A középszerűség elve
Az "ortodox" SETI alapelvei - A SETI szépsége /Almár Iván/

Helyzetünk a Világmindenségben első látásra zavarba ejtően átlagosnak tűnik. A Föld egy átlagos méretű bolygó a Naprendszerben, a Nap egy átlagos csillag a Tejútrendszerben, és Tejútrendszerünk sem több, mint egy átlagos spirálgalaxis. Sokféle kísérlet történt már arra, hogy bebizonyítsák mindezen állítások ellenkezőjét, de nem sok sikerrel. Nézzük a tényeket!

A Föld a Naprendszer kilenc nagybolygójának egyike. Még a négy belső bolygó közül sem válik ki különösebben, tömege megegyezik a Vénuszéval, tengelyforgási ideje a Marséval, légköre pedig - legalábbis ami a sűrűségét illeti - éppen a Marsé és a Vénuszé közé esik. Az a tény, hogy a Föld a négy belső bolygó közül az egyetlen, amelyen folyékony víz található, nyilván összefügg hőmérsékletével, vagyis a Naptól mért távolságával; ha más égitest került volna a helyére, akkor valószínűleg azon is lenne víz, esetleg óceán is.

Azt már nehezebb megmagyarázni, hogy a Naprendszerben miért éppen csak a Földön működik tartósan a lemeztektonika, ami folyamatos kéregelmozdulásokat hoz létre, és valószínűleg fontos szerepet játszik a földi élet fejlődésében (de pontosan még nem tudjuk, hogy milyent). Ez viszont összefügghet azzal a különlegességgel, hogy a belső bolygók közül egyedül Földünknek van viszonylag nagy tömegű kísérője, tudniillik a Hold. Többen kiszámították már azokat a csillagászati hatásokat, amelyeket a Hold gyakorolt a Földnek, mint bolygónak a történetére. Ezek közül néhány az élet fejlődése szempontjából is jelentőséggel bírhat. Megállapították például, hogy ha a Hold nem létezne, vagy a mainál sokkal kisebb lenne, akkor a Föld tengelyferdesége a 0 és 85 fok között kaotikusan vándorolna, s évmilliókon keresztül 50 foknál nagyobb lett volna, ami jelentős klimatikus hatással járna. Ennek alapján többen úgy vélik, hogy a viszonylag stabil éghajlati viszonyokhoz szükség van egy viszonylag nagyméretű holdra. Lehet, hogy ebben rejlik életet hordozó Földünk egyik sajátossága, de ezt az érvet helyzetünk különlegessége mellett nem érzem nagyon meggyőzőnek. Egyrészt az élet alkalmazkodni tud jelentős klímaváltozásokhoz is, másrészt az ilyen "kettős bolygó" sem lehet túlságosan ritka, hiszen a kilenc nagybolygó közül kettő (több, mint 20%!) ilyenre sikerült. A Plútó-Charon rendszer a Naprendszer külső szélén ugyanis hasonló jellegű, ott még nagyobb a hold tömege a bolygóéhoz képest.

Végül szokás a földi légkör összetételének különlegességére hivatkozni. Ha figyelembe vesszük, hogy az oxigén feldúsulását a légkörben feltehetőleg maga a földi élet idézte elő, akkor legfeljebb a nitrogéngáz dominanciája nevezhető különösnek - legalábbis bolygószomszédainkhoz képest. De nitrogén légkört találtak a távoli Titán holdon is! Összegezve: nincs olyan jelenség, amely egyértelműen igazolná, hogy a Föld, mint égitest, ritka, kivételes jelenség. Valószínűnek tűnik, hogy ha egy másik bolygó keringene itt, 1 CSE-nyire a Naptól, akkor az is az élet bölcsője lehetett volna.

Maga a Naprendszer persze ma még egyedi példánynak látszik, de meddig? Mint a következő fejezetben látni fogjuk, immár tucatnyi exobolygót, vagyis idegen csillagok körüli bolygót ismerünk. S bár ezek mind lényegesen nagyobbak Földünknél, semmi ok nincs annak feltételezésére, hogy Föld-szerű bolygók nem keringenek a csillagok körül. A Naprendszer, ha nem is szokványos jelenség az Univerzumban, de valami hasonló azért igen sok csillag körül létrejöhetett. Az erre utaló jeleket is a következő fejezetben ismertetjük.

