Gli astronomi suggeriscono di non riuscire a trovare gli stranieri significa che siamo al sicuro nello spazio

Quattro miliardi di anni fa, otto pianeti circondavano il sole. C'era il potenziale per la vita sul secondo, terzo e quarto più lontano dalla stella, ma nessuno ancora esisteva. Su Venere, un effetto serra iperattivo ha sterminato quel potenziale. Su Marte, la bassa gravità permetteva al vento solare di spazzare via l'atmosfera, congelando il potenziale. Sulla Terra, la vita è sbocciata negli oceani, proliferata e evoluta fino al punto in cui coloro che ne erano in possesso potevano riflettere sulle proprie origini.

Ma perché la Terra? Una teoria poco conosciuta ma sorprendentemente potente suggerisce che siamo soli o quasi soli nell'universo - non perché la vita sia rara ma perché la coevoluzione con le forze planetarie è così faticosa che la maggior parte della vita non sopravvive. I sostenitori di questa teoria, chiamata il collo di bottiglia di Gaian, traggono ispirazione dalla più antica ipotesi del Gaian World, che suggerisce che la presenza della vita cambi l'ambiente, aiutando a mantenere le condizioni necessarie affinché la vita continui ad esistere.

Il collo di bottiglia di Gaian, è piuttosto controverso nella comunità di scienziati che studiano le origini della vita. I ricercatori sono divisi sul fatto che Venere e Marte abbiano mai ospitato la vita - non c'è una prova definitiva in entrambi i casi - e non c'è ancora consenso sulla natura dei primi processi della Terra. Senza un chiaro consenso sull'origine della vita sulla Terra e nessun dato sulla vita in altre teorie come il collo di bottiglia di Gaian creato da Aditya Chopra, un postdoc di astrobiologia presso l'Università di Washington e Charles Lineweaver non può essere esattamente provato o confutato. Invece, diventano parte di una complessa rete di idee sulla nostra relazione con il resto dell'universo che informano su come cerchiamo di rispondere a una delle domande più esistenziali dell'umanità: siamo soli?

"Quello che stiamo prevedendo è che scopriremo che la maggior parte dei pianeti non sono abitati", dice Chopra Inverso "E non dovremmo essere delusi".

Il fatto che la vita si sia rivelata così difficile da trovare al di là della Terra ha a lungo sconcertato gli scienziati, la maggior parte dei quali non ha il coraggio di saltare alla conclusione che siamo soli. Il modo più famoso di tagliare il nodo delle contraddizioni che crea è chiamato una tesi chiamata Grande Filtro che postuma l'uccisione di eventi a livello di estinzione di tutti gli esseri viventi si verifica su molti pianeti relativamente frequentemente.

Poiché gli eventi a livello di estinzione possono assumere molte forme diverse, ci sono un'enorme varietà di ipotesi di Grande Filtro e nove diversi punti in cui la vita potrebbe fallire. James Kasting, un geofisico della Penn State University, lo mette in chiaro accordo. "Sono preoccupato che il filtro sia nel nostro futuro e non nel nostro passato", dice.

Tuttavia, con così pochi dati sulla vita, è difficile sapere esattamente quale sarà il punto di pressione. "Il grande filtro potrebbe essere questo collo di bottiglia di Gaian, ma potrebbe essere l'origine della vita stessa", spiega Kasting. "Potrebbe essere l'origine degli eucarioti, l'origine del sesso, l'origine della vita intelligente - potrebbe essere che le civiltà tecnologiche come la nostra si distruggono. Penso che il cambiamento climatico potrebbe essere un ottimo filtro per noi."

Tuttavia, Chopra e Lineweaver considerano la mancanza di vita nell'universo e giungono alla conclusione opposta: se la vita è comune e non l'abbiamo trovata nell'universo, è possibile che esistiamo dall'altra parte del filtro. Se c'è un punto nell'evoluzione della vita che è così difficile che la maggior parte della vita si estingue, è possibile che i terrestri siano stati lì e abbiano fatto ciò.

