Τι χρειάζεται ένας πλανήτης για τη διατήρηση ζωής

«Η Αφροδίτη είναι πολύ ζεστή, ο Άρης είναι πολύ κρύος και η Γη είναι ιδανική», λέει ο πλανητικός επιστήμονας Ντέιβ Μπρέιν. Γιατί, όμως; Σε αυτή την ευχάριστη ομιλία, ο Μπρέιν εξερευνάει με χιούμορ τη συναρπαστική επιστήμη πίσω από όσα χρειάζεται ένας πλανήτης για να φιλοξενήσει ζωή, καθώς και το γιατί η ανθρωπότητα βρίσκεται πιθανόν στην κατάλληλη θέση την κατάλληλη στιγμή σχετικά με το χρονολόγιο των πλανητών που μπορούν να διατηρήσουν ζωή.

Χαίρομαι πολύ που είμαι εδώ.

Χαίρομαι που είστε κι εσείς εδώ,
επειδή αλλιώς θα ήταν λίγο περίεργο.

(Γέλια)

Χαίρομαι που είμαστε όλοι εδώ.

Όταν λέω «εδώ», δεν εννοώ εδώ.

Ούτε εδώ.

Αλλά εδώ. Εννοώ στη Γη.

Κι όταν λέω «είμαστε» δεν εννοώ εμάς
σε αυτό το αμφιθέατρο,

αλλά τη ζωή.
Όλη τη ζωή που υπάρχει στη Γη.

(Γέλια)

Από σύνθετη σε μονοκύτταρη,
από τη μούχλα μέχρι τα μανιτάρια,

μέχρι τις ιπτάμενες αρκούδες.

(Γέλια)

Το ενδιαφέρον είναι

πως η Γη είναι το μόνο μέρος
που γνωρίζουμε ότι έχει ζωή.

8,7 εκατομμύρια είδη.

Ψάξαμε κι αλλού,

ίσως όχι τόσο καλά
όσο θα έπρεπε ή όσο μπορούσαμε,

αλλά ψάξαμε και δεν βρήκαμε αλλού.

Η Γη είναι το μόνο μέρος
που γνωρίζουμε ότι έχει ζωή.

Είναι ξεχωριστή η Γη;

Μια ερώτηση της οποίας ήθελα
να γνωρίζω την απάντηση από μικρός.

Υποψιάζομαι πως το 80% εδώ

έχει σκεφτεί το ίδιο
και θα ήθελε να μάθει.

Για να κατανοήσουμε αν υπάρχουν πλανήτες
στο ηλιακό μας σύστημα ή και πιο πέρα

που μπορούν να υποστηρίξουν ζωή,

το πρώτο βήμα είναι να κατανοήσουμε
τι απαιτείται για να υπάρχει ζωή.

Έχει αποδειχθεί
πως και για τα 8,7 εκατομμύρια είδη

η ζωή χρειάζεται μόνο τρία πράγματα.

Από τη μια, όλη η ζωή στη Γη
χρειάζεται ενέργεια.

Η σύνθετη ζωή, όπως είμαστε εμείς,
παίρνει ενέργεια από τον ήλιο,

αλλά η ζωή υπόγεια
μπορεί να πάρει ενέργεια

από χημικές αντιδράσεις.

Υπάρχουν διάφορες πηγές ενέργειας
διαθέσιμες σε όλους τους πλανήτες.

Από την άλλη,
όλη η ζωή χρειάζεται τροφή ή θρέψη.

Αυτό ακούγεται ως μεγάλη πρόκληση,
ιδιαίτερα αν θέλεις μια ζουμερή ντομάτα.

(Γέλια)

Ωστόσο, η θρέψη για όλη η ζωή στη Γη

προέρχεται από μόνο έξι χημικά στοιχεία

και αυτά τα στοιχεία μπορούν να βρεθούν
σε κάθε πλανητικό σώμα

στο ηλιακό μας σύστημα.

Άρα παραμένει το μεσαίο
ως η μεγάλη πρόκληση,

το πιο δύσκολο επίτευγμα.

Όχι η άλκη, αλλά το νερό.

(Γέλια)

Αν και θα ήταν φοβερό να ήταν η άλκη.

(Γέλια)

Όχι, όμως το παγωμένο νερό ούτε το νερό
σε αέριο, αλλά το νερό σε υγρή μορφή.

Αυτό χρειάζεται η ζωή για να επιβιώσει,
κάθε είδος ζωής.

Πολλά σώματα στο ηλιακό σύστημα
δεν έχουν νερό σε υγρή μορφή,

γι' αυτό δεν ψάχνουμε εκεί.

