Vieraskynä / Toimitus / 19.12.2017

Ihmiskunta on maailmankaikkeuden mittakaavassa erityinen, ja näistä syistä tiedämme sen

Vuosi sitten kiitospäivänä amerikkalainen tähtitieteilijä Howard Smith kirjoitti kiinnostavan mielipidekirjoituksen maailmankaikkeudesta ja ihmisen asemasta siinä Washington Post -lehdessä. Areiopagi julkaisee puheenvuoron nyt suomeksi.

Osaamme olla kiitollisia monista silmiinpistävistä asioista. Mutta tarkastellaan nyt sellaista ilon aihetta, jota ihmiset tuntevat vähemmän, nimittäin lahjaa nykyaikaiselta tähtitieteeltä: sitä, miten näemme itsemme.

Aikoinaan tähtitieteessä Maa sijoitettiin maailmankaikkeuden keskipisteeseen ja ajattelimme olevamme erityisiä. Mutta kun Kopernikus oli potkaissut Maan jalustaltaan, päätimme, että olisimme kosmisesti merkityksettömiä. Osin näin tehtiin siksi, että maailmankaikkeus on valtava ja sen ajateltiin olevan suunnilleen samanlainen kaikkialla. Tähtitieteilijä Carl Sagan on esittänyt asian tähän tapaan: “Havaitsemme elävämme yksitoikkoisen tähden merkityksettömällä planeetalla”. Stephen Hawking on ollut vielä suorasanaisempi: “Ihmisrotu on vain kemiallista pohjasakkaa keskinkertaisen kokoisella planeetalla

Kuitenkin kahden erityisen dramaattisen tähtitieteellisen löydön – big bang -kosmologian ja muiden tähtien ympärillä olevien planeettojen (eksoplaneettojen) – tarkastelu viittaa päinvastaiseen. Vaikuttaa siltä, että olemme kosmisesti erityisiä, ehkä jopa ainutlaatuisia – ainakin sen perusteella, mitä tietoja meillä on käytettävissä luultavasti pitkään aikaan.

Antrooppisen periaatteen ajatus on saanut kannatusta fyysikoilta yli 40 vuoden ajan. Maailmankaikkeus on kaikkea muuta kuin pelkkä kokoelma sattumanvaraisia vahinkoja – se vaikuttaa yllättävänkin hyvältä ja hienosäädetyltä elämää varten. Esimerkiksi neljän maailmankaikkeudessa toimivan perusvuorovaikutuksen voimakkuus – painovoiman, sähkömagnetiikan, vahvan ja heikon vuorovaikutuksen (joista viimeiset kaksi hallitsevat vain atomitasolla) – on sellaista suuruusluokkaa, että pienikin poikkeama olisi elämän kannalta kriittinen. Jo muutaman prosentin ero niissä nykyiseen nähden tarkoittaisi sitä, ettemme olisi täällä.

Äärimmäinen esimerkki on big bang -luominen: äärimmäisen pienikin muutos sen herkkään laajenemisarvoon estäisi elämän. Yleensä fyysikot ratkaisevat tätä ongelmaa melko arvailevaan tyyliin: on olemassa rajaton määrä maailmankaikkeuksia ja me elämme siinä, jossa arvot ovat sopivat. Toisaalta eräät nykyajan filosofit kuten Thomas Nagel ja uraa uurtavat kvanttifyysikot kuten John Wheeler ovat sen sijaan väittäneet, että älyllisten olentojen on täytynyt jotenkin olla näin mielenkiintoisesti hienosäädetyn kosmoksen päämäärä.

Näyttää todennäköiseltä, että maapallon ulkopuolista älykkyyttä voisi esiintyä eksoplaneetoilla, mutta älykkyyttä ei ole helppo tuottaa. Paleontologi Peter Ward ja tähtitieteilijä Donald Brownlee tiivistävät monia rajoitteita kirjassaan “Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe ” (”Harvinainen Maa: Miksi monimutkainen elämä on epätavallista maailmankaikkeudessa”) ja osoittavat, miksi tarvitaan paljon enemmän kuin nestemäistä vettä ja mukava ympäristö, jotta edes yksinkertaista (saati sitten monimutkaista) elämää voisi syntyä.

