Delen:
10 Hypothetische vormen van leven
In de zoektocht naar buitenaardse intelligentie, werden sommigen ervan beschuldigd een gevoel van 'koolstofchauvinisme' te koesteren, in de verwachting dat andere levensvormen in het universum gemaakt zouden worden van dezelfde biochemische bouwstenen als wij, en onze zoekopdrachten dienovereenkomstig aanpassen. Hier zijn 10 voorbeelden van biologische en niet-biologische systemen die de definitie van 'leven' uitstrekken.
10 Methanogenen
In 2005 produceerde Heather Smith van de International Space University in Straatsburg en Chris McKay van NASA's Ames Research Center een paper over de mogelijkheid van het bestaan van op methaan gebaseerd leven, oftewel "methanogenen." Dergelijke levensvormen kunnen waterstof, acetyleen verbruiken , en ethaan en adem methaan uit in plaats van koolstofdioxide.
Dit zou het mogelijk maken voor bewoonbare zones voor het leven te bestaan op koude werelden zoals Saturnusmaan Titan. Net als de aarde is de Titanese atmosfeer voornamelijk stikstof, maar het wordt gemengd met methaan. Titan is ook de enige plaats in ons zonnestelsel anders dan de aarde om grote vloeibare lichamen te hebben - meren en rivieren van een ethaan-methaanmengeling. (Er zijn echter ook ondergrondse watermassa's op Titan, zijn zustermaan Enceladus en de Joviaanse maan Europa.) Vloeistof wordt noodzakelijk geacht voor de moleculaire interacties van organisch leven, en de meeste aandacht is gericht op water, maar dergelijke interacties zijn ook mogelijk in ethaan en methaan.
De NASA-ESA Cassini-Huygens-missie in 2004 observeerde een modderige wereld met een temperatuur van -179 graden Celsius (-290 ° F), waar water vast is als steen, en methaan stroomt door rivierdalen en -meren in poolmeren. In 2015 ontwikkelde een team van chemisch ingenieurs en astronomen aan de Cornell University een theoretisch celmembraan gemaakt van kleine organische stikstofverbindingen die in Titan's vloeibare methaan konden functioneren. Ze noemden hun theoretische cel 'azotosome', wat 'stikstoflichaam' betekent, die dezelfde stabiliteit en flexibiliteit had als een aards liposoom. De meest prominente moleculaire verbinding was acrylonitrilazotosome. Acrylonitril, een kleurloos en giftig organisch molecuul dat wordt gebruikt voor acrylvezels, harsen en thermoplasten op aarde, is gevonden in de atmosfeer van Titan.
De implicaties voor het zoeken naar buitenaards leven zijn groot. Niet alleen zou het leven mogelijk kunnen ontstaan op Titan, maar het zou ook kunnen worden gedetecteerd door waterstof, acetyleen en afbraak van ethaan aan het oppervlak. Door methaan gedomineerde atmosferen op manen en planeten kunnen bestaan rond zonachtige sterren, maar ook rond rode dwergsterren met een bredere bewoonbare zone (werelden als Titan zijn ondoorzichtig tot blauw en ultraviolet licht maar transparant voor rood en infrarood licht). Als NASA de Titan Mare Explorer in 2016 lanceert, moeten we mogelijk wachten tot 2023 om meer te weten te komen.
9 Op silicium gebaseerd leven
Het op silicium gebaseerde leven is misschien wel de meest voorkomende vorm van alternatieve biochemie die wordt onderzocht in populaire sciencefiction, vooral in het geval van de Horta uit Star Trek. Het concept is oud en stamt uit de speculaties van HG Wells in 1894: "Men schrikt door zulke suggestie in de richting van fantasieën: visioenen van silicium-aluminium organismen - waarom niet tegelijkertijd silicium-aluminiummannen? - door een atmosfeer heenwoelen van gasvormige zwavel, laten we zeggen, aan de kusten van een zee van vloeibaar ijzer, zo'n duizend graden boven de temperatuur van een hoogoven. "
Silicium is populair juist omdat het zo op koolstof lijkt en vier bindmiddelen kan vormen, net als koolstof, wat de mogelijkheid opent voor een volledig op silicium gebaseerd biochemisch systeem. Het is het meest voorkomende element in de aardkorst anders dan zuurstof. Er is een vorm van algen op aarde die silicium in het groeiproces verwerkt. Silicium heeft het nadeel dat het de tweede viool speelt tegen koolstof, dat in staat is om meer stabiele en diverse complexe structuren te vormen die levenslang nodig zijn. Koolstofmoleculen bevatten zuurstof en stikstof, die uiterst stabiele bindingen vormen. Ingewikkelde moleculen op siliciumbasis hebben een ongelukkige neiging om uit elkaar te vallen. Koolstof is ook heel gewoon in het universum en dat al miljarden jaren.
