Galántai Zoltán

Nyomtatóbarát változat

„A világmindenség fejlődése olyan tűzijátékhoz hasonlítható,
ami éppen véget ért: néhány szikra, hamu és füst maradt csak
utána. Kihűlt salakon állunk, látjuk, amint a Napok
elhalványulnak és megpróbáljuk visszaidézni a világ kezdetének
semmivé foszlott csillogását.”




(Georges Lemaitre belga kozmológus és pap, XX. sz. eleje)


A szilíciumfák nem nőnek az égig


Galilei az 1600-as évek elején Matematikai érvelések és bizonyítások című munkájában arról elmélkedik, hogy miközben egy kis kutya elbír a hátán két vagy három, hozzá hasonló másikat, egy ló már nem – és „ha valaki azt akarná, hogy egy óriás arányaiban megegyezzen a közönséges emberekkel, akkor vagy sokkal keményebb és ellenállóbb anyagot kellene találni a csontok számára, vagy pedig bele kellene törődnie, hogy robosztusságában aránylag sokkal gyengébb lesz egy közepes termetű embernél”. Vagyis azért nem létezik olyan cirkuszi elefánt sem, ami képes lenne egy lángoló karikán átugrani, mert tömegéhez képest – arányosan – sokkal gyengébb az izomzata, mint egy oroszláné vagy egy lóé. „[N]emcsak az emberi alkotások, de a természet teremtményei sem lehetnek akármilyen nagyok... maga a természet sem alkothat akármilyen nagy fákat, hiszen az ágakat letörné a saját súlyuk” [Galilei] – az élőlények méretének szükségképpen van egy felső határa.

Közel négyszáz évvel később Alexander R. McNeill, a biomechanika professzora abból indul ki a majd több százmillió év múlva létező, földi élővilág megtervezésénél, hogy „a fa és a csontok ugyanolyan erősek lesznek, mint ma, és az izmok is ugyanakkora erőt tudnak majd kifejteni, mint most” [Dixon–Adams].

Idáig jutva rákérdezhetünk egyfelől arra, hogy milyen természeti törvények határozzák meg az élőlények méreteinek alsó korlátját; másfelől pedig arra, hogy az élet eddigi történetét figyelembe véve, milyen életformák lehetségesek egy földszerű bolygón.

Ami az előbbit illeti, a fizikus John D. Barrow, az erős antropikus elv egyik kidolgozója szerint a világmindenségben létező és legalább elvileg látható objektumok (struktúrák) méretét – az elemi részecskéktől a galaxisokig – alulról a Heisenberg-féle határozatlansági reláció korlátozza (elvégre megfelelően kis méreteknél maga a megfigyelés ténye teszi lehetetlenné a megfigyelést); egy bizonyos tömeg–átmérő arány fölött pedig megjelennek a fekete lyukak (és innentől kezdve az sem értelmezhető, hogy mi van „odabent”, a fekete lyukon belül).

Amúgy viszont minden szilárd tárgy tömege – legyen bár szó a DNS-ről vagy egy csillagról – hozzávetőlegesen arányos a méretével, és logaritmikus skálán ábrázolva ismét csak hozzávetőleg egy egyenes mentén helyezkednek el [Barrow]. Azaz: a legtöbbjük egymástól nagyjából azonos távolságra elhelyezkedő atomokból épül fel, és csupán a nagyon híg „csillaglevesnek” tekinthető galaxisok jelentenek kivételt. Nyilvánvalóan a földi élőlények is ebbe a „látható” tartományba esnek.

És persze az érzékszerveik is ebben a tartományban működnek.

Schrödinger veti fel a kérdést, hogy vajon miért nem vagyunk képesek akár egyetlen atom becsapódását is érzékelni, és azt válaszolja rá, „te jó ég, micsoda élet lenne az... az ilyen szervezetben aligha fejlődhetne ki az a rendszeres gondolkodás, amely... végezetül egyéb fogalmakon kívül az atom fogalmának megalkotásához vezet”. Hiszen ezt az érzékszervet másodpercenként olyan elképzelhetetlenül nagy számú ütközés érné, hogy lehetetlen lenne mindegyiket külön észlelni.

