Η ιδέα πως υπάρχει ζωή και σε πλανήτες εκτός της Γης, εμφανίζεται ήδη από τα αρχαία χρόνια, π.χ. το μυθιστόρημα Ἀληθῆ διηγήματα του Λουκιανού κατά τον 2ο αιώνα μ.Χ. είναι ένα από τα πρώτα που διασώζονται και στηρίζονται σε μια τέτοια αφήγηση, και ιστορικά αποτελούσε μέρος τόσο της φιλοσοφίας όσο και των φυσικών επιστημών. Στα τέλη του 20ού αιώνα υπήρξαν δυο σημαντικές εξελίξεις στο πεδίο αυτό. Αρχικά, η παρατήρηση και εξερεύνηση άλλων πλανητών και φυσικών δορυφόρων του Ηλιακού συστήματος με ρομποτικές συσκευές, ανακάλυψε σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τα κριτήρια
κατοικησιμότητας και επέτρεψε να γίνουν ουσιαστικές γεωφυσικές συγκρίσεις μεταξύ της Γης και των άλλων ουράνιων σωμάτων. Επιπλέον, η ανακάλυψη εξωηλιακών πλανητών από τις αρχές του 1990 και έπειτα, έφερε ακόμη περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις μελέτες περί ύπαρξης εξωγήινης ζωής. Αυτά τα ευρήματα επιβεβαίωσαν πως ο Ήλιος δεν είναι το μόνο άστρο το οποίο διαθέτει πλανήτες, και επέκτεινε τον ορίζοντα της εξερεύνησης για κατοικήσιμους πλανήτες πέρα από το ηλιακό σύστημα όπου βρίσκεται η Γη. Σήμερα οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι καθώς το Σύμπαν εξελίσσεται, η δημιουργία πλανητών γύρω από τ’ άστρα είναι μια απόλυτα φυσιολογική διαδικασία. Πως θα ήταν, λοιπόν, μαθηματικά πιθανό να δημιουργηθεί ζωή σ’ έναν και μόνο πλανήτη ανάμεσα στα δισεκατομμύρια, δισεκατομμυρίων πλανήτες που υπάρχουν στο Σύμπαν; Και αν δημιουργήθηκε ζωή και αλλού, τι θα μπορούσε να εμποδίσει την εξέλιξη της σε νοήμονα όντα και την δημιουργία εξωγήινων τεχνολογικά αναπτυγμένων πολιτισμών;Με προφανή εξαίρεση την Γη, κανένα ουράνιο σώμα του Ηλιακού μας συστήματος δεν έχει συνθήκες ευνοϊκές για την ανάπτυξη σύνθετων μορφών ζωής. Η Γη, μπορεί να κρατάει τη μοναδικότητα όσον αφορά τη νοήμονα ζωή, όμως φαίνεται να μοιράζεται τα επίπεδα της ύπαρξης μικροβιακής ζωής και οργανικών υλικών, αφού αρκετοί πλανήτες και δορυφόροι του ηλιακού μας συστήματος έχουν φιλόξενες γι’ αυτά συνθήκες. Παρ ‘όλα αυτά έχουμε ήδη τις ενδείξεις που μας υπογραμμίζουν ότι η ζωή πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα, στην βασική της τουλάχιστον χημική δομή, πρέπει να μοιάζει με την δική μας και ότι η χημεία που μελετάμε στα εργαστήρια μας είναι παρόμοια με αυτή των διαστημικών μας εξερευνήσεων.
Η συνταγή της ζωής είναι πολύ απλή: Στο φλοιό της Γης απαντώνται 92 χημικά στοιχεία, από τα οποία 27 μόνο είναι απαραίτητα για τη ζωή. Τέσσερα από αυτά, ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο και το άζωτο, είναι τα επικρατέστερα στους οργανισμούς και μάλιστα σε ποσοστό 96% κ.β. Σχεδόν κάθε σημαντική οργανική ένωση αποτελείται από αυτά τα τέσσερα στοιχεία. Ποιο σημαντικό το άτομο του άνθρακα που έχει αποδειχτεί το πιο επιδέξιο απ ‘όλα γιατί μπορεί να συνδυαστεί όχι μόνο με άτομα άλλων χημικών στοιχείων, αλλά και με άλλα άτομα άνθρακα σε μια σχεδόν άπειρη ποικιλία συνδυασμών. Γι ‘αυτόν άλλωστε το λόγο και η ζωή που γνωρίζουμε πάνω στη Γη βασίζεται στον άνθρακα. Υπάρχουν βέβαια και φανταστικές μορφές ζωής όπως μας περιγράφουν συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας που η ζωή βασίζεται στο πυρίτιο ή στο μόριο του υδροξυλίου της αμμωνίας, αντί για τον άνθρακα. Αλλά αυτή είναι μια άλλη κουβέντα.