Het is onwaarschijnlijk dat het siliciumleven zal verschijnen in een aardachtige omgeving, omdat de meeste vrije silicium worden opgesloten in vulkanische en stollingsgesteenten die zijn gemaakt van silicaatmineralen. Er wordt getheoretiseerd dat dingen anders kunnen zijn in een omgeving met hoge temperaturen, maar er is geen bewijs gevonden. Een extreme wereld als Titan zou het leven op siliciumbasis kunnen ondersteunen, misschien de basis van de eerder genoemde methanogenen vormen, omdat siliciummoleculen zoals silanen en polysilanen de organische chemie van de aarde nabootsen. Op Titan wordt het oppervlak echter gedomineerd door koolstof, terwijl het meeste van het silicium zich diep onder het oppervlak bevindt.
NASA-astrochemicus Max Bernstein heeft gespeculeerd dat op silicium gebaseerd leven zou kunnen bestaan op een zeer hete planeet met een waterstofrijke en zuurstofarme atmosfeer, waardoor complexe silaanchemie met omkeerbare siliciumbindingen met seleen of tellurium mogelijk wordt, maar hij vond het onwaarschijnlijk of zeldzaam. Op aarde zouden dergelijke organismen zeer langzaam repliceren, en onze respectieve biochemie zou geen gevaar voor elkaar vormen. Ze zouden onze steden langzaam kunnen verorberen, maar: "Waarschijnlijk kun je er een jackhammer voor kiezen."
8 Andere alternatieve biochemie
Er zijn een aantal andere voorstellen voor levenssystemen gebaseerd op iets anders dan koolstof. Net als koolstof en silicium heeft borium de neiging om sterke covalente moleculaire verbindingen te vormen, en veel verschillende structurele variëteiten van hydride te vormen, waarbij booratomen door waterstofbruggen zijn verbonden. Net als koolstof, kan borium verbindingen met stikstof vormen om verbindingen te creëren die chemische en fysische eigenschappen hebben die vergelijkbaar zijn met alkanen, de eenvoudigste organische verbindingen.Het belangrijkste probleem met leven op boriumbasis is dat het element, voor zover we weten, uiterst zeldzaam is. Op boringen gebaseerd leven is het meest haalbaar in een omgeving waar de temperatuur laag genoeg is om ammoniak vloeibaar te maken, omdat chemische reacties beter beheersbaar zijn.
Een andere hypothetische vorm van leven die enige media-aandacht kreeg, is het leven op basis van arsenicum. Alle leven op aarde bestaat uit koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel, maar in 2010 beweert de NASA een bacterie te hebben gevonden met de naam GFAJ-1, die arseen in plaats van fosfor zou kunnen opnemen in de celstructuur zonder ziektes. bijwerkingen. GFAJ-1 gedijt in de arsenicumrijke wateren van Mono Lake in Californië. Arseen is giftig voor elk levend wezen op de planeet, behalve enkele micro-organismen die het kunnen verdragen of inademen. GFAJ-1 was het eerste geval van een organisme waarin het element als biologische bouwsteen was opgenomen. Onafhankelijke onderzoekers wierpen koud water op de beweringen toen ze geen bewijs vonden dat arsenicum in het DNA werd opgenomen, maar alleen dat ze arsenaat vonden dat zich aan de zijde van GFAJ-1-DNA hechtte. Toch heeft de belangstelling voor de mogelijkheid van op arseen gebaseerde biochemie een impuls gekregen.
