Mire van szükség egy bolygón az élethez?

"A Vénusz túl meleg, a Mars túl hideg, a Föld pont jó" – mondja Dave Brain bolygókutató. De miért? Kellemesen humoros előadásában Brain feltárja a lenyűgöző tudományos hátterét annak, hogy mit jelent, hogy egy bolygó élhető – miért van az emberiség jó helyen, jó időben egy élhető bolygó életgörbéjén.

Nagyon boldog vagyok, hogy itt lehetek.

Örülök, hogy önök itt vannak,

mert ez kicsit misztikus lesz.

Örülök, hogy mi
– mindannyian – itt vagyunk.

Az "itt" alatt nem pont az itt-et értem.

Vagy itt.

Hanem itt.

Úgy értem a Földön.

És a "mi" nem csak a hallgatóság,

hanem az élet,

minden élet a Földön –

(Nevetés)

az összetettől az egysejtűig,

a penésztől a gombáig,

a repülő medvékig.

(Nevetés)

Érdekes,

a Föld az egyetlen hely,
ahol életről tudunk –

8,7 millió fajról.

Kerestünk máshol is,

lehet, nem olyan elszántan,
mint lehetett vagy kellett volna,

de kerestünk, és nem találtunk semmit.

A Föld az egyetlen ismert hely,
ahol van élet.

Különleges-e a Föld?

Erre a kérdésre kerestem a választ

egész kisgyerek korom óta.

Gyanítom, hogy a hallgatóság
80%-a gondolt erre,

és szerette volna tudni a választ.

Hogy megtudjuk, vannak-e bolygók

– kint a naprendszerünkben,
vagy azon is túl –

melyek élhetők,

először értenünk kell: mi kell az élethez.

Kiderült, hogy 8,7 millió fajnak

az élethez mindössze
3 dologra van szüksége.

Először is minden életnek a Földön
energiára van szüksége.

A komplex élőlények, mint mi,
a napenergiát használjuk,

de mélyen a föld alatt
az élethez az energiát

kémiai reakciókból nyerik.

Számos különböző energiaforrás van

minden bolygón.

Másrészről,

minden élethez kell élelem vagy tápanyag.

Ez úgy hangzik, mint egy megrendelés,
főleg, ha lédús paradicsomot szeretnél.

(Nevetés)

Pedig minden élet a Földön a tápanyagát

mindösszesen hat kémiai elemből nyeri.

Ezek az elemek megtalálhatók
naprendszerünk

minden bolygójának felépítésében.

Ezek után a középső részen
maradt a kiemelkedő probléma,

amit a legnehezebb beszerezni.

Nem a jávorszarvas, hanem a víz.

(Nevetés)

Habár a jávorszarvas is nagyszerű.

(Nevetés)

Nem fagyott víz, és nem gáz
halmazállapotú víz, hanem folyékony víz.

Minden életnek szüksége van rá
a túléléshez.

Sok naprendszeri bolygón
nincs folyékony víz,

ezért azokat nem tanulmányozzuk.

Más naprendszerben levő bolygókon
lehet bőséges folyékony víz,

akár több, mint a Földön,

de a jégmező fogságában vannak,

nehezen hozzáférhetők,
nehezen megközelíthetők,

nehéz egyáltalán megtudni,
hogy van-e ott élet.

Néhány bolygó marad,
amit érdemes tanulmányozni.

Egyszerűsítsük le a problémát magunknak.

Foglalkozzunk csak a folyékony
vízzel a bolygók felszínén.

Csak három bolygó van a naprendszerünkben,

melynek felszínén folyékony
víz szóba jöhet.

Ezek a Naptól indulva sorban:
Vénusz, Föld, Mars.

Először légkör kell,
hogy folyékony víz legyen.

Óvatosnak kell lenni azzal a légkörrel.

