Livsbetingelser i Universum
Föreläsning 8
Liv i andra stjärnsystem
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Schema
Se också det detaljerade schema som finns på Studentportalen.
Där finns även för varje föreläsning referenser till kurslitteraturen.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
Introduktion och generella funderingar
Jordens historia och förutsättningar för liv
Livets uppkomst och utveckling
Uppkomsten av vårt solsystem
Livbetingelser i solsystemet
Mars
Planeter kring andra stjärnor
Liv i andra stjärnsystem
Filosofiska funderingar
Övningar och diskussionsseminarier
Tentamen: Lördag 17/12, 14.00 – 17.00 – Anmäl!
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Föreläsning 8
Liv i andra stjärnsystem
●
●
29/12
Vad krävs för att (intelligent) liv skulle kunna
hittas i andra planetsystem?
Hur kan man bestämma om förutsättningar
för liv finns i andra planetsystem?
●
Hur mycket liv kan man vänta sig i vår galax?
●
Är vi ensamma?
Livsbetingelser i Universum, HT16
Grundförutsättningarna för liv
29/12
●
Energi
●
Material (gärna organiskt)
●
Lösningsmedel (gärna vatten)
Livsbetingelser i Universum, HT16
Vatten och organiska moleculer i Orion-nebulosen
(4 mars 2010 / HIFI - ESA)
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Organiska molekyler i rymden
Organiska molekyler är
mycket vanliga även
i de interstellära molnen.
Spontana, naturliga
processer kan skapa
relativt avancerade
molekyler.
Livets byggstenar kan
vara lättillgängliga i
hela universum.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Är beboeliga exoplaneter vanliga?
Eller - är Jorden unik?
I dagsläget kan vi inte upptäcka planeter som motsvarar
'Jorden kring Solen'. Planeter verkar dock inte vara sällsynta, och
jupiterliknande planeter kan ha måner med de rätta förutsättningar.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Biomarkörer
Indikationer för liv på planeter i andra stjärnsystem.
(Detta liv kan vara primitivt.
Inget pekar på en avancerad
livsform)
Den starkaste anvisning skulle vara att hitta vattenånga,
kombinerad med syre och ozon. Förekomsten av ozon visar
att syret i atmosfären är stabilt, och inte ett tillfälligt utsläpp.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Liv är relativt starkt, och finns i många
ogästvänliga miljöer. Om det en gång
har uppstått, är det svårt att bli av med det.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Liv är relativt starkt, och finns i många
ogästvänliga miljöer. Om det en gång
har uppstått, är det svårt att bli av med det.
Detta säger dock inget om hur stor chansen är för livet att uppstå
om betingelserna är gynnsamma. På jorden gick det dock väldigt
fort när det stora bombardemanget slutade.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Skillnaden av människan med
andra primater är mycket liten.
Människans intelligens kan
spåras till bara ett fåtal genetiska
mutationer.
Ändå skiljer sig människans
hjärna inte mycket från djurens.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Konvergerande evolution
Ögat finns i flera
olika former i naturen.
Att utveckla ett
ljuskänsligt organ har
varit en stor fördel
inom evolutionen.
Finns det en liknande
drivkraft mot intelligens?
29/12
Encyclopedia Britannica
Livsbetingelser i Universum, HT16
Hur vanligt är det
att en teknisk
avancerad
civilisation uppstår?
Människans fysiologi
är mycket passande
för teknologiutveckling
Det vi kallar modern
teknologi kan under ett
1000-tal år genomgå
enorma framsteg.
Utvecklingen är exponentiell.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Har civilisationer en
begränsad livslängd?
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Har civilisationer en
begränsad livslängd?
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Har civilisationer en
begränsad livslängd?