Άλλοι πλανήτες μπορεί να έχουν
άφθονο νερό σε υγρή μορφή,

ακόμη και περισσότερο από τη Γη,

αλλά είναι παγιδευμένο
σε ένα παγωμένο περίβλημα,

και είναι δύσκολη η πρόσβασή του.

Είναι δύσκολο ακόμη και να μάθει κανείς
αν υπάρχει ζωή εκεί.

Άρα μας μένουν μόνο λίγοι πλανήτες
για να λάβουμε υπόψη.

Ας κάνουμε το πρόβλημα λίγο πιο απλό.

Να σκεφτούμε μόνο το νερό σε υγρή μορφή
στην επιφάνεια ενός πλανήτη.

Μόνο τρεις πλανήτες
μένουν στο ηλιακό μας σύστημα

σε σχέση με το νερό σε υγρή μορφή
στην επιφάνεια του πλανήτη,

και σε σειρά απόστασης από τον Ήλιο,
είναι η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης.

Θέλουμε μια ατμόσφαιρα που να επιτρέπει
στο νερό να είναι υγρό.

Πρέπει να είμαστε προσεχτικοί
με αυτή την ατμόσφαιρα.

Δεν μπορεί να είναι πολλή,
πολύ πυκνή ή πολύ ζεστή,

επειδή μετά είναι υπερβολικά ζεστή,
όπως στην Αφροδίτη,

άρα δεν υπάρχει νερό σε υγρή μορφή.

Αν έχεις λίγη ατμόσφαιρα
και είναι πολύ λεπτή και πολύ κρύα,

τότε καταλήγει σαν τον Άρη, πολύ κρύα.

Άρα η Αφροδίτη είναι πολύ ζεστή,
ο Άρης πολύ κρύος

και η Γη είναι ιδανική.

Κοιτάξτε τις εικόνες πίσω μου
για να δείτε αυτόματα

πού μπορεί να επιβιώσει η ζωή
στο ηλιακό μας σύστημα.

Σαν το πρόβλημα της Χρυσομαλλούσας.

Τόσο απλό
που το καταλαβαίνει κι ένα παιδί.

Ωστόσο,

να σας υπενθυμίσω δύο πράγματα

από την ιστορία της Χρυσομαλλούσας
που ίσως να μην σκεφτόμαστε συχνά,

αλλά πιστεύω πως εδώ είναι πολύ σχετικά.

Το πρώτο.

Αν το μπολ της μαμάς αρκούδας
είναι πολύ κρύο

όταν έρχεται η Χρυσομαλλούσα,

σημαίνει πως ήταν πάντα πολύ κρύο;

Ή μήπως κάποτε ήταν ιδανικό;

Η στιγμή που έρχεται η Χρυσομαλλούσα
καθορίζει την απάντηση

που θα πάρουμε από την ιστορία.

Το ίδιο ισχύει με τους πλανήτες.

Δεν είναι στατικά αντικείμενα.
Αλλάζουν, ποικίλουν, εξελίσσονται.

Και οι ατμόσφαιρες το ίδιο κάνουν.

Να σας δώσω ένα παράδειγμα.

Αυτή είναι από τις αγαπημένες μου
φωτογραφίες του Άρη.

Δεν είναι η πιο καθαρή εικόνα
δεν είναι η πιο σέξι, ούτε η πιο πρόσφατη,

αλλά δείχνει κοίτες ποταμού
που χαράσσουν την επιφάνεια.

Κοίτες ποταμού
λαξευμένες από υγρό νερό που ρέει.

Κοίτες που σχηματίστηκαν σε εκατοντάδες,
χιλιάδες ή δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Αυτό δεν συμβαίνει σήμερα στον Άρη.

Η ατμόσφαιρα του Άρη
είναι πολύ λεπτή και πολύ κρύα

για να μείνει το νερό σταθερό
σε υγρή μορφή.

Αυτή η εικόνα μας λέει
πως η ατμόσφαιρα στον Άρη άλλαξε

και άλλαξε σε μεγάλο βαθμό.

Άλλαξε από μια κατάσταση
που θα θεωρούσαμε κατοικήσιμη,

επειδή οι τρεις προϋποθέσεις για ζωή
ήταν παρούσες πολύ καιρό πριν.

Πού πήγε εκείνη η ατμόσφαιρα

που επέτρεπε στο νερό
να μείνει υγρό στην επιφάνεια;

Μια πιθανότητα είναι
να διέφυγε στο διάστημα.

Ατμοσφαιρικά σωματίδια
μάζεψαν αρκετή ενέργεια

ώστε να ξεφύγουν
από τη βαρύτητα του πλανήτη,

διαφεύγοντας στο διάστημα
χωρίς να γυρίσουν ποτέ πίσω.