Nem lehet túl sok légkör, sem túl sűrű
vagy túl meleg légkör,

mert akkor túl nagy lesz a forróság,
mint a Vénuszon,

és nem lesz folyékony víz.

De ha túl gyér a légkör,
túl vékony és túl hideg,

akkor odajutunk, mint a Marson:
túl hideg van.

A Vénusz túl meleg, a Mars túl hideg,

és a Föld éppen jó.

A mögöttem levő képeken egyből látható,

hol marad fenn az élet naprendszerünkben.

Ez egy Aranyhaj-típusú feladat,

olyan egyszerű,
hogy egy gyerek is megérti.

Azonban felhívom a figyelmüket

két dologra az aranyhaj-mesében,

amire sokszor nem is gondolunk,

de itt nagyon fontos.

Első dolog:

Ha Mama-Maci tálja túl hideg,

amikor Aranyhaj besétál a szobába,

akkor ez azt jelenti,
hogy mindig túl hideg volt?

Vagy lehetett valamikor éppen jó?

Amikor Aranyhaj besétál a szobába,
ez dönti el a választ,

amit megkapunk a történetben.

Ugyanez igaz a bolygókra is.

Nem statikus dolgok. Alakulnak.

Változnak. Fejlődnek.

A légkör ugyanezt teszi.

Hadd mondjak egy példát.

Ez egyik kedvenc képem a Marsról.

Nem a legnagyobb felbontású kép,
nem a legszexisebb kép,

nem is a legújabb kép,

de ezen a képen látszanak
a bolygó felszínébe vájt folyómedrek;

folyó, folyékony víz vájta medrek;

folyómedrek, melyek száz vagy ezer
vagy több tízezer év alatt alakulnak ki.

Ez ma nem lehetséges a Marson.

A Mars légköre ma túl vékony és túl hideg,

a víz nem képes folyékony
formában fennmaradni.

Ez az egyetlen kép bizonyítja,
hogy a Mars légköre változott,

nagyon sokat változott.

Egy általunk lakhatónak
nevezett állapotból változott,

mert valamikor rég az élethez
szükséges három feltétel adott volt.

Hova tűnt ez a légkör,

ami lehetővé tette a folyékony
víz jelenlétét a felszínen?

Az egyik lehetőség, hogy az űrbe szökött.

A légköri részecskék elég energiára
tesznek szert, hogy kiszabaduljanak

a bolygó gravitációjából.

Kiszabadulnak az űrbe,
soha nem térnek vissza.

Ez történik minden bolygó légkörével.

Az üstökösöknek csóvájuk van,

ami hihetetlen látványt nyújt
a légkör elhagyásakor.

A Vénusz légkörének egy része is elszökik,

a Marsé és a Földé is,

csak más-más mértékben és léptékben.

Szerettük volna kideríteni, mennyi
légkör szökött el az idők folyamán,

hogy megmagyarázzuk ezt az átalakulást.

Hogy jut a légkör szökési energiához?

Hogy kapnak a részecskék
elég energiát a szökéshez?

Két lehetőség van, ha egy kicsit
leegyszerűsítjük a dolgokat.

Először is a napsugaraktól.

A napból kibocsájtott fényt
elnyelik a légköri részecskék

és felmelegednek.

Igen, táncolok, mint ők –

(Nevetés)

Ó Istenem, még az esküvőmön sem.

(Nevetés)

Elég energiához jutnak,
hogy elszökjenek és kiszabaduljanak

a bolygó gravitációs mezejéből,
pusztán a felmelegedéstől.

A másik lehetőség, hogy a napszélből
nyernek energiát.

Ezek a Nap felszínéről levált
részecskék, tömeg, anyag összessége,

ami végigsüvít a naprendszeren

400 kilométer per másodperccel,

napkitörésekkor néha gyorsabban is.

Végigszáguldanak a bolygóközi téren

a bolygók felé, a légkörük felé,

és ellátják energiával

a légköri részecskéket,
amik szintén leválnak.