Ammoniak is genoemd als een mogelijk alternatief voor water voor het bouwen van levensvormen. Sommigen hebben een biochemie geponeerd op basis van stikstof-waterstofverbindingen met ammoniak als oplosmiddel, die kunnen worden gebruikt om eiwitten, nucleïnezuren en polypeptiden te bouwen. Elke op ammoniak gebaseerde levensvorm zou te maken hebben met de lagere temperaturen waarbij het een vloeibare toestand aanneemt, evenals een kleiner temperatuurvenster. Vaste ammoniak is dichter dan vloeibare ammoniak, dus er is geen manier om te voorkomen dat het in een koude klik bevriest. Dit is geen probleem voor eencellige organismen, maar zou waarschijnlijk veel schade aanrichten voor meercellige organismen. Toch bestaat de mogelijkheid voor op ammoniak gebaseerde eencellige organismen op de koudere planeten van het zonnestelsel, evenals gasreuzen zoals Jupiter.
Van zwavel wordt aangenomen dat het de basis heeft gevormd voor het vroege metabolisme op aarde, en organismen waarvan zwavel in plaats van zuurstof wordt omgezet, zijn bekend in sommige extreme milieus op aarde. Misschien op een andere wereld, zouden op zwavel gebaseerde levensvormen een evolutionair voordeel hebben. Sommigen geloven dat stikstof en fosfor ook in zeer specifieke omstandigheden de plaats van koolstof zouden kunnen innemen.
7 Memetic Life
Richard Dawkins gelooft dat het werkingsprincipe achter het leven is dat: "Alle leven evolueert door de differentiële overleving van replicerende entiteiten." Het leven moet in staat zijn om te repliceren (met enige variatie) en om in een omgeving te worden geplaatst, natuurlijke selectie en evolutie zijn mogelijk. In zijn boek, Het egoistische gen, Dawkins wees erop dat concepten en ideeën zich ontwikkelen in de hersenen en zich via communicatie tussen mensen verspreiden. In veel opzichten lijkt dit op het gedrag en de aanpassing van genen, daarom noemde hij ze 'memes'. Sommigen vergelijken liederen, grappen en rituelen die in menselijke samenlevingen worden gedeeld met de zeer vroege stadia van organische levensvrije radicalen die zwemmen in de oude zeeën van de aarde . Zulke wezens van de geest repliceren, evolueren en strijden om te overleven in het rijk van ideeën.
Dergelijke memes bestonden vóór de mensheid, bij sociale vogeloproepen en aangeleerd gedrag bij primaten. Toen de mensheid in staat was tot abstracte gedachten, werden deze memes verder ontwikkeld, bestierden ze de stambetrekkingen en vormden ze de basis van de eerste gewoonten, cultuur en religie. De uitvinding van het schrijven zette de ontwikkeling van memes verder aan, omdat ze zich verder konden verspreiden over ruimte en tijd, en memetische informatie verspreidden op dezelfde manier waarop genen biologische informatie propageren. Voor sommigen is dit pure analogie, maar anderen beweren dat memes de basis vormen van een unieke, zij het enigszins rudimentaire en beperkte levensvorm.
Sommigen hebben het verder gebracht. George van Driem heeft de theorie van het symbiose ontwikkeld, die stelt dat talen eigenlijk hun eigen levensvormen zijn. Oudere taaltheorieën waren van mening dat taal een soort parasiet was, maar van Driem houdt in dat we bestaan in een samenwerkingsrelatie met de memetische entiteiten die onze hersenen bewonen. We leven in een symbiotische relatie met deze taalorganismen: zonder ons kunnen ze niet bestaan en zonder hen zijn we weinig meer dan verwilderde mensachtigen. Hij gelooft dat de illusie van bewustzijn en vrije wil voortkomt uit de wisselwerking tussen de dierlijke instincten, honger en lusten van de menselijke gastheer en een linguïstische symbiont die zichzelf herhaalt door ideeën en betekenis.
6 XNA-gebaseerde synthetische levensduur
Het leven op aarde is gebaseerd op twee informatiedragende moleculen, DNA en RNA, en wetenschappers hebben zich lang afgevraagd of het mogelijk was dat andere, vergelijkbare moleculen mogelijk waren. Terwijl elk polymeer informatie kan opslaan, vertonen RNA en DNA erfelijkheid, codering en overdracht van genetische informatie en zijn ze in staat zich in de loop van de tijd aan te passen door middel van evolutionaire processen. DNA en RNA zijn snaren van moleculen die nucleotiden worden genoemd, bestaande uit drie chemische componenten - een fosfaat, een vijf-koolstofsuikergroep (ofwel een deoxyribosesuiker in DNA of een ribosesuiker in RNA) en een van de vijf standaardbasen (adenine, guanine, cytosine, thymine of uracil).