Az érvelés azzal folytatódik, hogy „amit gondolkodásnak nevezünk, (1) rendszerezett dolog, és (2) csak olyan anyagra, azaz észleletekre vagy tapasztalatokra alkalmazható, amelyekben bizonyos fokú rendszerezettség van” [Schrödinger]. Vagyis mivel atomi méretekben statisztikai szabályszerűségek érvényesülnek, és a rendezettség nem elég magas fokú, ezért kizárható, hogy ebben a mérettartományban gondolkodó lények jelenjenek meg. És az általánosan elfogadott álláspont szerint az is, hogy élet. Ugyanis az ilyen parányi teremtmények nem lehetnének elég összetettek ahhoz, hogy élőnek tekintsük őket.

A 4,5 milliárd éves ALH 84001 jelzetű meteoritot 1984-ben találták meg az Antarktiszon, és nem is annyira azért vált közismertté, mert a Vörös Bolygóról származik [LPI] (elvégre akadnak más, marsi eredetű meteoritok is), hanem azért, mert a NASA kutatói 1996-ban megfelelő felhajtás mellett bejelentették, hogy marsi élet nyomait fedezték fel benne: az úgynevezett „nanofosszíliákat”.

A National Academy of Sciences (NAS) vizsgálóbizottsága viszont hamarosan kijelentette, hogy ahhoz, hogy valamit tényleg élőnek tekinthessünk, például enzimekre és genetikai átörökítő anyagra is szükség van – és ehhez több mint 200 nanométeres nagyság kell (míg az állítólagos nanofosszíliák kisebbek voltak). Eközben – némiképp egyébként önmaguknak is ellentmondva – elképzelhetőnek tartották, hogy a „primitív mikroorganizmusok” valaha alig 50 nanométeresek voltak [Mullen], de a mi szempontunkból lényegében mindegy, hogy pontosan hol húzódik a mérethatár. Egyedül az számít, hogy van ilyen. Mint ahogy az „evolúciós építkezés” során felhasználható anyagok köre is korlátozott.

McNeill a 120 tonnás (!), képzeletbeli szárazföldi monstrum, a toraton megkonstruálásakor abból indult ki, hogy ha az eddigi százmillió évek alatt nem tűntek fel titániumcsontú szörnyek, akkor a jövőben sem fognak – méghozzá azért nem, mert az evolúció már minden, a földi körülmények között számba jöhető megoldást végigpróbált, és egyedül a most használatos vált be.

Megpróbálhatnánk persze arra hivatkozni, hogy még ha valóban így van is, akkor sem szabad a jelenlegi állapotokból túlságosan messze menő következtetéseket levonni. Egyáltalán nem biztos, hogy egy bizonyos megoldás kiválasztása nem fogja determinálni a továbbiakat, és így nem fog kizárni másokat: Barrow például biztos benne, hogy ha a Yucatán-félszigeti kisbolygó-becsapódás nem pusztítja ki a dinoszauruszokat, akkor ma nem lenne értelmes élet a Földön, mivel a „fizikai méretre” specializálódott hüllők eltűnése nyitotta csak meg az utat az agyméretre és így hosszú távon az értelemre specializálódott emlősök előtt [Barrow].

Eltűnődhetünk azon, hogy vajon nem túlságosan is antropocentrikus felfogás-e a 65 millió évvel ezelőtt létező élővilágot „evolúciós zsákutcának” tekinteni – különösen, hogy egyáltalán nem lehetünk biztosak benne, hogy végül nem jelentek volna-e meg mégis emberhez foghatóan értelmes dinoszauruszok.