Per creare l'ipotesi di Gaian Bottleneck, si sono rivolti a una teoria sull'interazione tra la vita e il pianeta chiamata Ipotesi di Gaia. In un mondo Gaiano, l'esistenza della vita è ciò che rende un pianeta abitabile. È un'idea controversa e, quando è stata proposta per la prima volta negli anni '70, ha acquisito un aspetto quasi teologico - che la vita lavora insieme ai processi non viventi per creare un sistema autoregolante. Oggi la teoria è stata accettata fino ad un certo punto - l'idea che la vita influenzi l'ambiente è generalmente condivisa, ma la comunità scientifica respinge ampiamente gli aspetti antropomorfici e teologici.

La parte controversa di Gaian Bottleneck di Chopra e Lineweaver è la premessa fondamentale per cui la vita microbica precoce è ciò che ha impedito alla Terra di venir fuori come Venere o Marte. È quasi impossibile dimostrarlo, soprattutto perché è esattamente difficile spiegare quale effetto abbia la vita sull'ambiente moderno.

Negli ultimi milioni di anni, l'ambiente della Terra è stato praticamente il posto migliore dove stare se sei un organismo complesso aerobico, come noi, dice James Kirchner, un geochimico presso l'Istituto federale di ricerca. "Dobbiamo riconoscere, ovviamente, che c'è un elemento di errore di sopravvissuti lì." Kirchner sottolinea che la maggior parte degli organismi che sono vissuti sulla Terra si sono estinti e hanno vissuto in climi e biomi che sono totalmente diversi da ciò che esiste sulla Terra oggi - "Quindi, voltarsi e dire che il clima è l'ideale, è come: Certo - per noi", dice.

Ma Chopra sottolinea che la Terra è stata abitata da altri organismi nel corso della sua storia, il che non è il caso dei nostri pianeti sorella, Venere e Marte. Ci sono teorie secondo cui sia Venere che Marte avevano una qualche forma di vita microbica, dice Chopra. Sappiamo che Marte aveva vasti oceani a un certo punto, ed è probabile che Venere abbia avuto oceani nelle prime fasi della sua vita planetaria. Con ambienti come quelli della prima Terra, avrebbe senso avere entrambi una vita microbica, dice Chopra. E il fallimento della vita e le condizioni inabitabili su entrambi i pianeti suggeriscono a Chopra che sostenere questa vita per miliardi di anni è insolito. Ma non è chiaro esattamente cosa renderebbe speciale la vita sulla Terra. "Dipende da quale processo di selezione ha vissuto la vita sulla Terra", dice Chopra. "È plausibile che alcuni di questi siano rari."

Quando cerchiamo la vita intelligente, sottolinea Chopra, stiamo usando il presupposto che la vita si estingue dopo un lungo periodo. "Tuttavia, l'estinzione ritardata della vita è qualcosa per cui non abbiamo alcuna prova", dice. "Dobbiamo, come scienziati razionali, orientarci verso l'idea della prima estinzione della vita, di cui abbiamo alcune prove."

Ma non ci sono molte prove per supportare entrambe le ipotesi. Non siamo ancora arrivati ​​al punto in cui possiamo trovare prove fossili di vita microbica su Venere o su Marte, quindi l'ipotesi di Chopra si basa sulla ricerca sull'origine della vita sulla Terra e sulla sua ipotetica perdita su Venere e Marte. Una delle grandi divisioni tra Chopra e gli scettici è il tasso di perdita di idrogeno nello spazio, che può portare all'estinzione dei pianeti. Chopra non è d'accordo, e pensa che ci siano prove sufficienti in antichi fossili per suggerire che la Terra fosse ricoperta da stuoie microbiche che modificavano il tasso di perdita di idrogeno, mantenendo la Terra abitabile.

Chopra prevede che la vita sarebbe stata molto diversa in Venere e Marte. Invece di colonie e forti comunità microbiche, pensa che Venere e Marte abbiano sacche di microbi. Su Venere o su Marte, "troveremo individui che non sono stati in grado di controllare i gas serra e l'albedo del pianeta", dice. In questa teoria, i microbi non erano abbastanza cooperativi da influenzare l'atmosfera o la riflettività delle superfici di Venere o Marte.

