Calon planet untuk kemunculan kehidupan tidak diragukan lagi mengalami peristiwa bencana dan kepunahan berkala. Jika kehidupan ditakdirkan untuk bertahan hidup dan berkembang, planet ini harus memiliki kondisi tertentu untuk keberadaannya.Ada ratusan miliar bintang di Galaksi kita, banyak di antaranya memiliki ukuran planet seukuran Bumi, yang terletak pada jarak yang tepat dari bintang-bintang mereka sehingga air cair dapat berada di permukaannya, sehingga kehidupan memiliki peluang untuk muncul di seluruh Bimasakti. Setidaknya kami pikir begitu. Tetapi tidak dapatkah kondisi kita di planet kita entah bagaimana memisahkan kita dan kehidupan yang muncul dan berkembang di Bumi? Inilah yang diminta pembaca kepada kami:
Apa yang akan terjadi jika tata surya kita terbentuk sedikit lebih jauh di sepanjang lengan Galaksi? Jika kita berada di ujungnya? Tetapi bagaimana jika, bukannya lubang hitam besar di pusatnya, tata surya kita akan ada di sana? Akankah iklim kita berubah dari ini? Bisakah kita bertahan?
Mari kita lihat apa yang akan berubah dalam kasus itu.
Ilustrasi cakram protoplanet di mana planet dan planetesimal menciptakan "alur" dalam proses pembentukan. Disk eksternal menyediakan materi yang akhirnya berakhir di mantel, kerak bumi, atmosfer, dan lautan planet seperti planet kita.Kami
cukup berpengetahuan tentang bagaimana dan apa yang telah berkembang di tata surya kita selama 4,5 miliar tahun terakhir. Awan molekul gas dengan zat-zat tertentu memperkayanya - sekitar 2% dari unsur-unsur berat berdasarkan massa, 28% helium dan 70% hidrogen - mengkompresi dan menelurkan bintang-bintang baru. Salah satunya ditakdirkan untuk menjadi Matahari kita, dibentuk bersama dengan piringan protoplanet yang mengelilinginya, seperti yang terjadi pada hampir semua bintang.
Selama puluhan juta tahun, Matahari yang panas telah menguapkan bahan bagian dalam piringan itu, dan bagian luar, bagian yang lebih dingin, jatuh ke dalam dan berkumpul di sekitar inti yang hidup kembali. Dunia raksasa yang paling masif memiliki banyak unsur teringan (hidrogen dan helium), dan dunia berbatu yang kecil tidak berhasil. Segala sesuatu yang lain dilakukan oleh interaksi gravitasi, yang menentukan penampilan tata surya saat ini.
Banyak sifat-sifat Bumi dan tata surya tampak istimewa, tetapi mungkin tidak diperlukan untuk munculnya kehidupan. Tidak seperti planet berbatu lainnya di tata surya, hanya Bumi yang memiliki bulan yang menyebabkan pasang surut dan mempertahankan kemiringan sumbu yang stabil. Tidak seperti banyak sistem bintang lainnya, planet kita memiliki raksasa - Jupiter - yang terletak agak jauh dari sabuk asteroid. Dan, tidak seperti kebanyakan bintang di Galaksi, kita berada di tepi ikal lengan spiral, 25.000 tahun cahaya dari pusat galaksi.
Struktur Bimasakti kita ditandai dengan cukup baik, termasuk posisi Matahari kita. Saat ini tidak diketahui bintang dan wilayah Galaxy mana yang mampu mendukung kehidupan.Selama 4,5 miliar tahun, kehidupan di Bumi terus bertahan dan berkembang, menghasilkan semakin banyak kompleksitas, keanekaragaman, dan pengkodean semakin banyak informasi dalam DNA. Kami telah mengalami banyak kepunahan massal, yang sebagian besar penyebabnya tidak diketahui secara pasti. Meskipun 30% hingga 70% dari semua spesies makhluk hidup menghilang pada satu waktu atau yang lain, selama periode terakhir, sejak jatuhnya asteroid raksasa 65 juta tahun yang lalu, kehidupan di Bumi tidak berhenti. Waktu berlalu dan aktivitas biologis berlanjut.
Persentase spesies yang punah pada berbagai interval waktu. Yang diketahui terbesar adalah kepunahan massal Permian yang terjadi 250 juta tahun yang lalu, yang penyebabnya masih belum diketahui.Tetapi dari semua sifat yang dimiliki Bumi, yang mutlak diperlukan untuk kehidupan? Planet seperti apa yang bisa mengarah pada kisah hidup yang akan berbeda dari kita, tetapi kehidupan di atasnya akan mungkin?
Sampai kita menemukan kehidupan di luar Bumi, di planet-planet di luar tata surya, jawaban atas pertanyaan semacam itu pasti akan murni spekulatif. Tapi ini bukan tebakan kosong; ini adalah pernyataan teoritis yang dikeluarkan dengan pencapaian ilmiah terbaik hingga saat ini. Berdasarkan semua yang kita tahu, kami percaya bahwa kondisi yang memungkinkan kehidupan ada jauh lebih beragam dan fleksibel daripada yang dibayangkan kebanyakan orang.