Ugyanekkor valóban elképzelhető olyan helyzet, ahol az egyik megvalósulása kizárja a többit, és az emlősök például nem válhattak volna ilyen sikeressé, ha az őshüllőkkel nem történik valami, és nem tudnak benyomulni az általuk üresen hagyott evolúciós fülkékbe. És ezzel vissza is értünk az eredeti, titániumcsontokkal kapcsolatos problémához, és legalább annyit bízvást kijelenthetünk, hogy több mint valószínű, hogy a földihez hasonló körülmények között az élet számára a fehérje nem csupán a legalkalmasabb, hanem gyakorlatilag az egyetlen számba jöhető megoldás. Hiszen a  szilíciumalapú élet (aminek a lehetőségét a német asztrofizikus Julius Scheiner már 1891-ben felvetette) [Darling], nyugodtan létezhetne a mostanival párhuzamosan anélkül, hogy zavarna minket – vagy esetleg akár csak kapcsolatba kerülne velünk.

Azaz a jelenlegi állapotra leginkább az a feltételezés szolgálhat magyarázatul, mely szerint – legalábbis az itteni körülmények között – ugyanúgy nem alakulhatnak ki szilíciumalapú teremtmények, mint ahogy a fehérjealapút kivéve semmilyen más sem – hacsak nem kívánunk élni azzal a nagyon is ad hoc elképzeléssel, hogy a szilíciumalapú élet kialakulásához valamiért nagyságrendekkel több időre van szükség. Vagy azzal, hogy igenis léteznek ilyen lények a Földön, csak még nem találtuk meg őket.

A Földtudományokkal foglalkozó Simon Conway Morrisnak (Cambridge) biztosan nem jutna az eszébe ilyesmi. „Véleményem szerint az élet minden sokrétűsége és bősége mellett is annyira korlátozott, hogy mindaz – írja –, amit a Földön látunk, igencsak messze van attól, hogy valamiféle, csak extrémitásokat felvonultatni képes vidéki posvány vagy állatkert legyen... Számos jel mutat [az élet lehetőségeinek] korlátjaira, és ezekből nem csak az derül ki, hogy mit kell látnunk itt a Földön, hanem az is, hogy milyen következtetéseket vonhatunk le más helyekkel kapcsolatban” [Rees].

Ezeket az állításokat természetesen csak korlátozott mértékben tekinthetjük igaznak: akkor, ha földi jellegű életről beszélünk. Egy a miénktől gyökeresen eltérő körülmények között élő teremtmény viszont egyáltalán nem biztos, hogy fehérjealapú lesz – és miként majd mindjárt látni fogjuk, az elképzelhetetlenül távoli jövőben már nem is lehet az.

Szuperkopernikuszi elvek szuperkopernikánusoknak

Newton abból indult ki, hogy odafent, a Földtől távol is (és az egész univerzumban mindenütt) ugyanazok a fizikai törvények érvényesek, mint amik idelent, a Föld felszínén az eldobott kő pályáját határozzák meg. Vagyis meglepően kevés, a többihez viszonyítva kitüntetett hely meg helyzet van, és a dolgok meglepően kevés szabály segítségével leírhatóak. Egy test egészen addig megőrzi a mozgásállapotát, amíg valamilyen külső hatás nem éri, és így a fizika számára teljesen mindegy, hogy mozog-e vagy mozdulatlan. Egy hipotetikus megfigyelő szempontjából ugyanúgy nincs különbség e két állapot között, mint ahogy nem lehet megkülönböztetni az „égi” és a „földi” fizikát sem. Az viszont – Newtonnál – egyáltalán nem mindegy, hogy „inerciális megfigyelőről” beszélünk-e, vagy olyanról, aki gyorsulva vagy körpályán halad.

Ez viszont mintha ellentétes lenne a legáltalánosabb formájában úgy megfogalmazható „kopernikuszi elvvel”, hogy a világmindenségben egyáltalán nincsenek kitüntetett pontok (és ennek megfelelően nincsenek kitüntetett pontokon tartózkodó megfigyelők sem).