In 2012 ontwikkelde een team van wetenschappers uit Engeland, België en Denemarken als eerste ter wereld xeno-nucleïnezuur (XNA), synthetische nucleotiden functioneel en structureel vergelijkbaar met DNA en RNA. Deze werden ontwikkeld door de desoxyribose- en ribosesuikergroepen te vervangen door verschillende substituten. Dergelijke moleculen waren al eerder ontwikkeld, maar dit was de eerste keer dat ze in staat waren tot replicatie en evolutie.In DNA en RNA vindt replicatie plaats door moleculen die polymerasen worden genoemd, die normale nucleïnezuursequenties kunnen transcriberen, transcriberen en omkeren. Het team creëerde synthetische polymerasen om zes nieuwe genetische systemen te creëren: HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA en TNA.
Een van de nieuwe genetische systemen, HNA of hexitol-nucleïnezuur, bleek robuust genoeg om voldoende genetische informatie op te slaan om als basis voor biologische systemen te dienen. Een ander, threose nucleïnezuur of TNA, wordt beschouwd als een potentiële kandidaat voor de mysterieuze primordiale biochemie die regeerde voor het aanbreken van de dag.
Er zijn een aantal mogelijke toepassingen voor deze ontwikkeling. Verdere studies kunnen helpen bij het ontwikkelen van betere modellen voor het verschijnen van het leven op aarde en hebben implicaties voor speculaties over biologie. XNA's kunnen therapeutische toepassingen hebben, waarbij ze nucleïnezuurbehandelingen creëren die in staat zijn te binden aan specifieke moleculaire doelwitten zonder zo snel te verslechteren als DNA of RNA. Ze kunnen zelfs de basis vormen voor moleculaire machines, of een volledig synthetische levensvorm.
Voordat dat mogelijk zou zijn, zouden echter andere enzymen die geschikt zijn voor een bepaalde XNA moeten worden ontwikkeld. Sommige van die enzymen zijn eind 2014 in het Verenigd Koninkrijk ontwikkeld. Er is ook een mogelijkheid dat XNA in de genetische informatie van een RNA / DNA-organisme terecht kan komen en schade aanricht, dus er moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen.
5 Chromodynamische, zwakke kernkracht en zwaartekracht
In 1979 pleitte wetenschapper en nanotechnoloog Robert A. Freitas Jr. voor de mogelijkheid van niet-biologisch leven. Hij beweerde dat mogelijke metabolismes voor levende systemen gebaseerd zijn op de vier fundamentele krachten: elektromagnetisme, sterke kernkracht (of kwantumchromodynamica), zwakke kernkracht en zwaartekracht. Elektromagnetische leven is het standaard biologische leven dat op aarde wordt aangetroffen, evenals buitenaardse biologische configuraties en machine-gebaseerde levensvormen.
Chromodynamisch leven is mogelijk mogelijk op basis van de sterke kernkracht, die de sterkste van de fundamentele krachten is, maar alleen over extreem korte afstanden. Hij suggereert dat een dergelijke omgeving mogelijk is op een neutronenster, een zwaar, spinnend object met een diameter van 10-20 kilometer (6-12 mijl) met de massa van een ster. Met hoge dichtheid, ongelooflijke magnetische velden en zwaartekracht 100 miljard keer die van de aarde, hebben ze een 3 kilometer dikke (2 mijl) korst van kristallijne ijzerkernen. Hieronder bevindt zich een zee van extreem hete neutronen met een verscheidenheid aan nucleaire deeltjes, waaronder protonen en atoomkernen en mogelijk sterk neutronenrijke 'macronuclei'. Deze macronuclei zouden theoretisch grotere supernuclei kunnen vormen analoog aan organische moleculen, waarbij neutronen fungeren als het equivalent van water in een uiterst bizar pseudo-biologisch systeem.
Freitas ziet zwakke levensvormen met een zwakke kern als minder waarschijnlijk, aangezien zwakke krachten alleen op sub-nucleaire gebieden werken en ze zijn niet bijzonder sterk. Omdat het vaak voorkomt bij radioactief-beta en vrij neutron verval, kan er een levensvorm met zwakke kracht bestaan door de zwakke interacties in zijn omgeving zorgvuldig te beheersen. Hij stelde zich voor dat wezens waren samengesteld uit atomen met overtollige neutronen die bij hun dood radioactief worden. Er wordt gespeculeerd dat er gebieden van het universum zijn waar de zwakke kernkracht sterker is, waardoor de kansen op dit soort leven toenemen.