Αυτό συμβαίνει με όλα τα σώματα
με ατμόσφαιρες.

Οι κομήτες έχουν ουρές

που είναι προφανείς υπενθυμίσεις
μιας ατμοσφαιρικής διαφυγής.

Και η Αφροδίτη, όμως έχει μια ατμόσφαιρα
που διαφεύγει με τον χρόνο,

όπως και ο Άρης και η Γη.

Είναι απλώς θέμα βαθμού και κλίμακας.

Θα θέλαμε να υπολογίσουμε
πόσα διέφυγαν με τον χρόνο

προκειμένου να εξηγήσουμε
αυτή τη μετάβαση.

Πώς οι ατμόσφαιρες βρίσκουν ενέργεια
για να διαφύγουν;

Πώς τα σωματίδια βρίσκουν ενέργεια
για να διαφύγουν;

Υπάρχουν δύο τρόποι,
για να το απλοποιήσουμε.

Πρώτον, το ηλιακό φως.

Το φως που εκπέμπει ο ήλιος
μπορεί να απορροφηθεί

από ατμοσφαιρικά σωματίδια
και να τα θερμάνει.

Ναι, χορεύω, αλλά...

(Γέλια)

Χριστέ μου, ούτε στον γάμο μου.

(Γέλια)

Παίρνουν αρκετή ενέργεια
για να διαφύγουν και να απελευθερωθούν

από τη βαρύτητα του πλανήτη
μόνο με τη θερμότητα.

Δεύτερη πηγή ενέργειας
είναι από τον ηλιακό άνεμο.

Είναι σωματίδια, μάζα, ύλη,
που φεύγουν από την ηλιακή επιφάνεια

και διασχίζουν το ηλιακό σύστημα
με 400 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο,

κάποτε ακόμα πιο γρήγορα
κατά τις ηλιακές καταιγίδες,

και ορμούν διαμέσου
του διαπλανητικού διαστήματος

προς τους πλανήτες
και τις ατμόσφαιρές τους,

και ίσως παρέχουν ενέργεια

για τα ατμοσφαιρικά σωματίδια
για να διαφύγουν κι αυτά.

Αυτό με ενδιαφέρει,
επειδή σχετίζεται με την κατοικησιμότητα.

Είπα πριν πως δύο πράγματα
στην ιστορία της Χρυσομαλλούσας

ήθελα να σας επισημάνω
και να σας υπενθυμίσω.

Το δεύτερο θέλει λίγο περισσότερη σκέψη.

Αν το μπολ του μπαμπά αρκούδου
είναι πολύ ζεστό

και το μπολ της μαμάς αρκούδας πολύ κρύο,

δεν θα έπρεπε το μπολ του μωρού
να ήταν ακόμη πιο κρύο

ώστε να ακολουθεί αυτή τη λογική;

Αυτό που δεχτήκατε όλη σας τη ζωή,

όταν το σκεφτείτε λίγο,
ίσως να μην είναι τόσο απλό.

Φυσικά, η απόσταση ενός πλανήτη
από τον ήλιο καθορίζει τη θερμοκρασία του.

Αυτό καθορίζει την κατοικησιμότητα.

Αλλά ίσως να πρέπει
να σκεφτούμε κάτι ακόμα.

Ίσως είναι τα ίδια τα μπολ

που βοηθούν να καθοριστεί
το αποτέλεσμα της ιστορίας,

δηλαδή ποιο είναι το ιδανικό.

Θα μπορούσα να σας πω
πολλά και διάφορα χαρακτηριστικά

αυτών των τριών πλανητών,

που ίσως επηρεάζουν την κατοικησιμότητα,

αλλά για εγωιστικούς λόγους
σχετικούς με την έρευνά μου

και το ότι εγώ στέκομαι εδώ πάνω
και κρατάω το τηλεκοντρόλ και όχι εσείς,

(Γέλια)

θα ήθελα να σας μιλήσω για ένα-δυο λεπτά

για τα μαγνητικά πεδία.

Η Γη έχει μαγνητικό πεδίο,
ενώ η Αφροδίτη κι ο Άρης όχι.

Τα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται
βαθιά στο εσωτερικό ενός πλανήτη

από ηλεκτροαγώγιμο υγρό υλικό
που στροβιλίζεται

και δημιουργεί το μεγάλο μαγνητικό πεδίο
που περιβάλλει τη Γη.

Αν έχεις πυξίδα,
ξέρεις πού είναι ο βορράς.