Egy törvény „nem lehet igazán univerzális, ha nem mindenki számára [egyformán] igaz”, mutat rá Barrow, és egészen Einsteinig kell várni, hogy megjelenjen a kovariancia elve, ami azt mondja ki, hogy a természetnek mindig és minden megfigyelő számára ugyanolyannak kell látszania: mindegy, hogy az éppen hol tartózkodik és milyen pályán mozog.

Végső soron ebből vezethető le a fénysebesség abszolút volta is, és a természettudósok azóta is szívesen játszanak el a „kopernikuszi elv” különböző kiterjesztéseivel. Martin Rees, a brit királyi csillagász például egészen odáig elmerészkedik, hogy a világmindenség tömegének nagy részét kitevő „sötét anyaggal” kapcsolatban kijelentse, hogy miután Kopernikusznak köszönhetően rájöttünk, hogy a Föld nem a világmindenség középpontja, éppen itt az ideje, hogy rádöbbenjünk: „A részecskesovinizmusnak [is] vége, nem a világegyetem uralkodó anyagából vagyunk gyúrva. Mi magunk, a csillagok és a látható galaxisok is csupán a világmindenség visszamaradt anyagának nyomai vagyunk”, és ezzel összhangban a jelentőségünk sem különösebben nagy. „[V]alami egészen más – és mindeddig ismeretlen – irányítja az egész világ nagyléptékű szerkezetét és talán a sorsát is” [Rees].

Mielőbb továbblépnénk, érdemes pontosabban meghatározni, hogy mit is értünk a kopernikuszi (sőt, szuperkopernikuszi) elven: azt-e, hogy nem játszunk kitüntetett szerepet (nem foglalunk el kitüntetett helyet) a világban, vagy pedig azt, hogy „átlagosak” (tipikusak) vagyunk. Ez a két dolog ugyanis korántsem azonos: míg az előbbi pusztán azt állítja, hogy nem az ember található a középpontban (azzal viszont nem foglalkozik, hogy akkor hol van), addig az utóbbi azt, hogy akár mi, akár pedig a körülményeink nagyon is tipikusnak tekinthetőek, és a saját helyzetünkből kiindulva ugyanúgy következtetéseket tudunk levonni, mint ahogyan ezt Conway is teszi.

Pánspermia: élet (majdnem) mindenütt

Az a feltételezés, hogy az élet nem a Földön alakult ki, összhangban van a kopernikuszi elvvel, hiszen miért is indulnánk ki abból, hogy éppen ebből a szempontból lennénk különleges helyzetben – a pánspermia-elmélet azonban egészen a legutóbbi időkig nem volt népszerű a tudósok között. Feltehetően azért nem, mert meglehetősen erős antidarwinista felhangok társultak hozzá – például azt állította, hogy a történet nem egy „meleg, darwini pocsolyában” kezdődött. Pedig ha következetesen végigvisszük az elképzelést, akkor akár azt is feltételezhetjük, hogy amennyiben a múltban lehetséges volt, úgy ma is az, és még mindig záporoznak ránk az élő vagy életet hordozó részecskék [Hoyle–Wickramasinghe]. Vagyis a Föld ebből a szempontból sem tekinthető zárt rendszernek. Ráadásul nagyjából az ezredfordulóra széles körben elfogadottá vált a földön kívüli organizmusokkal foglalkozó asztrobiológia – és ez azt tanulmányozza, hogy milyen feltételek mellett jöhet létre élet más bolygókon, a csillagközi űrben vagy éppen az üstökösök felszínén [Daring 2].

Márpedig aki asztrobiológiát mond, az mondjon pánspermiát is, és innentől kezdve abban sincs semmi meglepő, ha a NASA ezt kezdi tanulmányozni [Lovgren]. A valahai „tudományellenes” felhangok pedig senkit nem zavarnak, mivel jól elkülöníthetőek magától az elmélettől.