Zwaartekracht schepselen zouden ook kunnen bestaan, omdat zwaartekracht de meest voorkomende en efficiënte fundamentele kracht in het universum is. Zulke schepselen zouden energie kunnen ontlenen aan de zwaartekracht zelf, met immense zwaartekracht-entiteiten die zich voeden met botsingen tussen zwarte gaten, sterrenstelsels of andere hemellichamen, enigszins kleinere entiteiten van de rotatie en orbitale beweging van planeten, en nog kleinere gravitationele entiteiten die voeden met de energie van watervallen , windpatronen, getijden en zeestromingen, of zelfs aardbevingen.
4 Dusty Plasma-levensvormen
Het organische leven op aarde is gebaseerd op koolstofverbindingen, en we hebben al verschillende biologische alternatieven voor koolstof besproken. Maar in 2007 leidde een internationaal team onder leiding van V.N. Tsytovich van het Algemene Natuurkundig Instituut van de Russische Academie van Wetenschappen heeft gedocumenteerd dat deeltjes van anorganisch stof onder de juiste omstandigheden georganiseerd kunnen worden in helixstructuren, die dan op elkaar kunnen reageren op een manier die sterk lijkt op de organische chemie. Dit gedrag vindt plaats in een staat van plasma, de vierde toestand van materie voorbij vaste stof, vloeistof en gas, waar elektronen van atomen worden gescheurd, waarbij een massa geladen deeltjes achterblijft.
Het team van Tsytovich ontdekte dat naarmate elektronische ladingen werden gescheiden en het plasma gepolariseerd werd, deeltjes in het plasma zelf georganiseerd in kurkentrekkervormige helixstructuren elektrisch geladen en tot elkaar aangetrokken werden. Ze konden ook delen om kopieën van de oorspronkelijke structuur te vormen, net zoals DNA, en veranderingen in hun buren veroorzaken. Volgens Tsytovich: "Deze complexe, zelfgeorganiseerde plasmastructuren vertonen alle noodzakelijke eigenschappen om ze te kwalificeren als kandidaten voor anorganische levende materie. Ze zijn autonoom, ze reproduceren en evolueren. "
Sommigen zijn begrijpelijk sceptisch en geloven dat de beweringen dat de anorganische structuren leven representeren, meer PR zijn dan serieuze, wetenschappelijke beweringen. Hoewel de spiraalvormige structuren die in plasma worden gevormd, op DNA kunnen lijken, betekent de gelijkenis in vorm niet noodzakelijkerwijs gelijkenis in functie. Bovendien is het feit dat de helices zelfrepliceren ook geen indicatie van levenspotentieel; wolken kunnen dat ook. Het meest vernietigend was dat veel van het onderzoek was gebaseerd op computermodellen in plaats van observatie.
Een van de deelnemers aan het experiment beweerde dat, hoewel de resultaten inderdaad op het leven leken, ze aan het eind van de dag 'gewoon een speciale vorm van plasmakristal' waren. Toch is het mogelijk dat anorganische deeltjes in het plasma zichzelf kunnen repliceren , evoluerende levensvormen, ze kunnen de meest voorkomende vorm van leven in het universum zijn, dankzij de alomtegenwoordige plasma en interstellaire stofwolken in de ruimte.
3 iCHELLs
Professor Lee Cronin, Gardiner-leerstoel Scheikunde aan het College van Wetenschap en Technologie van de Universiteit van Glasgow, heeft een droom en die droom is om levende cellen uit metaal te maken. Hij gebruikte polyoxometalaten, een reeks metaalatomen gekoppeld aan zuurstof en fosfor, om celachtige bellen te creëren die hij anorganisch-chemische cellen of iCHELLs noemt.