Ketika Kutub Utara Bumi secara maksimal menyimpang dari Matahari, ia dimiringkan secara maksimal ke bulan purnama, yang terletak di sisi lain Bumi. Bulan menstabilkan orbit kita, dan memperlambat rotasi kita. Tidak diketahui apakah kehadiran bulan seperti itu diperlukan bagi kehidupan untuk berkembang dan bertahan di planet ini.Ambil contoh, satelit besar Bumi. Interaksi gravitasi dengannya mempertahankan stabilitas poros rotasi planet kita. Kemiringan sumbu saat ini adalah 23,5 °, tetapi dalam interval yang sangat panjang bervariasi dari 22,1 ° hingga 24,5 °. Di dunia seperti Mars, kemiringan sumbu sekarang hampir sama dengan Bumi: sekitar 25 °. Tetapi pada interval puluhan juta tahun, itu berubah sepuluh kali lebih kuat dari kita - dari 13 ° menjadi 40 °.
Hal ini menyebabkan perubahan iklim yang signifikan di garis lintang Mars yang berbeda, melampaui zaman es mana pun di Bumi. Tetapi selama hidup dapat bertahan dari perubahan suhu jangka panjang atau bermigrasi ke zona suhu yang lebih dapat diterima, ini seharusnya tidak menjadi faktor kritis. Menariknya, kekuatan pasang surut bulan juga meningkatkan durasi hari kita - dari hours 8 jam menjadi 24 jam selama empat miliar tahun terakhir. Dan ini, tampaknya, tidak memengaruhi kehidupan dengan cara apa pun.
Pergerakan asteroid sabuk utama dan asteroid Trojan di sekitar Jupiter mungkin tunduk pada pengaruh planet raksasa, tetapi masih belum diketahui apakah jumlah asteroid yang melintasi jalur Bumi relatif terhadap sistem bintang yang sama tetapi tanpa raksasa gas yang sama menambah atau mengurangi keberadaan Jupiter.Ini sangat mirip dengan pertanyaan tentang keberadaan Jupiter di tata surya kita. Ya, kebijaksanaan konvensional adalah bahwa Jupiter "membersihkan" sabuk asteroid, dan mengurangi kemungkinan asteroid bertabrakan dengan Bumi. Namun faktanya, ada banyak perdebatan tentang masalah ini. Sebagai contoh, pikirkan pertanyaan ini: apakah kehadiran Jupiter meningkatkan atau mengurangi kemungkinan asteroid akan terbang ke arah kita? Jupiter berperan sebagai kekuatan yang mengganggu, secara acak memberikan kecepatan tambahan untuk semua yang melewatinya. Banyak asteroid akan dibuang, tetapi banyak asteroid yang berpotensi menjadi berbahaya. Kami masih belum sepenuhnya yakin apakah ini memberikan kontribusi positif atau negatif pada persamaan kehidupan kosmik.
Peta kerapatan bintang di Bimasakti dan langit di sekitarnya, yang jelas menunjukkan Bimasakti, awan Magellan besar dan kecil, dan jika Anda perhatikan lebih dekat, NGC 104 berada di sebelah kiri Awan Magellan Kecil, NGC 6205 sedikit lebih tinggi dan di sebelah kiri pusat galaksi, dan NGC 7078 sedikit di bawah. Secara keseluruhan, Bima Sakti terdiri dari 200 hingga 400 miliar bintang, dan Matahari terletak sekitar 25.000 tahun cahaya dari pusatnya.Selain itu, ada perdebatan tentang bintang mana yang mampu mendukung kehidupan. Mereka tidak hanya perlu tidak terlalu besar dan berumur pendek, tetapi juga, mungkin, mereka harus memiliki massa yang cukup besar melebihi ambang batas tertentu. Sebagian besar bintang - sekitar 80% - adalah katai merah. Mereka redup, dengan cepat melakukan
penangkapan pasang-surut planet, dan sering memancarkan kilatan besar. Apakah kehidupan di dekat mereka mungkin, atau apakah itu membutuhkan bintang yang lebih besar, seperti matahari?
Bagaimana dengan lokasi kita di galaksi? Kita dapat berbicara tentang beberapa hal secara wajar, misalnya, tentang keberadaan sejumlah besar unsur berat. Untuk mendapatkan planet berbatu dengan bahan-bahan penunjang kehidupan, menurut pendapat kami, Anda harus memiliki unsur-unsur berat yang cukup. Tanpa mereka, hanya raksasa gas yang dapat muncul, di mana berbagai senyawa karbon tidak mungkin, tanpanya kehidupan tidak dapat dibuat.