A XIX. századi lipcsei természetkutató, Johann Zöllner ellenérve pedig egyre kevésbé tűnik meggyőzőnek – szerinte a pánspermiával az a legnagyobb gond, hogy éppen a végső kérdésekre nem ad választ, és ha elfogadjuk, hogy az élet máshol jött létre, akkor azt kellene tudnunk megmondani, hogy ott miként történt. De mivel erre nem vagyunk képesek, csak még bonyolultabbá vált az egész – magyarázat pedig továbbra sincs.

Ám ez az érvelés a visszájára is fordítható, hiszen a jelenlegi, „hagyományos” elméletek ugyanúgy adósak maradnak a válasszal, mint a pánspermia – ugyanakkor a kopernikuszi elv „szépsége” és hatékonysága igenis nyomós érvnek tűnik.

Az úgynevezett irányított pánspermia viszont tovább bonyolítja a dolgot.

Ez – bármilyen fantasztikusnak hangozzék is elsőre – azon az ötleten alapul, hogy „[a] károsodás elkerülésére a mikroorganizmusok egy önműködő űrhajóban érkezhettek, amelyet egy fejlettebb civilizáció küldött volna hozzánk. Ez a civilizáció sok milliárd... évvel ezelőtt virágzott valahol. Az űrhajó személyzet nélkül repült, hogy a hatótávolsága a lehető legnagyobb legyen. Az élet itt a Földön akkor kezdődött, amikor a küldött mikroorganizmusok beleestek a primitív óceánba, és ott elkezdtek osztódni” – olvasható a Nobel-díjas Francis Crick, az úgynevezett irányított pánspermiáról szóló könyvében [Crick]. Ma már tudjuk, hogy a különböző földi mikroorganizmusok igenis képesek túlélni egy ilyen utazást, tehát elvileg semmi szükség a sok milliárd éves civilizáció szuperűrhajójára. Hivatkozhatnánk persze arra, hogy az idegen organizmusok esetleg mégsem képesek, de hasonlóképpen feltételezhetnénk azt is, hogy egy értelmes faj egyfajta „pánbiotikus etika” nevében döntött úgy, hogy az irányított pánspermiát felhasználva megpróbálja az életet másutt is elterjeszteni (és esetleg a Földön is ez történt).

A SOLIS (Society for Life in Space) nevű, természetesen nagyon is földi szervezet éppen ezt a célt akarja 2050-ig megvalósítani [Mautner], és amennyiben sikerrel jár, úgy immár nem az lesz a kérdés, hogy lehetséges-e, hanem az, hogy vajon mások is belevágtak-e egy hasonlóan életbarát vállalkozásba.

Útban egy kozmikus ökológia felé


A SOLIS alapítója, Michael N. Mautner abból indult ki, hogy „[a]hogy egyre jobban elmélyedünk a biológia tanulmányozásában, annál nyilvánvalóbbá válik, hogy milyen csodálatos és egyedi jelenség az élet” [Bridges], a világhírű fizikus, Freeman Dyson viszont az „adaptációs hipotézisből” kiindulva azt mondja, hogy ha megfelelő időtartam áll a rendelkezésére, akkor az élet bármilyen körülményekhez alkalmazkodni tud”. Tehát annak sincs akadálya, hogy kidolgozzunk egy „kozmikus ökológiát”, amiben ugyanúgy megtalálhatóak a nagyon magas, mint a nagyon alacsony hőmérséklethez alkalmazkodó teremtmények.

