Ovaj tekst je nastao inspirisan sa prethodna dve teksta: Zašto inteligentan život nije moguć oko većine zvezda i Entropija: Istina o životu, vremenu i sudbini univerzuma.
M patuljci, poznati i kao crveni patuljci, su najčešći tip zvezda u našoj galaksiji. Čine oko 75% svih zvezda u Mlečnom putu, žive izuzetno dugo - hiljade milijardi godina - i imaju stabilne zone nastanjivosti oko sebe. Na prvi pogled, deluju kao idealni kandidati za hosting vanzemaljskog života. Međutim, postoji jedan fundamentalan fizički princip koji možda čini ove zvezde nepogodnim za razvoj složenih, inteligentnih civilizacija: entropija.
Entropijska perspektiva na život
Da bi razumeli ovaj argument, potrebno je prvo da shvatimo kako život funkcioniše sa energetske tačke gledišta. Život nije samo pitanje postojanja energije - pitanje je kvaliteta te energije. Prema drugom zakonu termodinamike, energija prirodno teče iz stanja niske entropije (uređenost) u stanje visoke entropije (neuređenost).
Nedovoljno koncentisana energija koja pada na planete crvenog patulka nedeovoljna je za stvaranje visokoenegetski zahatevnih organizama. Omogućavaja samo proste oblike života.
Naša planeta prima energiju niske entropije od Sunca u vidu koncentrisane, visokofrekventne svetlosti (uglavnom vidljive svetlosti), a zatim tu energiju radijuje u svemir kao visokoentropijsku infracrveanu radijaciju. Ovaj veliki raspon entropije - od niske ka visokoj - omogućava življim organizmima da izvlače korisnu energiju i održavaju svoju kompleksnu organizaciju.
Problem sa M patuljcima
M patuljci emituju uglavnom crvenu svetlost i infracrvenu radijaciju. Ovo predstavlja problem iz entropijske perspektive jer:
- Ograničen entropijski gradijent: Pošto M patuljci već emituju svetlost nižeg energetskog sadržaja (crvenu/infracrvenu), planet koji orbira oko takve zvezde ima značajno manji entropijski gradijent na raspolaganju. Energija koju prima već je relativno "degradirana", što ograničava količinu korisne energije koju mogu da ekstraktuju živi organizmi.
- Nedovoljna energija za složene procese: Jednostavni mikroorganizmi mogu da prežive na hemijskim reakcijama niske energije, kao što je anaerobna fermentacija. Međutim, složeni procesi poput fotosinteze zahtevaju visokoenergetske fotone. Fotosinteza, koja je omogućila eksploziju složenog života na Zemlji kroz proizvodnju kiseonika i visokoenergetskih nukleotida poput ATP-a, možda neće biti efikasna pod crvenom svetlošću M patuljka.
- Evolucijske barijere: Bez dovoljno "slobodne energije" iz velikog entropijskog gradijenta, evolucija možda neće moći da podrži razvoj velikih, energetski zahtevnih organizama sa kompleksnim nervnim sistemima potrebnim za inteligenciju.
"Zlatokosa" zona energije
Ovaj argument sugeriše postojanje "Zlatokose" zone ne samo u smislu temperature, već i u smislu dostupne slobodne energije:
- Premalo energije(M patuljci): Insufficient za razvoj složenog života
- Previše energije(masivnije zvezde): Može oštetiti ćelijske strukture i učiniti ih nestabilnim
- Upravo dovoljno(zvezde poput Sunca): Optimalna količina nisko-entropijske energije
Posledice za potragu za vanzemaljskim životom
Ako je ovaj entropijski argument valjan, to bi značajno suzilo naša očekivanja za pronalaženje inteligentnih civilizacija. M patuljci, uprkos svojoj brojnosti i dugotrajnosti, možda mogu da podrže samo jednostavne mikroorganizme. Ovo bi moglo da objasni zašto nismo do sada detektovali tehnološke civilizacije - možda postoji vrlo uzak prozor stellar tipova koji mogu da podrže razvoj inteligencije.
Otvorena pitanja
Naravno, ovaj argument još uvek je spekulativan. Ne znamo dovoljno o tome kako bi život mogao da se prilagodi različitim energetskim uslovima, niti o tome da li postoje alternativni putevi za razvoj složenog života koji ne zavise od visoke entropijske energije. Možda će buduća istraživanja pokazati da je život daleko kreativniji nego što trenutno pretpostavljamo.
Kada se sve zvezde ugase, osim crvnih patuljaka, možda će se tada nešto o čemu nuka danas ne zna, promeniti kod crvenih patuljaka i omogućiti pojavu složenog života. Možda život baziran na:
- Sporim hemijskim reakcijama pri niskim temperaturama
- Kvantnim efektima
- Nekim oblicima energije koje još ne razumemo
To će biti život hiljadam miljardi godina daleko od života koj je postojao u ranoj fazi univerzuma, odnosno od našeg života
Entropijskи приступ pruža fascinantan uvid u to zašto naša G-klase zvezda možda nije samo slučajno dom inteligentnog života, već možda predstavlja jedan od retkih tipova zvezda koji mogu da obezbede energetske uslove potrebne za evoluciju složenih, mislećih bića.
U sledećem tekstu ćemo obraditi kako Caringtonovi događaji utiču na razvoj civilizacija.