Η Αφροδίτη και ο Άρης δεν το έχουν αυτό.

Αν έχεις πυξίδα
στην Αφροδίτη και στον Άρη,

συγχαρητήρια, χάθηκες.

(Γέλια)

Επηρεάζει αυτό την κατοικησιμότητα;

Πώς θα μπορούσε;

Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν
πως το μαγνητικό πεδίο ενός πλανήτη

υπηρετεί ως ασπίδα για την ατμόσφαιρα,

εκτρέποντας τα σωματίδια
του ηλιακού ανέμου γύρω από τον πλανήτη

με ένα είδος δυναμικού πεδίου,

σχετικό με το ηλεκτρικό φορτίο
αυτών των σωματιδίων.

Είναι σαν ασπίδα ενάντια στα φταρνίσματα
σε μπουφέ με σαλάτες.

(Γέλια)

Όταν το δουν αυτό οι συνάδελφοί μου,
θα αντιληφθούν

ότι είναι η πρώτη φορά στην ιστορία
της κοινότητάς μας

που ο ηλιακός αέρας εξισώνεται με τη μύξα.

(Γέλια)

Ως αποτέλεσμα, η Γη προστατεύεται
για δισεκατομμύρια χρόνια,

χάρη σε αυτό το μαγνητικό πεδίο.

Η ατμόσφαιρα δεν μπορούσε να διαφύγει.

Ο Άρης, από την άλλη,
έμεινε απροστάτευτος,

λόγω της απουσίας μαγνητικού πεδίου,

και για δισεκατομμύρια χρόνια,

πιθανόν αρκετή ατμόσφαιρα να έχει χαθεί,

ώστε να δικαιολογεί τη μετάβαση
από ένα κατοικήσιμο πλανήτη

στον πλανήτη που βλέπουμε σήμερα.

Άλλοι επιστήμονες πιστεύουν
πως τα μαγνητικά πεδία

ενεργούν όπως τα πανιά σε ένα καράβι,
επιτρέποντας στον πλανήτη

να αλληλεπιδράσει με περισσότερη ενέργεια
από τον ηλιακό άνεμο

απ' ότι θα μπορούσε να επιδράσει
από μόνος του.

Τα πανιά πιθανόν να μαζεύουν ενέργεια
από τον ηλιακό άνεμο.

Το μαγνητικό πεδίο πιθανόν να μαζεύει
ενέργεια από τον ηλιακό αέρα,

που επιτρέπει ακόμα περισσότερη
διαφυγή της ατμόσφαιρας.

Είναι μια ιδέα που πρέπει να δοκιμαστεί,

αλλά το αποτέλεσμα
και ο τρόπος που δουλεύει είναι προφανή.

Αυτό επειδή γνωρίζουμε

πως η ενέργεια από τον ηλιακό άνεμο
αποθηκεύεται στην ατμόσφαιρα της Γης.

Αυτή η ενέργεια μεταφέρεται
με τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου

μέχρι κάτω στις πολικές περιοχές,
προκαλώντας το απίστευτα όμορφο σέλας.

Αν το έχετε δει από κοντά, είναι υπέροχο.

Γνωρίζουμε ότι η ενέργεια μπαίνει μέσα.

Προσπαθούμε να μετρήσουμε
πόσα σωματίδια βγαίνουν έξω

και αν το μαγνητικό πεδίο
το επηρεάζει αυτό με κάποιο τρόπο.

Σας έχω παραθέσει ένα πρόβλημα,
αλλά δεν έχω ακόμη τη λύση του.

Δεν έχουμε τη λύση.

Εργαζόμαστε να τη βρούμε, όμως.
Με ποιο τρόπο;

Στείλαμε διαστημόπλοια
και στους τρεις πλανήτες.

Κάποια βρίσκονται σε τροχιά,

μεταξύ αυτών και το MAVEN,
το οποίο είναι σε τροχιά γύρω από τον Άρη,

στο οποίο έχω εμπλακεί
και καθοδηγείται από εδώ,

από το πανεπιστήμιο του Κολοράντο.

Είναι σχεδιασμένο για να μετρήσει
την ατμοσφαιρική διαφυγή.

Έχουμε παρόμοιες μετρήσεις
από την Αφροδίτη και τη Γη.

Μόλις συγκεντρώσουμε όλες τις μετρήσεις,

μπορούμε να τις συνδυάσουμε όλες,
και θα καταλάβουμε

πώς και οι τρεις πλανήτες αλληλεπιδρούν
με το διαστημικό τους περιβάλλον.

Έτσι θα αποφασίσουμε κατά πόσο
τα μαγνητικά πεδία είναι σημαντικά ή όχι

για την κατοικησιμότητα.