Människan är unik genom att
den kan använda sitt intellekt
som verktyg för att motverka
civilisationens undergång.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Drakes formel
Antalet synliga civilisationer inom vår galax kan uppskattas
med hjälp av Drakes formel:
N = N* x fp x ne x fliv x fi n t x fc i v x L
NH P
De första tre termerna beskriver antalet jordliknande planeter
inom vår galax (NHP i kursboken) :
N* = antalet stjärnor i vår galax
fp = relativa andelen med planetsystem
ne = genomsnittlig antal planeter per planetsystem med en
miljö som lämpar sig för liv
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Drakes formel
N = N* x fp x ne x fliv x fi n t x fc i v x L
De sista fyra termer beskriver :
fliv = andelen planeter där liv uppstått
fi n t = andelen av dessa planeter som intelligent liv uppstått
fc i v = andelen av dessa planeter där en teknisk civilisation
med kommunikationsmöjligheter uppstått
L = livslängden för en sådan teknisk utvecklad civilisation,
som del planetens livslängd (säg 5 miljarder år)
(I kursboken kombineras fi n t och L till fn o w som reflekterar hur
många civilisationer är kontaktbara just nu)
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Drakes formel
N = N* x fp x ne x fliv x fi n t x fc i v x L
Låt oss sätta några siffor på formeln :
N =
fp =
ne =
fliv =
fi n t =
fc i v =
L =
29/12
400 000 000 000 stjärnor
1/4
2
1/2
1/10
1/10
50 år / 5 000 000 000 år = 1 / 100 000 000
Livsbetingelser i Universum, HT16
Drakes formel
N = N* x fp x ne x fliv x fint x fciv x L
Låt oss sätta några siffor på formeln (realist) :
N =
fp =
ne =
fliv =
fi n t =
fc i v =
L =
400 000 000 000 stjärnor
1/4
2
1/2
1/10
1/10
50 år / 5 000 000 000 år = 1 / 100 000 000
N = 10
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Drakes formel
N = N* x fp x ne x fliv x fint x fciv x L
Låt oss sätta några siffor på formeln (optimist):
N =
fp =
ne =
fliv =
fi n t =
fc i v =
L =
400 000 000 000 stjärnor
1/4
2
1/2
1/10
1/10
100 000 år / 5 000 000 000 år = 1 / 5 000
N = 2 000 000
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Drakes formel
N = N* x fp x ne x fliv x fint x fciv x L
Låt oss sätta några siffor på formeln (pessimist) :
N =
fp =
ne =
fliv =
fi n t =
fc i v =
L =
400 000 000 000 stjärnor
1/4
1/100
1/2
1/1000
1/10
100 000 år / 5 000 000 000 år = 1 / 5 000
N = 0.1
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
SETI-projektet
Drake-formelns stora osäkerheter gör det prinicipiellt viktigt att
leta efter andra civilisationer. Hittils har dock inga signaler mottagits.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
På 70-talet skickades flera meddelanden till andra stjärnor.
Det kan dock ifrågasättas om mottagaren skulle kunna tolka
meddelandet, eftersom det är starkt kopplad till vår egen kultur.
Ovanstående meddelande skickades dessutom till en
klotformig stjärnhop, där stjärnorna ofta passera nära inntill
varandra. Stabila planetbanor är troligen mycket ovanliga där.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Spridning av
(intelligent)
liv genom
universum
Under de senaste
50 åren har
människan kunnat
ta sig ut till rymden.
Resorna har dock
inte kommit långt.
NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Avståndsperspektivet
Månfärdarna på 70-talet
tog människan 300 000 km
från Jorden.
Mars ligger minst
50 000 000 km från
Jorden.
Den närmaste stjärnan
ligger på
40 000 000 000 000 km.
Teknologin som behövdes
för att resa till månen har
dock avvecklats. Vi har i
nuläget inga praktiska
möjligheter för att skicka
människor till månen.
29/12
Mars Express - NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Livsbetingelser i Universum, HT16
Rymdresor är svåra
Jordens gravitation fungerar som en fälla. Det tar väldigt
mycket energi att ens nå omloppsbana. Dagens raketer är
baserade på kemiska reaktioner, vilka är relativt ineffektiva.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Interstellära resor
Projekt Daedalus ämnar
skicka en farkost till
Barnards stjärna. Efter 4 år
av acceleration med en
fusionsmotor färdas farkosten
med 10% av ljusets hastighet.
Sedan tar det 40 år till målet.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Interstellära resor
Projekt Daedalus ämnar
skicka en farkost till
Barnards stjärna. Efter 4 år
av acceleration med en
fusionsmotor färdas farkosten
med 10% av ljusets hastighet.
Sedan tar det 40 år till målet.