Senza microbi cooperativi che influenzano l'atmosfera iniziale, la maggior parte della vita si estinguerebbe molto presto nella storia planetaria, dice Chopra. Per rendere la vita intelligente ancora più rara nell'universo, e Chopra sottolinea che di tutta la vita sulla Terra, solo gli esseri umani sembrano essere una vita intelligente. "Solo perché è accaduto una volta sulla Terra, non significa che dovremmo aspettarcelo altrove." Eppure, dice Chopra, se troviamo un pianeta che ha acqua liquida dopo miliardi di anni, potrebbe essere un'indicazione che un tale pianeta ha un'intelligente vita - ma pensa che trovare un tale pianeta sia estremamente improbabile.

"L'universo non ha l'obbligo di evitare delusioni sul fatto che siamo soli", dice Chopra. "Anche se non siamo soli nell'intero universo, solo per la rarità di pianeti abitati da miliardi di anni: è ragionevole supporre che siamo soli nel nostro universo locale."

Altri scienziati hanno respinto questa teoria, respingendo le supposizioni sulla perdita di acqua e gli agenti atmosferici nei primi anni, sull'esistenza della vita altrove. Lee Kump, un geologo biochimico della Penn State University, afferma che ci sono modelli che mostrano che la Terra sarebbe ancora bagnata senza vita microbica. E Kasting di Penn sottolinea anche che "non sappiamo quanto fosse diffusa la vita nelle prime fasi della Terra". È scettico sul fatto che i microbi possano avere avuto un effetto di alterazione del mondo perché la Terra primordiale non aveva una terra molto esposta. C'è anche il problema che le rocce da 3,5 miliardi di anni fa sono estremamente rare. Questo rende difficile discutere se la vita fosse diffusa o appena presente nelle tasche attorno alle bocche idrotermali e alle acque poco profonde sulla prima Terra.

Tuttavia, senza una forte evidenza osservativa in ogni caso, Kump prende una via di mezzo sull'influenza della vita. "È molto probabile che la storia del clima per il pianeta sia stata fortemente influenzata, se non determinata da quelle interazioni con la vita", dice. "Ma non è proprio come dire che l'unica ragione per cui è abitabile è a causa della vita." Spingere questa ipotesi oltre l'origine della vita sulla Terra nell'universo in generale è difficile. "Quando si apre la possibilità che ci siano sistemi solari là fuori che potrebbero essere stati meno impegnativi per i processi fisici", dice Kump, "trovo difficile dire che la vita fosse assolutamente essenziale. Devi fare un sacco di assunzioni traballanti per avere qualsiasi risposta."

Trovare una risposta è stato il lavoro della vita di Kasting. "Penso che la vita si presenti spesso, se non sempre", dice. Se i ricercatori possono dare una buona occhiata a 10-20 pianeti simili alla Terra in zone abitabili, pensa che troveranno la vita. Cerca gas come il protossido di azoto o il metano in atmosfera con l'ossigeno, poiché questi gas sono difficili da produrre senza la vita.

Per trovare questi gas, i ricercatori avranno bisogno di un telescopio per imaging diretto molto potente. È probabile che i gas ridotti siano presenti nell'atmosfera a concentrazioni molto basse: poche centinaia di parti per milione. "Mi piacerebbe avere l'opportunità di testare quell'ipotesi", dice Kasting, sottolineando che non gli rimane molto tempo nella sua vita per farlo.

Che Chopra sia corretto, o no, avere una discussione sulla connessione tra l'origine della vita e la vita extraterrestre è importante, dice Kasting. "Abbiamo bisogno di argomenti come questo perché abbiamo bisogno dell'impulso per costruire grandi telescopi e fare future missioni planetarie".

Senza prove sperimentali per il collo di bottiglia di Gaian, la teoria di Chopra e Lineweaver rimane poco convincente per la comunità scientifica. Chopra spera che il lavoro di ricercatori come Kasting fornirà risposte nei prossimi 30 anni. Per quanto riguarda se siamo soli nell'universo, Chopra dice che la risposta, indipendentemente dal fatto che sia sì o no, è "profonda indipendentemente dalla risposta".