Μόλις έχουμε την απάντηση αυτή,
γιατί να σας νοιάζει;

Εμένα με νοιάζει πολύ...

Και από οικονομικό ενδιαφέρον, βέβαια,
αλλά και προσωπικό.

(Γέλια)

Καταρχάς, η απάντηση θα μας διδάξει
περισσότερα για τους τρεις πλανήτες,

την Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη,

για το πώς αλληλεπιδρούν
με το περιβάλλον τους σήμερα,

αλλά και πριν δισεκατομμύρια χρόνια,

κατά πόσο ήταν κατοικήσιμα
πριν πολύ καιρό ή όχι.

Θα μας διδάξει για τις ατμόσφαιρες

που μας περιβάλλουν και που είναι κοντά.

Επιπρόσθετα, αυτό που θα μάθουμε
από αυτούς τους πλανήτες

μπορεί να εφαρμοστεί
σε ατμόσφαιρες παντού,

ακόμη και σε πλανήτες που παρατηρούμε
γύρω από άλλα αστέρια.

Το διαστημόπλοιο Κέπλερ,

του οποίου ο σχεδιασμός και η διαχείριση
γίνεται από εδώ, από το Μπόλντερ,

παρατηρεί μια περιοχή στον ουρανό
σε μέγεθος γραμματόσημου

εδώ και δύο χρόνια
και βρήκε χιλιάδες πλανήτες.

Σε μια περιοχή στον ουρανό
σε μέγεθος ενός γραμματόσημου,

η οποία δεν πιστεύουμε πως διαφέρει
από οποιοδήποτε άλλο σημείο του ουρανού.

Μέσα σε είκοσι χρόνια,

από μηδενική γνώση για τους πλανήτες
εκτός του ηλιακού μας συστήματος,

αποκτήσαμε μια τόσο πλούσια γνώση,

που δεν ξέρουμε
ποιους να εξερευνήσουμε πρώτα.

Οποιοσδήποτε μοχλός πίεσης θα βοηθήσει.

Για την ακρίβεια, με βάση παρατηρήσεις
που έχει κάνει το Κέπλερ,

και άλλες παρόμοιες παρατηρήσεις,
τώρα πιστεύουμε ότι

από τα 200 δις αστέρια
που υπάρχουν μόνο στη Γαλακτική Οδό,

κάθε αστέρι έχει κατά μέσο όρο
τουλάχιστον ένα πλανήτη.

Εκτός από αυτό,

υπολογίζεται πως υπάρχουν
μεταξύ 40 δις και 100 δις

από αυτούς τους πλανήτες
που θα ορίζαμε ως κατοικήσιμους,

μόνο στον δικό μας γαλαξία.

Έχουμε τις παρατηρήσεις
από αυτούς τους πλανήτες,

αλλά δεν ξέρουμε ακόμα
ποιοι είναι κατοικήσιμοι.

Είναι λες κι είσαι παγιδευμένος
σε ένα κόκκινο κύκλο...

(Γέλια)

σε μια σκηνή,

και γνωρίζεις πως υπάρχουν
κι άλλοι κόσμοι πιο πέρα,

και θέλεις απεγνωσμένα να μάθεις
περισσότερα γι' αυτούς.

Θέλεις να τους ρωτήσεις και να μάθεις
αν ίσως ένας ή δυο απ' αυτούς

μοιάζουν λίγο με σένα.

Δεν μπορείς να το κάνεις.
Δεν μπορείς να πας ακόμα.

Και γι' αυτό χρησιμοποιείς εργαλεία
που έχεις δημιουργήσει γύρω σου

για την Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη

και πρέπει να τα εφαρμόσεις
σε αυτές τις άλλες καταστάσεις

και να ελπίζεις πως θα βγάζεις λογικά
συμπεράσματα από τα στοιχεία

και πως θα καταφέρεις
να καθορίσεις τους καλύτερους υποψηφίους

για το ποιοι πλανήτες είναι κατοικήσιμοι
και ποιοι όχι.

Τελικά, για την ώρα τουλάχιστον,
αυτός είναι ο κόκκινος κύκλος μας, εδώ.

Είναι ο μόνος πλανήτης που γνωρίζουμε
ότι είναι κατοικήσιμος,

αν και πολύ γρήγορα πιθανόν
να μάθουμε περισσότερα.

Για την ώρα, όμως αυτός είναι
ο μόνος κατοικήσιμος πλανήτης,

εδώ είναι ο κόκκινος κύκλος μας.

Χαίρομαι πολύ που είμαστε εδώ.

Ευχαριστώ.

(Χειροκρότημα)