Κατοικήσιμοι πλανήτες
Οι έρευνες που έχουν γίνει έχουν αποδείξει ότι το δικό μας είδος, η ζωή όπως την ξέρουμε, φαίνεται να εξελίσσεται πάνω σε πλανήτες που παρουσιάζουν μια σταθερή κατάσταση θερμοκρασίας. Σύμφωνα με τα κριτήρια που έχει ορίσει η ΝΑΣΑ, τα κύρια χαρακτηριστικά κατοικησιμότητας είναι, η παρουσία εκτεταμένων περιοχών με νερό σε υγρή μορφή, η ύπαρξη κατάλληλων συνθηκών για τον σχηματισμό σύνθετων οργανικών μορίων, και η διαθεσιμότητα πηγών ενέργειας οι οποίες θα συντηρούν τον μεταβολισμό των οργανισμών. Το βασικότερο όμως στοιχείο που χρειάζεται ένας πλανήτης για να φιλοξενεί ζωή, είναι το άστρο του. Γι’ αυτό οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι μόνο τα άστρα που μοιάζουν με τον Ήλιο μας μπορούν να έχουν γύρω τους πλανήτες με ζωή. Πόσοι όμως είναι οι πλανήτες πάνω στους οποίους θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί ζωή; Ο πρώτος επιστήμονας που προσπάθησε να απαντήσει σ’ αυτό το ερώτημα ήταν ο αστρονόμος Frank Drake, ο οποίος επινόησε το 1961 μία εξίσωση, που έκτοτε φέρει το όνομά του, με την οποία μπορεί να εκτιμηθεί ο αριθμός των εξωγήινων πολιτισμών του Γαλαξία μας, που έχουν αναπτύξει τεχνολογία διαστρικής επικοινωνίας. Πρόκειται ουσιαστικά για μια άσκηση πιθανοτήτων, σύμφωνα με την οποία ο αριθμός των εξωγήινων πολιτισμών του Γαλαξία μας που θα μπορούσαν να επικοινωνήσουν μαζί μας, ισούται με το γινόμενο 7 παραγόντων:
i. τον μέσο ρυθμό σχηματισμού των άστρων του Γαλαξία μας ανά έτος,
ii. το ποσοστό των άστρων που διαθέτουν πλανήτες,
iii. τον μέσο αριθμό των πλανητών του κάθε αστρικού συστήματος, που έχουν συνθήκες ευνοϊκές για την ζωή,
iv. από τους πλανήτες του (iii) το ποσοστό εκείνων των πλανητών, στους οποίους θα αναπτυχθεί τελικά η ζωή,
v. το ποσοστό απ’ αυτούς, όπου η ζωή αναπτύσσει τελικά νοημοσύνη,
vi. από το ποσοστό των πλανητών (v), το ποσοστό εκείνων, στους οποίους η εξωγήινη νοημοσύνη αναπτύσσει πολιτισμό και τεχνολογία ικανή για διαστρική επικοινωνία,
vii. το χρονικό διάστημα στο οποίο αυτοί οι εξωγήινοι πολιτισμοί παραμένουν τεχνολογικά ενεργοί.
Η αλήθεια είναι ότι δεν γνωρίζουμε κανέναν από τους παράγοντες αυτής της εξίσωσης με ακρίβεια και προς το παρόν μόνο εκτιμήσεις μπορούμε να κάνουμε, ενώ όσο πηγαίνουμε από τον πρώτο προς τον τελευταίο παράγοντα, η ακρίβεια των εκτιμήσεών μας μειώνεται όλο και περισσότερο. Οι δύο τελευταίοι παράγοντες της Εξίσωσης Drake είναι και οι πιο δύσκολοι να υπολογιστούν, αφού τόσο η εξέλιξη ενός τεχνολογικού πολιτισμού, όσο και η διάρκεια της ζωής του εξαρτώνται από πολλούς διαφορετικούς παράγοντες, η εκτίμηση των οποίων είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Δεδομένης, όμως, της ανακάλυψης των ακραιόφιλων οργανισμών, οι οποίοι επιβιώνουν σε ορισμένες από τις πιο ακραίες συνθήκες του πλανήτη μας, η πιθανότητα να έχουν εμφανιστεί μορφές ζωής και σε άλλους εξωπλανήτες δεν μπορεί σε καμία περίπτωση να αποκλειστεί. Με τουλάχιστον 100 δισ. γαλαξίες στο Σύμπαν, θα ήταν εξαιρετικά εγωκεντρικό ή γεωκεντρικό από μέρους μας να υποθέσουμε ότι είμαστε τα μοναδικά όντα με νοημοσύνη. Η αναζήτηση πλανητών γύρω από άλλα άστρα βρίσκεται ακόμα στην αρχή της, αφού μέχρι σήμερα οι τεχνολογικές μας δυνατότητες μας επέτρεψαν να διερευνήσουμε ελάχιστα μόνο απ’ τα πλησιέστερα σε μας άστρα του Γαλαξία μας.