Ez az, ami érdekel,

mert az élhetőséghez kapcsolódik.

Két dolgot említettem az
Aranyhaj mese kapcsán,

amit szeretnék emlékezetükbe idézni,

és a második egy kicsit bonyolultabb.

Ha a Papa-Maci tálja túl forró,

és a Mama-Maci tálja túl hideg,

lehet a Kismaci tálja még hidegebb,

ha követjük ezt a tendenciát?

Magától értetődőnek tűnik,

de ha jobban belegondolunk,
lehet, hogy nem is olyan egyszerű.

Természetesen a Naptól való távolsága
meghatározza a bolygó hőmérsékletét.

Ez közrejátszik az élhetőségben.

De lehet, hogy más dolgokat is
figyelembe kell venni.

Lehet, hogy a tál maga

szintén meghatározza
a történet kimenetelét,

ami igaz is.

Sokat mesélhetnék ennek

a három bolygónak a jellemzőiről,

melyek befolyásolják az élhetőségüket,

de önző módon,
a kutatásaimhoz kapcsolódóan,

és azért, mert én vagyok itt fent,
és nálam van a távirányító, nem önöknél –

(Nevetés)

beszélnék egy-két percet

a mágneses mezőkről.

A Földnek van. A Vénusznak
és a Marsnak nincs.

A mágneses mezők mélyen a bolygó
belsejében keletkeznek,

a folyékony fémek – mint elektromos
vezető – áramlásai révén,

melyek létrehozzák ezt a nagy mágneses
teret, amely körülveszi a Földet.

Ha van iránytűd, akkor tudod,
merre van észak.

A Vénusznak, a Marsnak nincs ilyen tere.

Ha a Vénuszon és a Marson van iránytűd,

akkor gratulálok, eltévedtél.

(Nevetés)

Befolyásolja ez az élhetőséget?

Hogyan tehetné?

A tudósok úgy gondolják,
hogy a bolygó mágneses tere

pajzsként védi a légkört,

visszaveri a napszél-részecskéket
a bolygó körül

az erőtér hatása által, kölcsönhatásban

a részecskék elektromos töltésével.

Jobban szeretek úgy gondolni rá, mint a
bolygók salátabár-őrére tüsszentés ellen.

(Nevetés)

Igen, a kollégáim,
akik később visszanézik, rájönnek,

hogy társadalmunk történelmében
először van egyenlőség

a napszél és a takony között.

(Nevetés)

Tehát a hatás akkor az, hogy a Föld
biztonságban volt

több milliárd éven át,

mert van mágneses tere.

A légkör nem tudott elszökni.

Másrészről a Mars védtelen volt,

mert nincs mágneses tere,

és több milliárd év alatt

annyi légkör elillanhatott,

hogy lakható bolygóból olyanná alakult,

amilyennek ma látjuk.

Más tudósok szerint a mágneses tér

inkább úgy hat, mint a vitorlák egy hajón,

hogy a bolygó nagyobb energiával
tud kölcsönhatásba lépni

a napszél által, mint anélkül.

A vitorlák összegyűjtik
az energiát a napszélből.

A mágneses mező összegyűjti
a napszél energiáját,

így még több légkör szökik el.

Ezt a gondolatot tesztelni kell,

de a hatásmechanizmusa és a működése

megfigyelhető.

Tudjuk,

hogy a napszél energiája
lerakódik a légkörünkben,

itt a Földön.

Az energia a mágneses mező
vonalai mentén behatol

a sarkvidékek felé,

és hihetetlenül szép
sarki fény keletkezik.

Ha valaha látták, káprázatos.

Tudjuk, hogy az energia bejut.

Megpróbáljuk mérni
a leszakadó részecskéket,

és hogy a mágneses tér
egyáltalán hat-e rá.

Felvázoltam önöknek egy problémát,

de még nincs rá megoldás.