Het team van Cronin begon met het maken van zouten van negatief geladen ionen van de grote metaaloxiden gebonden aan een klein, positief geladen ion zoals waterstof of natrium. Een oplossing van deze zouten wordt dan gespoten in een andere zoutoplossing vol met grote, positief geladen organische ionen gebonden aan kleine, negatieve. De twee zouten ontmoeten en wisselen delen, en de grote metaaloxiden worden een partnerschap aangegaan met de grote organische ionen, en vormen een soort schaal of bel die onoplosbaar is in water. Door de ruggengraat van metaaloxide te modificeren, kunnen de luchtbellen de eigenschappen van biologische celmembranen krijgen, waardoor selectief chemicaliën in en uit de cel kunnen komen, wat mogelijk dezelfde gecontroleerde chemische reacties in levende cellen mogelijk maakt.
Het team heeft ook bubbels in bubbels gemaakt, die de interne structuren van biologische cellen nabootsen, en heeft vooruitgang geboekt bij het creëren van een kunstmatige vorm van fotosynthese, die mogelijk kan worden gebruikt om kunstmatige, plantachtige cellen te creëren. Andere synthetische biologen merken op dat de cellen nooit levensecht zullen zijn totdat ze een systeem voor replicatie en evolutie hebben, zoals DNA. Cronin is hoopvol dat de verdere ontwikkeling de weg zal wijzen. Potentiële toepassingen voor de technologie zijn onder andere ontwikkelmaterialen voor zonnebrandstofapparaten (de cellen kunnen ook elektriciteit opslaan) en potentiële medische toepassingen.
Volgens Cronin: "Het grote doel is om complexe chemische cellen te bouwen met levensechte eigenschappen die ons kunnen helpen begrijpen hoe het leven is ontstaan en om deze benadering ook te gebruiken om een nieuwe technologie te definiëren die is gebaseerd op evolutie in de materiële wereld - een soort anorganisch levende technologie. "
2 Von Neumann-probes
Machinaal gebaseerd kunstmatig leven is een algemeen begrip, bijna afgezaagd, dus we zullen ons concentreren op de fascinerende Von Neumann-sondes voor de doeleinden van dit artikel. Ze werden voor het eerst voorgesteld door de Hongaarse wiskundige en futurist van het midden van de 20e eeuw, John Von Neumann, die geloofde dat een machine voor het repliceren van de functies van het menselijk brein zelfcontrole en zelfherstelmechanismen nodig zou hebben. Hij kwam op het idee om zelfreplicerende machines te maken, gebaseerd op observaties van hoe het leven toeneemt in complexiteit door replicatie. Hij geloofde dat dergelijke machines een soort universele constructor zouden moeten hebben, die hen in staat zou stellen niet alleen replica's van zichzelf te bouwen, maar ook potentieel verbeterde of gewijzigde versies, waardoor evolutie en toenemende complexiteit in de tijd mogelijk worden.
Andere futuristische denkers zoals Freeman Dyson en Eric Drexler pasten deze concepten al snel toe op het gebied van ruimteverkenning en kwamen met het concept van de Von Neumann-sonde. Het sturen van zelfreplicerende robots in de ruimte kan de meest efficiënte manier zijn om de melkweg te koloniseren, mogelijk bezetten ze de hele Melkweg in minder dan een miljoen jaar, zelfs als ze worden beperkt door de snelheid van het licht.
Zoals Michio Kaku uitlegt:
Een Von Neumann-sonde is een robot die is ontworpen om sterrenstelsels op afstand te bereiken en fabrieken te creëren die duizenden exemplaren van zichzelf zullen reproduceren. Een dode maan in plaats van een planeet is de ideale bestemming voor Von Neumann-sondes, omdat ze gemakkelijk kunnen landen en opstijgen vanuit deze manen, en ook omdat deze manen geen erosie hebben. Deze sondes zouden van het land leven, met behulp van natuurlijke afzettingen van ijzer, nikkel, enz. Om de grondstoffen te maken voor het bouwen van een robotfabriek. Ze zouden duizenden kopieën van zichzelf creëren, die zich vervolgens zouden verspreiden en naar andere sterrenstelsels zouden zoeken.
Verschillende versies van het basisidee van Von Neumann zijn in de loop der jaren ontwikkeld, inclusief verkennings- en verkenningssondes voor stille verkenning en subtiele bewaking van buitenaardse beschaving, communicatiesondes verspreid over de ruimte om buitenaardse radiosignalen beter te detecteren, werkerssondes om supermassieve kosmische structuren te bouwen en kolonisatieprobes om nieuwe werelden met kolonisten te zaaien. Er kunnen zelfs oplopende sondes zijn ontworpen om ontluikende beschavingen de ruimte in te leiden. Nog zorgwekkender kunnen er zelfs berserker-sondes zijn die zijn ontworpen om elk spoor van het organische leven dat ze tegenkomen te doven, wat misschien de bouw van politie-sondes noodzakelijk maakt om te waken tegen dergelijke aanvallen. Aangezien sommigen Von Neumann sondes vergelijken met een soort interstellair virus, willen we misschien goed nadenken voordat we aan dergelijke ontwikkelingen beginnen.