Εξωγήινοι τεχνολογικοί πολιτισμοί
Το σύμπαν μας είναι ένα τεράστιο, προκλητικό αίνιγμα – ένα μυστήριο που προκαλεί την έμφυτη περιέργεια της ανθρωπότητας για αιώνες. Μπορεί η φαινομενική σιωπή του σύμπαντος να οφείλεται στην τεχνολογική ανθρώπινη αδυναμία να ακούσει, αλλά μπορεί να υποδηλώνει και την αδυναμία εξέλιξης εξωγήινης νοήμονος ζωής. Οι περισσότεροι βιολόγοι και εξωβιολόγοι, αποδέχονται σήμερα την άποψη πως αν σε κάποιο κατάλληλο περιβάλλον δημιουργηθεί τυχαία ο πρώτος μονοκύτταρος οργανισμός, θα αρχίσει να ακολουθεί την αλυσίδα της εξέλιξης που δεν τελειώνει, ίσως, πουθενά. Ακόμα και ο σημερινός άνθρωπος δεν είναι παρά ένας μόνο κρίκος μιας τέτοιας αλυσίδας, και όχι το τελικό προϊόν. Παρότι όμως φιλόδοξα προγράμματα όπως το SETI στοχεύουν να δώσουν απάντηση στο ερώτημα για εξωγήινους προηγμένους πολιτισμούς, τα αποτελέσματα μέχρι τώρα είναι απαισιόδοξα. Ίσως οι εξωγήινοι πολιτισμοί, όπως και ο δικός μας, καθώς εξελίσσονται και προχωρούν εκθετικά προς την εξερεύνηση του διαστήματος, να καταστρέφονται για διάφορους λόγους που ενεργούν ως το επονομαζόμενο «Μεγάλο Φίλτρο»: ένα φαινόμενο που εξαφανίζει τους πολιτισμούς πριν προλάβουν να συναντηθούν, κάτι που μπορεί να εξηγήσει την κοσμική σιωπή. Την θεωρία του «Μεγάλου Φίλτρου», διατύπωσε το 1998 ο οικονομολόγος Robin Hanson με το άρθρο του ‘The Great Filter – Are We Almost Past It?‘. Το Μεγάλο Φίλτρο είναι μια πιθανή λύση του παραδόξου Fermi. Θεωρεί ότι στην ανάπτυξη της ζωής από τα πρώτα στάδια της αβιογένεσης έως την επίτευξη των υψηλότερων επιπέδων ανάπτυξης στην κλίμακα πολιτισμών Kardashev, υπάρχει κάποιο συγκεκριμένο εμπόδιο στην ανάπτυξη που κάνει την ανιχνεύσιμη εξωγήινη ζωή εξαιρετικά σπάνια. Αυτό όμως που γνωρίζουμε με σιγουριά είναι ότι σε ένα μικρό απλό πλανήτη όπως η Γη, βοηθούμενη από τον Ήλιο, υπάρχει άφθονη ζωή. Επομένως ποιες είναι οι πιθανότητες νοήμονος ζωής, και κάπου αλλού στο Σύμπαν; Τα άστρα είναι εκεί έξω, τα χημικά συστατικά είναι εκεί έξω, και υπάρχει όλος ο απαιτούμενος χρόνος για ανάπτυξη και αλλαγή. Πιθανόν να υπάρχουν δισεκατομμύρια φυλές όντων που ψάχνουν να δουν αυτά που βλέπουμε κι εμείς, να σκεφτούν αυτά που σκεφτόμαστε κι εμείς, και να αναρωτηθούν και αυτοί με την σειρά τους αν είναι μόνοι τους στο Σύμπαν.