Nincs megoldásunk.

Dolgozunk rajta. Hogyan tesszük?

Küldtünk űrhajót mind a három bolygóra.

Pár körpályára állt már,

beleértve a MAVEN űrhajót is
a Mars körüli pályán,

amelyben részt veszek,
és amely idevezetett

a Colorado Egyetemről.

A légkörvesztés mérésére tervezték.

Hasonló méréseink vannak
a Vénuszról és a Földről.

Ha megkapjuk az összes mérési eredményt,

össze tudjuk őket hasonlítani,

hogy megértsük e bolygók
kölcsönhatását a világűrrel,

a környezetükkel.

Utána el tudjuk döntjük, hogy a mágneses
mező fontos-e az élhetőséghez,

vagy nem.

Ha megvan a válasz,
akkor miért aggódnánk?

Úgy értem, én nagyon aggódom...

Anyagilag is, de nagyon.

(Nevetés)

Először is a válasz erre a kérdésre

több mindent megtanít nekünk
erről a három bolygóról:

Vénusz, Föld és Mars.

Nem csak azt, hogy milyen
a kölcsönhatásuk a környezetükkel ma,

hanem hogy milyen volt
milliárd évekkel ezelőtt.

Élhetőek voltak, vagy sem.

Sok mindent tanulhatunk a légkörről,

amely körülvesz minket,
közel van hozzánk.

Továbbá, amit itt megtudunk
ezekről a bolygókról,

alkalmazható a légkörre bárhol,

azokra a bolygókra is, amelyeket most
fedezünk fel más csillagok körül.

Például a Kepler űrhajó,

amit itt építettek
és vezérelnek Boulderben,

egy postai bélyeg méretű
égterületet figyel

pár éve,

és több ezer bolygót fedezett fel –

egy postai bélyeg méretű égterületen,

amiről azt gondolnánk, semmiben sem
különbözik az ég többi részétől.

20 évvel ezelőtt egyetlen bolygót sem

ismertünk a naprendszerünkön kívül,

és eljutottunk olyan mennyiségig,

hogy azt sem tudjuk,
melyiket tanulmányozzuk először.

Minden eszköz segít.

Kepler megfigyeléseit véve,

és más hasonló megfigyeléseket,

úgy gondoljuk, hogy

csak a Tejútrendszerben lévő
200 milliárd csillagból,

átlagban minden csillagnak van
legalább egy bolygója.

Kiegészítésképpen,

a számítások azt sugallják, hogy valahol
40 és 100 milliárd között van

a lakhatónak nevezett bolygók száma,

csak a mi galaxisunkban.

Már felfedeztük a bolygókat,

csak még nem tudjuk, melyek lakhatók.

Kicsit olyan, mint egy vörös folt
fogságában lenni

(Nevetés)

egy színpadon,

és tudni, hogy vannak más
világok is ezen kívül,

és kétségbeesetten várni,
hogy többet megtudjunk róluk,

várni, hogy feltérképezzük őket,
hogy kiderüljön, hátha egy-kettő

egy kicsit is hasonlít ránk.

Nem lehet megtenni.
Még nem lehet odamenni.

Fel kell használni a Vénuszra,
Földre, Marsra

kifejlesztett különböző eszközöket,

és alkalmazni ezeket
más bolygók esetében is,

remélve, hogy ésszerű következtetéseket
vonunk le az adatokból,

és képesek leszünk meghatározni
a nyerő jelöltet

a lakható és a nem lakható bolygók közül.

Végezetül és egyelőre, legalább

ez a vörös folt a miénk, épp itt.

Ez az egyetlen bolygó,
amiről tudjuk, hogy élhető,

bár lehetséges, hogy hamarosan
többet is megismerünk.

Most ez az egyetlen élhető bolygó,

és ez a mi vörös foltunk.

Valóban örülök, hogy itt vagyunk.

Köszönöm.

(Taps)