาวเคราะห์ที่แยกตัวออกมาและพบว่า ต่ำ." อย่างไรก็ตาม“ อัตราการถ่ายโอนเพิ่มมากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่แออัดมากขึ้น” และ“ เนื่องจากมาตราส่วนเวลาสำหรับการก่อตัวดาวเคราะห์และเวลาที่ดาวฤกษ์อายุน้อยที่คาดว่าจะอาศัยอยู่ในกระจุกดาวเกิดมีค่าใกล้เคียงกันประมาณ 10 - 30 ล้านปีเศษซากจากการก่อตัวดาวเคราะห์ โอกาสที่ดีในการถูกถ่ายโอนจากระบบสุริยจักรวาลหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง”
ในที่สุดเฟรดและเดวิดสรุปว่า“ กระจุกดาวอายุน้อยให้วิธีที่มีประสิทธิภาพในการถ่ายโอนวัสดุหินจากระบบสุริยะไปยังระบบสุริยะ หากระบบใด ๆ ในการรวมเกิดสนับสนุนชีวิตดังนั้นระบบอื่น ๆ ในคลัสเตอร์สามารถจับก้อนหินที่มีชีวิตได้”
เพื่อให้ได้ข้อสรุปนี้ทั้งคู่ดำเนินการ "ชุดการคำนวณเชิงตัวเลขเพื่อประเมินการกระจายความเร็วของหินออก" ตามขนาดและมวล พวกเขายังพิจารณาพลวัตของกลุ่มและกลุ่มกระจุกดาวต้นด้วย นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อช่วยกำหนดอัตราการเอาคืนหินโดยดาวเคราะห์ในระบบใกล้เคียง ในที่สุดพวกเขาต้องตั้งสมมติฐานบางอย่างเกี่ยวกับความถี่ของวัสดุห่อหุ้มสิ่งมีชีวิตและความอยู่รอดของรูปแบบชีวิตที่ฝังอยู่ภายใน ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความรู้สึกของ“ จำนวนที่คาดหวังของเหตุการณ์ lithopanspermia ที่ประสบความสำเร็จต่อคลัสเตอร์”
ตามวิธีการที่ใช้เพื่อให้ได้ข้อสรุปนี้และคิดในแง่ของระยะทางปัจจุบันระหว่างระบบสุริยจักรวาลทั้งสองประเมินความน่าจะเป็นที่โลกส่งออกสิ่งมีชีวิตไปยังระบบอื่น กว่าอายุของชีวิตบนโลก (ประมาณ 4.0 Byr) Fred และ David ประเมินว่าโลกได้ปล่อยหินที่มีชีวิตถึง 40 พันล้านดวง จากหินชีวภาพจำนวน 10 ก้อนต่อปีโดยเกือบ 1 (0.9) จะลงจอดบนดาวเคราะห์ที่เหมาะสมสำหรับการเติบโตและการแพร่กระจายต่อไป
นักจักรวาลวิทยาส่วนใหญ่มักจะพูดถึง“ คำถามยาก ๆ ทางวิทยาศาสตร์” ของต้นกำเนิดของจักรวาลโดยรวม Fred กล่าวว่า“ exobiology เป็นสิ่งที่น่าสนใจมากสำหรับเขา” และเขาและ“ David เป็นนักเรียนภาคฤดูร้อนด้วยกันในนิวยอร์กในปี 1981” ซึ่งพวกเขาทำงานเกี่ยวกับ“ ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับบรรยากาศของดาวเคราะห์และสภาพอากาศปัญหาที่ใกล้เคียงกับคำถามเรื่อง เฟรดยังบอกด้วยว่าเขา“ ใช้เวลาส่วนหนึ่งของการวิจัยเกี่ยวกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวดาวฤกษ์และดาวเคราะห์” เฟร็ดยอมรับบทบาทพิเศษของดาวิดในการคิด“ คิดในการมองดูแพนซีเมียในกลุ่ม เมื่อเราพูดถึงมันชัดเจนว่าเรามีชิ้นส่วนปริศนาทั้งหมด เราแค่ต้องรวมมันเข้าด้วยกัน”
วิธีการสหวิทยาการเพื่อจักรวาลวิทยาและ exobiology นี้ยังนำเฟร็ดและเดวิดที่จะมองไปที่คำถามของ lithopanspermia ระหว่างกลุ่มตัวเอง ใช้วิธีการที่พัฒนาขึ้นเพื่อสำรวจการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตภายในกระจุกดาวและต่อมานำไปใช้กับการส่งออกสิ่งมีชีวิตจากโลกไปยังดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงอื่นเฟร็ดและเดวิดก็สามารถสรุปได้ว่า ชีวิตจากภายนอกมากกว่าก่อให้เกิดชีวิตตามธรรมชาติ” และ“ เมื่อเพาะแล้วคลัสเตอร์จะให้กลไกการขยายสัญญาณที่มีประสิทธิภาพเพื่อแพร่เชื้อสมาชิกคนอื่น ๆ ” ภายในคลัสเตอร์นั้น
อย่างไรก็ตามท้ายที่สุดเฟรดและเดวิดไม่สามารถตอบคำถามที่ว่าเมล็ดพันธุ์แรกของชีวิตเกิดขึ้นที่ใดและภายใต้เงื่อนไขใด ในความเป็นจริงพวกเขายินดีที่จะยอมรับว่า "ถ้าต้นกำเนิดของชีวิตที่เกิดขึ้นเป็นเรื่องธรรมดาพอสมควรก็ไม่จำเป็นต้องมีกลไก panspermia ใด ๆ เพื่ออธิบายการมีอยู่ของชีวิต"
แต่จากข้อมูลของเฟร็ดกับเดวิดเมื่อชีวิตเริ่มตั้งหลักอยู่ที่ไหนสักแห่งมันก็สามารถจัดการได้อย่างคล่องแคล่ว
เขียนโดย Jeff Barbour
