Kort over det observerbare univers. (Paul Carlos Budassi/Wikimedia/CC BY 4.0) Livets byggesten kan, og blev, spontant samlet under de rigtige forhold. Det kaldes spontan generering, eller abiogenese . Selvfølgelig forbliver mange af detaljerne skjult for os, og vi ved bare ikke præcis, hvordan det hele skete.
Eller hvor ofte det kan ske.
Verdens religioner har selvfølgelig forskellige ideer om, hvordan livet fremstod, og de påkalder sig forskellige overnaturlige guddommes magiske hænder for at forklare det hele. Men disse forklaringer efterlader mange af os utilfredse, selv om de er farverige fortællinger.
'Hvordan opstod livet' er et af livets mest overbevisende spørgsmål, og et som videnskaben konstant kæmper med.
Tomonori Totani er en videnskabsmand, der finder det spørgsmål overbevisende. Totani er professor i astronomi ved University of Tokyo. Han har skrevet et nyt papir med titlen Livets fremkomst i et inflationært univers . Den er udgivet i Naturvidenskabelige rapporter .
Totanis arbejde læner sig meget op af et par koncepter. Den første er universets enorme alder og størrelse, hvordan det er oppustet over tid, og hvor sandsynligt, at begivenheder vil finde sted. Den anden er RNA; specifikt, hvor lang en kæde af nukleotider skal være for at 'forvente en selvreplikerende aktivitet', som avisen siger.
Totanis arbejde, som næsten alt arbejde med abiogenese, ser på de grundlæggende komponenter i livet på Jorden: RNA eller ribonukleinsyre . DNA sætter reglerne for, hvordan individuelle livsformer tager form, men DNA er meget mere komplekst end RNA.
RNA er stadig mere komplekst, i størrelsesordener, end de rå kemikalier og molekyler, der findes i rummet eller på overfladen af en planet eller måne. Men dens enkelhed sammenlignet med DNA gør det mere sandsynligt, at det sker via abiogenese.
Der er også en teori i evolutionen, der siger, at selvom DNA bærer instruktionerne om at bygge en organisme, er det RNA, der regulerer transskriptionen af DNA-sekvenser. Det hedder RNA-baseret evolution , og den siger, at RNA er underlagt darwinistisk naturlig udvælgelse og også er arveligt. Det er noget af rationalet bag at se på RNA vs DNA.
Dobbeltstrenget RNA. (Supyyyy/Wikimedia/CC By 4.0)
RNA er en kæde af kemikalier kendt som nukleotider. Nogle undersøgelser viser, at en kæde af nukleotider skal være mindst 40 til 100 nukleotider længe, før den selvreplikerende adfærd kaldet liv kan eksistere.
Over tid kan nok nukleotider danne en kæde til at opfylde dette længdekrav. Men spørgsmålet er, om der har været tid nok i universets liv? Nå, vi er her, så svaret må være ja, ikke?
Men vent. Ifølge en pressemeddelelse, der annoncerer dette nye papir, '... nuværende skøn tyder på, at magiske tal på 40 til 100 nukleotider ikke burde have været muligt i den rumfang, vi betragter som det observerbare univers.'
Nøglen her er udtrykket 'observerbart univers.'
'Der er dog mere i universet end det observerbare,' sagde Totani. 'I moderne kosmologi er det enighed om, at universet gennemgik en periode med hurtig inflation, der producerede et stort område med ekspansion ud over horisonten af, hvad vi direkte kan observere. At indregne dette større volumen i modeller for abiogenese øger enormt chancerne for, at liv opstår.'
Vores univers blev til i løbet af Stort brag , en enkelt inflationsbegivenhed. Ifølge Totanis papir indeholder vores univers 'sandsynligvis mere end 10^100 sollignende stjerner', mens det observerbare univers kun indeholder omkring 10 seksbillioner (10^22) stjerner.
Vi ved, at liv har fundet sted mindst én gang, så det er ikke udelukket, at abiogenese fandt sted mindst én gang mere, selvom chancerne er uendeligt små.
Ifølge statistikker skulle mængden af stof i det observerbare univers kun være i stand til at producere RNA, der er 20 nukleotider langt, langt under tallet 40 til 100. Men på grund af den hurtige inflation er meget af universet ikke observerbart. Det er simpelthen for langt væk til, at lys, der er udsendt siden Big Bang, kan nå os.
Når kosmologer lægger antallet af stjerner i det observerbare univers sammen med antallet af stjerner i det uobserverbare univers, er det resulterende tal 10^100 sollignende stjerner. Det betyder, at der er meget mere stof i spil, og den abiogene skabelse af lange nok RNA-kæder er ikke kun mulig, men sandsynlig eller endda uundgåelig.
Professor Totani anfører i sit papir det grundlæggende forhold, der undersøges. 'Her udledes en kvantitativ relation mellem den mindste RNA-længde/min, der kræves for at være den første biologiske polymer, og den universstørrelse, der er nødvendig for at forvente dannelsen af et så langt og aktivt RNA ved tilfældigt at tilføje monomerer.'
Bliver det forvirrende? Her er en forhåbentlig mere overskuelig oversigt.
Universet er større end dets observerbare del og indeholder sandsynligvis 10^100 sollignende stjerner. For at sandsynligheden for abiotisk dannelse af RNA på en jordlignende planet er lig med 1 eller enhed, skal den minimale nukleotidlængde være mindre end omkring 20 nukleotider, hvilket er meget mindre end det oprindeligt angivne minimum på 40 nukleotider.
Men videnskabsmænd tror ikke, at RNA på kun 20 nukleotider kan være selvreplikerende, i hvert fald ikke fra vores perspektiv som observatører af jordlevende liv. Som Totani siger i sit papir, 'Derfor, hvis udenjordiske organismer af en anden oprindelse end dem på Jorden opdages i fremtiden, ville det indebære en ukendt mekanisme, der virker til at polymerisere nukleotider meget hurtigere end tilfældige statistiske processer.'
Hvad ville den proces være?
Hvem ved, men dette er sandsynligvis et bøjningspunkt, hvor troende mennesker kan kime ind og sige: 'Hvorfor Gud, selvfølgelig.'
Totanis arbejde har på ingen måde givet et svar. Men ligesom meget videnskabeligt arbejde hjælper det med at forfine spørgsmålet og inviterer andre til at studere det.
'Som mange andre inden for dette forskningsfelt er jeg drevet af nysgerrighed og store spørgsmål,' sagde Totani.
'En kombination af min nylige undersøgelse af RNA-kemi med min lange historie inden for kosmologi får mig til at indse, at der er en plausibel måde, universet må være gået fra en abiotisk (livløs) tilstand til en biotisk. Det er en spændende tanke, og jeg håber, forskning kan bygge videre på dette for at afdække livets oprindelse.'
Denne artikel blev oprindeligt udgivet af Universet i dag . Læs original artikel .