Εξωγήινα περιβάλλοντα και μορφές
Υπάρχει άραγε περίπτωση οι εξωγήινοι να μοιάζουν με εμάς; Η απάντηση μάλλον είναι αρνητική. Η εξωγήινη ζωή θα μπορούσε να έχει γενετικό κώδικα που αποτελείται από διαφορετικές βάσεις. Ερευνητές το 2019 συνέθεσαν DNA που χρησιμοποιούσε τόσο τις 4 γνωστές βάσεις, όσο και 4 επιπλέον, τις P, Z, B και S. Άλλοι επιστήμονες παρασκεύασαν XNA, δηλαδή μια μορφή νουκλεϊνικού μορίου του οποίου η αλυσίδα απαρτίζεται από μόρια όπως του κυκλοεξανίου ή της γλυκόλης και όχι της δεοξυριβόζης. Θεωρητικοί έχουν φανταστεί ότι εξωγήινη ζωή θα μπορούσε να στηρίζεται όχι σε μόρια με βάση τον άνθρακα, αλλά το παρόμοιο χημικά στοιχείο πυρίτιο. Αν μπορούμε να παρασκευάσουμε στο εργαστήριο και να φανταστούμε τέτοια βιοχημική ποικιλομορφία, γιατί δεν θα μπορούσε η φύση να είναι πιο δημιουργική και ικανή; Ακόμα κι αν κάπου στο Σύμπαν υπήρχε ένας πλανήτης ακριβώς στο ίδιο μέγεθος με τη Γη, στην ίδια ακριβώς απόσταση από ένα άστρο ακριβώς όπως ο Ήλιος μας, οι πιθανότητες είναι αποφασιστικά ενάντια στην προοπτική της επανάληψης ενός βιολογικού κύκλου όμοιου με τη Γήινο. Επηρεασμένη από το μέγεθος του πλανήτη της, τη γεωγραφία του και την ατμόσφαιρά του, η νοημοσύνη μπορεί να εξελιχθεί σε πραγματικά εξωτικές φυσικές δομές και όργανα αισθήσεων και κίνησης. Υπάρχει μια σχολή σκέψεις η οποία υποστηρίζει ότι η οποιαδήποτε μορφή εξωγήινης και νοήμονος ζωής θα είναι διαφορετική αλλά ανθρωποειδής ως προς την φυσική της εμφάνιση. Θα διαθέτει σε μεγάλη αναλογία συγγενή χαρακτηριστικά με αυτά της ανθρώπινης φυλής. Αυτή η άποψη έχει κερδίσει έδαφος τα τελευταία χρόνια, καθώς ερμηνεύει σύμφωνα με τους ειδικούς τη δυνατότητα ανάπτυξης ευφυίας και επιβίωσης από τη μία και τεχνολογίας ικανής να ταξιδέψει στα άστρα από την άλλη.
Μηνύματα προς τους εξωγήινους
Οι αποστάσεις που μας χωρίζουν από τ’ άλλα άστρα και τους άλλους πιθανούς εξωγήινους πολιτισμούς είναι ένα ανυπέρβλητο πρόβλημα. Τα διαστημικά ταξίδια, που θα μας επιτρέψουν να διαφύγουμε από τα στενά όρια του Ηλιακού συστήματος και να ταξιδέψουμε στο αχανές Διάστημα, παραμένουν άπιαστο όνειρο. Το πλησιέστερο σε μας άστρο είναι ο Εγγύτατος του Κενταύρου, ένας ερυθρός νάνος σε απόσταση 4,24 ετών φωτός από την Γη. Για να κατανοήσετε τα μεγέθη των αποστάσεων, 1 έτος φωτός ισούται με 10 τρις χιλιόμετρα και με τη παρούσα τεχνολογία θα απαιτούνταν 80.000 χρόνια για να φτάσουμε εκεί. Το Voyager 1, η διαστημοσυσκευή που έχει απομακρυνθεί περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη απ’ όσες έχουμε στείλει στον «ωκεανό» του Διαστήματος, 46 ολόκληρα χρόνια μετά την εκτόξευσή της βρίσκεται σε απόσταση που «μόλις» υπερβαίνει τα 20 δισ. χλμ. Κινούμενο με την ίδια ταχύτητα και με την προϋπόθεση ότι τα καύσιμά της θα διαρκέσουν «για πάντα», θα χρειαζόταν περίπου 80.000 χρόνια, προκειμένου να φτάσει στον Εγγύτατο του Κενταύρου και