A Nap valóban egy abszolút átlagos csillag. Éppen a fősorozat közepe táján, a G0 színképtípusnál található. Fényessége gyakorlatilag állandó, csillag-kísérője nincs. Helyzete a Tejútrendszerben nem tűnik különlegesnek, mert valahol a fősík közelében, a korong külső harmadában, egy átlagos csillagsűrűségű környéken kering szabályos pályán a rendszer központja körül. A több, mint százmilliárd lakosú "csillagváros" egyik szürke, jelentéktelen polgára.

Viszonylag könnyű érveket felsorakoztatni amellett, hogy ennek így is kell lennie, vagyis hogy az élet nagy valószínűséggel éppen az ilyen átlagos csillagok közelében alakulhatott ki, és fejlődhetett zavartalanul évmilliárdokig. Nézzük sorra az érveket! A hagyományos csillagászati álláspont szerint az élet minden csillag körül a "lakható zónában" jöhet létre, vagyis abban a távolságban a csillagtól, ahol az átlaghőmérséklet 0 és 100 fok Celsius között lévén folyékony víz tartósan létezhet. E zóna helyzete és szélessége a központi csillag kisugárzásától, vagyis hőmérsékletétől függ. A fiatal, forró csillagoknál e zóna messzebb van, és egyben szélesebb is. Az alacsony hőmérsékletű, halvány törpecsillagoknál (ezekből van a legtöbb) a zóna közelebb fekszik a középponti csillaghoz, és keskenyebb. Ez utóbbi esetben nyilván kisebb a valószínűsége annak, hogy a lakható zónában éppen alkalmas bolygó kering. A fiatal, forró csillagoknál más a probléma: a hatalmas energiatermelés miatt gyorsan öregszenek, fényerejük csökken, tehát a lakható zóna összezsugorodik, ami nyilván kedvezőtlen jelenség az élet évmilliárdokig tartó fejlődése szempontjából. Maradnak tehát az F, G és K színképosztályokhoz tartozó, átlagos csillagok, mint amilyen a mi Napunk is.

Ugyancsak kedvezőtlen hatása lehet annak, ha a bolygórendszer központi csillaga kettős, vagy változtatja fényességét. Egyrészt kettőscsillagok körül nehezen alakul ki stabil bolygópálya, másrészt az élet fejlődéséhez, mint már többször említettük, egyenletes energiabeáramlásra van szükség. Ha a fűtés ritmusa komplikálódik, mert a csillag pulzál, vagy egy csillagkísérő fel- vagy eltűnése okoz ingadozást a bolygó hőmérsékletében, az valószínűleg hátrányos az élet fejlődése szempontjából. Marad tehát a csillagkísérő nélküli, F, G vagy K típusú törpecsillag, mint legkedvezőbb eset. Az ilyen csillagok száma a Tejútrendszerben biztosan meghaladja a százmilliót.

A "középszerűség elvét" a központi csillag vonatkozásában Morrison így fogalmazta meg igen szemléletesen:

"Semmi sem tüntet ki bennünket, nincs valamiféle hatalmas nyíl az égen, amely oda mutat, ahol mi élünk. Az egyik porszem vagyunk csupán abban a roppant Kepler gyűrűben, amely a galaxis mentén körbe fut, nincs, ami megbontsa ötvenmillió dG0-dK partnerünkkel való demokratikus egyenjogúságunkat."