Foto pusat galaksi pada beberapa panjang gelombang menunjukkan bintang, gas, radiasi dan lubang hitam, serta sumber lainnya. Sejumlah besar bahan dikumpulkan di sana, termasuk unsur-unsur berat dan senyawa organik, prekursor yang diperlukan untuk kehidupan. Tetapi harus ada banyak dari mereka, atau hidup tidak mungkin.Tapi apa ambang batas ini? Apakah perlu memiliki sejumlah besar elemen berat untuk membuatnya berfungsi? Dan jika mereka akan setengah dari milik kita? Dan 10 kali? Seratus? Kita dapat menandai jumlah elemen berat - yang oleh astronom disebut sebagai
logam - relatif terhadap lokasi bintang di galaksi. Dan kita akan menemukan, mungkin secara tak terduga, bahwa jika bintang-bintang dekat dengan bidang piringan Bimasakti, dan tidak terlalu dekat, dan tidak terlalu jauh dari pusatnya, maka bintang-bintang itu akan kurang lebih sama dengan kita. Keseimbangan penting dari unsur-unsur berat, jika kita mengasumsikan bahwa seumur hidup perlu untuk mengatasi ambang tertentu, sebenarnya ada pada sebagian besar bintang di Bima Sakti, yang muncul hari ini.
Hubungan antara susunan bintang-bintang di Bima Sakti dan keasamannya, yaitu adanya unsur-unsur berat. Bintang mulai dari 3.000 tahun cahaya dari pusat Bimasakti hingga beberapa puluh tahun cahaya menunjukkan banyak elemen berat, sangat mirip dengan apa yang ada di tata surya.Tentu saja, pasti ada tempat-tempat di mana kondisinya terlalu keras untuk kehidupan. Bintang yang terlalu masif, 50% lebih besar dari Matahari, tidak akan hidup cukup lama untuk mencapai kompleksitas seperti di Bumi. Sebuah planet yang dihuni yang terlalu dekat dengan bencana yang kejam - misalnya, dari supernova atau kilatan sinar gamma - dapat kehilangan nyawanya di atasnya, meskipun ada perdebatan tentang hal ini, karena kehidupan dapat selamat dari fenomena ini. Jika kepadatan bintang terlalu tinggi, planet ini dapat dibuang begitu saja dari sistem bintang induknya atau entah bagaimana melanggar orbitnya secara kritis. Di mana kita berada, peluang kejadian seperti itu sangat kecil, tetapi lebih dekat ke pusat galaksi mereka akan tumbuh luar biasa.
Di pusat galaksi ada bintang, gas, debu, dan lubang hitam - dan semua ini berputar di sekitar lubang hitam supermasif pusat dan berinteraksi dengannya. Massa ini tidak hanya bereaksi terhadap ruang melengkung, tetapi juga melengkungkan ruang itu sendiri, sebagai akibat dari interaksi timbal-balik gravitasi, mengalir turun dari orbit bintang-bintang dan planet-planet, berubah menjadi sangat sering.Agar kehidupan dapat berkembang dengan sukses selama miliaran tahun, menurut pendapat kami, diperlukan tiga bahan dasar: kehidupan harus dilahirkan, kondisi di planet ini harus cukup stabil agar kehidupan dapat berlanjut, dan planet ini harus menghindari peristiwa yang dapat 100% menghancurkan semua kehidupan. Sangat mudah untuk membayangkan planet seperti Mars, tempat kehidupan dimulai. Tetapi jika kondisi planet berubah dan berubah menjadi tidak dapat diterima seumur hidup, atau jika ada bencana yang menyebabkan semua makhluk hidup mati, maka dunia seperti bumi tidak akan berfungsi.
Peristiwa bencana terjadi di seluruh galaksi dan di seluruh alam semesta, dari supernova dan lubang hitam aktif hingga pertemuan bintang-bintang neutron dan banyak lagi. Karena itu, area ruang dengan susunan bintang yang padat mungkin terlalu kaku untuk penampilan kehidupan, tetapi untuk sepenuhnya menghilangkan kemungkinan ini, kita akan membutuhkan lebih banyak bukti daripada yang kita miliki sekarang.Namun demikian, ada beberapa peluang untuk munculnya kehidupan hanya di bagian Galaxy yang paling padat dan paling jarang. Pusat galaksi dihuni oleh bintang-bintang muda yang besar, di sebelahnya kehidupan berada dalam bahaya terbesar; di pinggiran Galaxy yang sangat langka, kehidupan hampir tidak akan muncul. Sejauh yang kita tahu, begitu kehidupan muncul di planet ini dan mulai menghuninya, sangat sulit untuk diberantas.
Kami benar-benar yakin bahwa kondisi yang ada di Bumi setelah kemunculannya menyebabkan munculnya biosfer yang makmur, tetapi tampaknya bagi kami bahwa kondisi yang sama sekali berbeda juga dapat menghasilkan hasil yang sama. Dalam persamaan kosmik yang hebat, seseorang seharusnya tidak membuang peluang bahwa kehidupan akan bertahan dan berkembang dalam sejumlah besar kondisi beragam. Lagipula, hutan, mata air hidrotermal, dan salju di Antartika - semuanya penuh kehidupan. Planet lain mungkin tidak cocok untuk manusia, tetapi mungkin tepat untuk alien yang tumbuh di sana.
Ethan Siegel - astrofisika, sains popularizer, penulis buku Starts With A Bang! Dia menulis buku-buku "Beyond the Galaxy" [ Beyond The Galaxy ], dan "Tracknology: the science of Star Trek" [ Treknology ].