περισσότερα από 2 δισ. χρόνια, προκειμένου να διασχίσει τον Γαλαξία μας από την μία του άκρη στην άλλη! Πραγματικά, οι τεράστιες αποστάσεις είναι η μεγαλύτερη πρόκληση που αντιμετωπίζουν τα διαστρικά ταξίδια αφού, προκειμένου να υλοποιηθούν, απαιτούνται όχι μόνο τεράστιες ταχύτητες, αλλά και ανάλογα μεγάλος χρόνος ταξιδιού. Γι’ αυτό ο μοναδικός ίσως τρόπος για να έρθουμε σε επαφή με κάποιον εξωγήινο πολιτισμό είναι με την βοήθεια των ραδιοτηλεσκοπίων μας. Μ’ αυτόν τον τρόπο ίσως μπορέσουμε να στείλουμε μηνύματα στ’ άστρα και ίσως μπορέσουμε να πάρουμε και κάποιες απαντήσεις. Επειδή όμως τα άστρα είναι τόσο μακριά, το μήνυμα θα μείνει αναπάντητο για πολλά χρόνια. Τα πρώτα γήινα μηνύματα έχουν πάρει το δρόμο τους προς τα άστρα, κατά λάθος, αφού ένα μέρος κάθε ραδιοτηλεοπτικής μας εκπομπής ξεφεύγει στο διάστημα. Εδώ και αρκετές δεκαετίες έχει δημιουργηθεί ένα μέτωπο από ραδιοκύματα που επεκτείνονται γύρω από τη Γη με ταχύτητα 300.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Οι πρώτες ραδιοφωνικές εκπομπές τοποθετούνται περίπου στις αρχές του προηγούμενου αιώνα, δηλαδή ταξιδεύουν εδώ και εκατό περίπου χρόνια. Ωστόσο, η ισχύς αυτών των σημάτων ήταν τόσο χαμηλή που ακόμα και ένας προηγμένος πολιτισμός θα δυσκολευτεί να τα ξεχωρίσει από τον θόρυβο που υπάρχει μέσα στο σύμπαν από άλλες πηγές. Συν τοις άλλοις, η ενέργεια των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων εξασθενεί με ένα νόμο αντιστρόφου τετραγώνου γιατί μοιράζεται σε ολοένα και μεγαλύτερο χώρο. Επομένως, χρειάζεται ένα ισχυρό και στοχευμένο σήμα που να ταξιδέψει προς μία μικρή περιοχή του ουρανού για να μπορέσει να φτάσει σε πολύ μεγάλες αποστάσεις και να γίνει κάποια στιγμή αντιληπτό από ένα εξωγήινο πολιτισμό. Ένα τέτοιο μήνυμα ήταν το λεγόμενο μήνυμα του Αρεσίμπο, προς τους εξωγήινους το 1974, την πρώτη προσπάθεια της ανθρωπότητας να στείλει ένα μήνυμα που να είναι κατανοητό από την εξωγήινη νοημοσύνη. Το μήνυμα δημιουργήθηκε από τον Φρανκ Ντρέηκ, σε συνεργασία με τον Καρλ Σάγκαν και άλλους. Σκοπός της εκπομπής ήταν η επικοινωνία με κάποιο άλλο εξωγήινο πολιτισμό ο οποίος θα λάβει και θα αποκρυπτογραφήσει το μήνυμα. Η εκπομπή του μηνύματος έγινε με κατεύθυνση την περιοχή γνωστή ως σφαιρωτό σμήνος του Ηρακλέους. Καθώς το μήνυμα θα χρειαστεί περίπου 25.000 έτη έως ότου φτάσει στο σφαιρωτό σμήνος του Ηρακλέους, και θα χρειαστούν άλλα 25.000 έτη αν υπάρξει απάντηση, το μήνυμα του Αρεσίμπο αποτελεί μια συμβολική επίδειξη του τεχνολογικού επιπέδου του ανθρώπου, καθώς και πραγματική προσπάθεια επικοινωνίας με άλλον εξωγήινο πολιτισμό, έστω και μονόδρομης. Ενδεικτικά, ο πυρήνας του σμήνους προς το οποίο το μήνυμα εκπέμφθηκε, δεν θα βρίσκεται στην θέση αυτή σε 25.000 χρόνια όταν φτάσει το μήνυμα αλλά θα έχει μετατοπιστεί, ωστόσο το μήνυμα θα φτάσει ούτως και άλλως κοντά στο κέντρο του γαλαξιακού σμήνους.