Projekt Orion är den enda
interstellära farkosten som
vi med dagens teknologi skulle
kunna tillverka. Genom en
sekvens av hundratals
sprängningar av vätebombar
tar det drygt 100 år till Alpha
Centauri
Se också project StarShot som skickar minifarkoster till Proxima Centauri:
https://www.youtube.com/watch?v=wMkWGN1G6Kg
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
De närmaste stjärnorna - möjliga mål för kolonisering?
Med rätt teknologi kan restiden till de närmaste stjärnorna
komma ned i några hundra år, vilket en överkomlig tid (?)
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Kolonisering av andra stjärnsystem
Galaxens diameter är ungefär 20 000 ljusår. Kolonisering av
solens lokala omgivning skulle kunna ske inom ...
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Kolonisering av andra stjärnsystem
Galaxens diameter är ungefär 20 000 ljusår. Kolonisering av
solens lokala omgivning skulle kunna ske inom ~1000-tals år.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Fermi-paradoxen
Om varken Jorden eller människan är någonting
särskild ovanligt, då borde galaxen redan varit
koloniserad. Så...
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Fermi-paradoxen
Om varken Jorden eller människan är någonting
särskild ovanligt, då borde galaxen redan varit
koloniserad. Så...
Var är allihopa?
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
29/12
Vi är ensamma
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
●
29/12
Vi är ensamma
Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har
koloniserat galaxen
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
●
Vi är ensamma
Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har
koloniserat galaxen
●
29/12
Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
●
Vi är ensamma
Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har
koloniserat galaxen
Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering
● Människans drift till kolonisering är ovanlig
●
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
●
Vi är ensamma
Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har
koloniserat galaxen
Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering
● Människans drift till kolonisering är ovanlig
● Civilisationer är kortlivade
●
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
●
Vi är ensamma
Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har
koloniserat galaxen
Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering
● Människans drift till kolonisering är ovanlig
● Civilisationer är kortlivade
●
●
29/12
Det finns gott om liv i galaxen, men vi hålls
medvetet i mörker
Livsbetingelser i Universum, HT16
Möjliga svar till paradoxen
●
●
Vi är ensamma
Intelligenta civilisationer är vanliga, men ingen har
koloniserat galaxen
Det är tekniskt svårt att genomföra kolonisering
● Människans drift till kolonisering är ovanlig
● Civilisationer är kortlivade
●
●
●
29/12
Det finns gott om liv i galaxen, men vi hålls
medvetet i mörker
Vi är först (?)
Livsbetingelser i Universum, HT16
The Doomsday argument
Om man utgår ifrån att civilisationer lever lika länge
som sin värdstjärna betyder det att antalet
generationer som människan (eller livet på jorden)
har existerat är ganska litet jämfört med hur många
generationer man kan vänta sig att människan/livet
existerar.
Om man utgår ifrån att vår existens inte är speciell
borde förväntningen vara att människan har existerat
ungefär halva av den förväntade tiden för vår
civilisation.
Detta resonemang pekar på att människan bara
kommer existera under väldigt kort tid. Eller så är
existensen av människan/livet på jorden ett
undantags- eller specialfall.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Är vi verkligen
ensamma?
UFO-rapporter når inte upp till de vetenskapliga beviskraven.
Dessutom är verifiering ofta uteslutet. Enkla, naturliga förklaringer
finns för de flesta observationerna. Att inte ha en förklaring är
i sig inget bevis på att utomjordingar har varit inblandade.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Slutsatser för idag
Inom en nära framtid kommer vi ha möjlighet att avgöra
om (primitivt) liv finns på planeter kring andra
stjärnsystem.
Det går att uppskatta hur vanligt avancerat liv är i vår
galax. Avgörande faktorer är hur sannolikt det är att
(avancerat) liv uppstår, och hur långlivade civilisationer är.
Det finns inget principiellt hinder för att kolonisera andra
stjärnsystem. Det är dock oklart om människan är den
bäst lämpade passagerare för ett sådant bedrift.
Om avancerat liv är vanligt förekommande i galaxen, då
är det ovanligt tyst där ute.
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
Nästa tillfälle
Filosofiska frågor
Är människan unik?
● Är jorden unik?
● Är solsystemet unikt?
● Är universum unikt?
●
Vad innebär den antropiska principen?
● Finns det liv i universum?
● Vad händer i framtiden?
●
29/12
Livsbetingelser i Universum, HT16