1 Gaia-hypothese
In 1975, Drs. James Lovelock en Sidney Epton hebben samen een artikel voor Nieuwe wetenschapper getiteld "De zoektocht naar Gaia." Terwijl de conventionele opvatting is dat het leven op Aarde is ontstaan en welvarend is geweest omdat de materiële omstandigheden goed waren, betogen Lovelock en Epton dat het leven zelf een actieve rol heeft gespeeld bij het bepalen en behouden van de voorwaarden om te overleven.Ze stelden voor dat alle levende materie op aarde, in de lucht, de oceanen en het landoppervlak deel uitmaken van een enkel systeem dat zich gedraagt als een levend superorganisme, in staat om de temperatuur van het oppervlak en de samenstelling van de atmosfeer te modificeren om om zijn overleving te verzekeren. Ze noemden dit systeem Gaia, naar de godin van de Griekse aarde. Het bestaat om een homeostase te handhaven waardoor de biosfeer kan bestaan in het aardse systeem.
Lovelock werkte al sinds het midden van de jaren zestig aan zijn Gaia-hypothese. Het idee is dat de biosfeer van de aarde een aantal natuurlijke cycli kent en dat wanneer iemand misgaat, de anderen compenseren om de leefbaarheid te behouden. Dit is gebruikt om uit te leggen waarom de atmosfeer niet voornamelijk koolstofdioxide is of waarom de zeeën niet overdreven zout zijn. Terwijl vulkaanuitbarstingen een vroege atmosfeer van voornamelijk koolstofdioxide creëerden, ontwikkelden zich bacteriën die stikstof afscheiden en planten produceerden zuurstof door middel van fotosynthese. Na miljoenen jaren veranderde de atmosfeer in onze huidige, redelijk aangename atmosfeer. Ondanks rivieren die zout van de rotsen naar de oceanen voeren, blijft het oceanische zoutgehalte stabiel op 3,4 procent, omdat het zout wordt uitgezogen door scheuren in de oceaanbodem. Dit zijn geen bewuste processen, maar het resultaat van feedbacklussen die de planeet in een bewoonbare balans houden.
Ander bewijsmateriaal omvat hoe als, als het niet voor biotische activiteiten was, elementen zoals methaan en waterstof in slechts enkele decennia uit de atmosfeer zouden verdwijnen. Ook, ondanks het feit dat de zon in de afgelopen 3,5 miljard jaar met 30 procent toenam, schommelde de gemiddelde temperatuur in die tijd slechts met slechts 5 graden Celsius (9 ° F), dankzij een regulerend mechanisme dat koolstof verwijderde dioxyde uit de atmosfeer en sloot het op in gefossiliseerde organische stof.
Aanvankelijk werden de ideeën van Lovelock begroet met spot en beschuldigingen van New Age mystiek en pseudowetenschap. In de loop van de tijd heeft de Gaia-hypothese echter een invloed gehad op de manier waarop wetenschappers over de biosfeer van de aarde denken, waardoor ze de aandacht vestigen op componenten van de biosfeer en hoe ze het geheel beïnvloeden. Tegenwoordig wordt de Gaia-hypothese meer gerespecteerd dan geaccepteerd door wetenschappers. Het wordt door velen beschouwd als een positief cultureel kader waarvoor wetenschappelijke studies kunnen worden uitgevoerd, met respect voor de aarde als een wereldwijd ecosysteem.
Paleontoloog Peter Ward heeft de rivaliserende Medea-hypothese ontwikkeld, genoemd naar de moeder die haar kinderen vermoordde in de Griekse mythologie, waarin staat dat het leven in essentie suïcidaal en zelfdestructief is. Hij wijst op hoe historisch gezien de meeste massa-uitstervingen zijn veroorzaakt door levensvormen, zoals micro-organismen of hominiden in broeken die de atmosfeer van de aarde zwaar aantasten.