De azért ennek az alkalmazkodásnak is megvannak a maga korlátjai. „Az, hogy az élet milyen mértékben terjedhet el, nem csupán a biológiai adaptáción múlik, de fizikai kozmológián is”, ugyanis ha a világmindenség „időben és térben véges kiterjedésű, akkor az élet elterjedésének is végesek a lehetőségei” [Dyson]. Ráadásul azt sem garantálja semmi, hogy mindig a rendelkezésre fog állni az alkalmazkodáshoz szükséges idő, és e szerint a megközelítési mód szerint a fajkihalások a kétféle sebesség: a környezet változásának sebessége és az alkalmazkodáshoz szükséges sebesség különbségére vezethetőek vissza.

A felső időbeli korlátot pedig az jelenti, hogy nem tehetünk automatikusan egyenlőségjelet a világegyetem várható élettartama és a jelenlegi élet jövőjének hossza között, ugyanis egyre inkább úgy tűnik, hogy az atomok számunkra elképzelhetetlenül hosszú idő: mintegy 10³⁵ év alatt elbomlanak, és ezt „a gondolatok és emlékek csak akkor élik túl... ha elektronok és pozitronok felhőiből kialakított bonyolult áramkörökbe és mágneses mezőkbe töltik le őket”, állítja Rees.

Elképzelhető, hogy ehhez nem lesz szükség egy effajta mesterséges, az irányított pánspermiára emlékeztetően „életbarát” beavatkozásra, hiszen amennyiben elég időt adunk rá, úgy talán egy nem fehérjealapú élet ilyen körülmények között is kifejlődhet. Amennyiben pedig a végsőkig akarunk elmenni a szuperkopernikuszi elv kiterjesztésében, akkor ezt ugyanúgy legalábbis elképzelhetőnek kell tartanunk, mint ahogy azt is, hogy az élet vagy már megjelent, vagy pedig meg fog jelenni a világmindenség kevésbé látványos, részecskesovinizmusunk miatt eddig figyelmen kívül hagyott részein is.

Irodalom

Barrow, John D.: The Constants of Nature. From Alpha to Omega. Vintage, 2003.

Bridges, Andrew: To Seed the Heavens with Life: Panspermia in Reverse. 2002. május 8.,
http://www.space.com/searchforlife/panspermia_000508.html


Crick, Francis: Az élet mikéntje. Budapest, Gondolat, 1987.

Darling, David: Silicon Based Life. In Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight.
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/siliconlife.html


Daring, David (2): Life Everywhere. The Maverick Science of Astrobiology. Basic Books, 2001.

Dixon, Douglas–Adams, John: Vad jövő. Az élővilág évmilliók múlva. Egmont, 2003.

Dyson, Freeman: Infinite in All Direction. Perennial Library, 1989.

Galilei, Galileo: Matematikai érvelések és bizonyítások két új tudományág, a mechanika és a mozgások köréből – Galileo Galilei úr, a Római Akadémia tagja, a fenséges toscanai nagyherceg filozófusa és első matematikusa tollából. Európa Kiadó, 1986.

Hoyle, Fred–Wickramasinghe, Chandra: Our Place in the Cosmos. Life didn’t Begin on Earth – it Arrived form Space and still Arriving. Phoenix, 1996.

Lovgren, Stephan: Did Comets Make Life on Earth Possible? National Geographic News, 1003. október 2.,
http://news.nationalgeographic.com/news/2003/10/1002_031002_cometstudy.html#main
(http://www.lpi.usra.edu/lpi/meteorites/The_Meteorite.html)

Mautner, Michael N.: Society for Life in Space.
http://www.legacy-books.com/

Mullen, Lesile: How Small Can Life Be? 2001. július 9.,
http://www.astrobio.net/news/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=31&mode=thread&order=0&thold=0

Rees, Martin: Kozmikus otthonunk. Miért éppen ilyen a világmindenség? Akkord Kiadó, 2003.

Schrödinger, Erwin: Mi az élet? In Válogatott tanulmányok. Gondolat, 1970.

What is ALH 84001? Lunar and Planetary Institue (LPI), sz. n. és é. n.

• Kultúra