Vaikuttaa siltä, että tarvitaan vakaa ympäristö miljardien vuosien evoluutiolle sekä lisäksi kaikki oikeat ainesosat. Biologit Jacques Monodista Stephen Jay Gouldiin korostivat epätavallisia olosuhteita, jotka johtivat älykkyyteen Maassa, kun taas geneetikot ovat havainneet, että DNA on todennäköisesti muodostunut monien sattumien kautta. Vaikka samat prosessit toimivat kaikkialla, jotkut tapahtumasarjat voivat olla epätodennäköisiä, jopa tähtitieteellisen epätodennäköisiä. Älykkyyden evoluutio saattaa olla sellainen.

Valonnopeus on tunnettu rajoite, joka osaltaan takaa, että edes tuhansien vuosien aikajänteellä emme kykene kommunikoimaan kuin suhteellisen pienen tähtijoukon (kymmenien miljoonien) kanssa kosmisessa naapurustossamme. Jos tähtitieteellisten, biologisten ja evolutionääristen seikkojen kannalta todennäköisyys elämän muodostumiselle ja kehittymiselle älykkyydeksi on edes vain yksi kymmenestä miljoonasta, meillä ei todennäköisesti ole ketään, jolle puhua.

Eksoplaneettojen löytäminen oli dramaattista, mutta ei odottamatonta. Jo [antiikin] Kreikassa ajateltiin, että planeetat ovat yleisiä. Oppikirjoissa opetettiin, että aurinkokuntamme oli tyypillinen. Eksoplaneettojen eksoottinen moninaisuus tuli kuitenkin yllätyksenä. Monilla niistä on varsin elliptiset kiertoradat epästabiilien tähtien ympärillä, ja ne tekevät evoluution miljardienkin vuosien aikana vaikeaksi, ellei jopa mahdottomaksi. Joissain järjestelmissä puolestaan on valtavia planeettoja, jotka ovat voineet kutistua kasaan, häiriten kiertoratoja. On myös monia muita odottamattomia ominaisuuksia. Nämä odottamattomat löydöt ovat auttaneet tutkijoita selvittämään myös Maan monimutkaista historiaa.

Vaikuttaa siltä, että Maan ulkopuolinen älykkyys on harvinaisempaa kuin aiemmin on kuviteltu. Kutsun tätä epäantrooppiseksi periaatteeksi. Käytännössä voimme olla yksin kosmisessa naapurustossamme, ja jos laajentaisimme etsinnän laajuutta, meidän täytyisi odottaa tuloksia vielä pidempään. Olemme todennäköisesti harvinaisia – ja näyttää todennäköiseltä, että olemme yksin pitkään. Tämä on toinen uusi todiste siitä, että emme ole aivan tavallisia.

Jotkut kollegoistani torjuvat voimakkaasti tällaisen näkemyksen. He ovat samoilla linjoilla Hawkingin kanssa, joka on todennut, ettei voi ”uskoa koko maailmankaikkeuden olevan olemassa meidän vuoksemme”. Meillä kaikilla on uskomuksia – mutta ne eivät varsinaisesti todista vielä mitään. Hawkingin uskoon sisältyy ennakko-oletus, että olemme vain tavallisia, ”kemiallista pohjasakkaa”. Toisaalta kaikki tähän astiset havainnot ovat yhteensopivia sen ajatuksen kanssa, ettei ihmisyys olekaan mitään keskimääräistä ja ettemme tule pitkiin aikoihin muuta tietämäänkään. Näyttää siltä, että meillä saattaisi jopa olla jokin kosminen rooli.

Olkaamme kiitollisia ihmeellisistä elämän ja tietoisuuden lahjoista, ja myöntäkäämme nykyisen todistusaineiston kertovan siitä, että ihmisyys ja oma kotiplaneettamme Maa ovat harvinaisia ja kosmisesti erityisiä.  Ja toimikaamme sen mukaisesti.

Tämä Howard A. Smithin puheenvuoro on julkaistu alun perin Washington Post -lehdessä otsikolla Humanity is cosmically special. Here’s how we know.

Smith toimii opetustehtävissä Harvardin yliopiston tähtitieteen osastolla sekä vanhempana astrofyysikkona Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksessa.

Lisälukemista:

Smith, H. A. 2017. Questioning Copernical Mediocrity: Modern Astrophysics Can Intimate Our Cosmic Significance. American Scientist. Vol 105. Heinäkuun numero.

Kuva: NASA Johnson@Flickr.comCC BY-NC 2.0.

Ylös