Ez az alapelv olyan fontos, hogy természetesen több kísérlet is történt már arra, hogy megdöntsék. 1987 körül a szovjet Marocsnyik és Muhin, illetve tőlük függetlenül a magyar Balázs Béla kezdett érveket felsorakoztatni amellett, hogy Napunk helyzete a Tejútrendszerben mégiscsak különleges. Galaxisunk szerkezetének részletesebb vizsgálata arra az eredményre vezetett, hogy a csillagok és a spirálkarok mozgása eltérő jellegű, a csillagok elmozdulnak a spirálkarokhoz képest, sőt időről időre át is haladnak rajtuk. Egyedüli kivétel egy keskeny körgyűrű, amelyben a csillagok és a spirálkarok keringési sebessége azonos. Ez a helyzet a Tejútrendszer középpontjától mintegy 10 k pc-re következik be (1. ábra). A szerzők szerint ez lenne az élet tartós fennmaradása szempontjából egyedül számításba jövő zóna, és Napunk - nyilván nem véletlenül - éppen ebben a távolságban kering a Tejútrendszer középpontja körül. Arra hivatkoznak, hogy a spirálkarokon való áthaladás veszélyekkel jár, például megnő egy közeli szupernóvakitörés valószínűsége. Ez az élet fennmaradása szempontjából halálos veszélyt jelenthet. Eszerint a Nap helyzete mégis kitüntetett, társakat, fejlett civilizációt csak ebben a keskeny (mintegy 200 pc széles), a spirálkarokkal együttforgó "életövben" érdemes keresni.

1. ábra A Nap helyzete és pályája a Tejútrendszerben.

Ez az elgondolás átütő sikert nem aratott, főleg azért, mert alapfeltevései további megerősítést igényelnek. Jelenleg semmiféle hatása nincs a SETI programokra, amelyek nem ezt az állítólagos kitüntetett zónát, hanem továbbra is az egész eget pásztázzák.

Még egy hasonló kísérlet érdemel említést. Trimble 1997-ben publikálta a 2. ábrát, amelyen a nehéz elemeknek a Napéhoz viszonyított elemgyakoriságát (z/z 0) látjuk különféle csillagpopulációkra a milliárd évben mért koruk függvényében. Három csillagpopuláció létezik a Tejútrendszerben: a legöregebb, ún. halo csillagok, továbbá a vastag korong, illetve a vékony korong csillagai. Mint látjuk, az első kettő öregebb ugyan, de gyakorlatilag még hiányoznak belőlük a szilárd bolygók keletkezéséhez szükséges nehéz elemek. A vékony korong csillagaiban már van ugyan elég fém (időközben az öreg csillagok belsejében felépült nehéz elemek kiszóródtak a csillagközi térbe), de többségük túl fiatal még, és alkalmas bolygóikon sem volt elegendő idő ahhoz, hogy az élet elérje az intelligencia fokát. A diagram szerint a Nap viszont olyan kivételes környéken keletkezhetett, amely az átlagosnál jóval több nehéz elemet tartalmazott - talán azért, mert a Nap közelében bizonyos jelek szerint éppen a kellő időben két szupernóvarobbanás történt. Erre a feldúsulásra valóban szükség is lehetett az életet hordozó bolygó megszületésekor.

2. ábra A különböző populációkhoz tartozó csillagoknak a Napéhoz viszonyított nehézfém tartalma, mint koruk függvénye.

Ez az érvelés sem csökkenti azonban lényegesen annak a megállapításnak a hitelét, hogy a Nap egy átlagos csillag. Még kevésbé tagadhatjuk, hogy a Tejútrendszer egy átlagos, bár meglehetősen nagy galaxis. Arról, hogy az élet feltételei milyen mértékben teljesülnek a különféle galaxisokban, ma még sejtelmünk sincs. Egyedül az látszik valószínűnek, hogy az aktív maggal rendelkező galaxisokban, kvazárok környékén az élet tartósan aligha maradhat fenn. Vannak továbbá elliptikus galaxisok, amelyekből gyakorlatilag hiányzik a csillagközi anyag, ezek sem lehetnek az élet szülőhelyei.

Érdemes röviden összefoglalni, hogy csillagászati oldalról a természet milyen végtelenül nagy színpadot biztosít az élet különféle formái számára. A galaxisok száma a belátható Univerzumban mintegy százmilliárd. Annak érzékeltetésére, hogy ez mekkora szám, érdemes megjegyezni, hogy ha csak minden tízezredik galaxisban működik jelenleg egy-egy aktív civilizáció, akkor is tízmilliónyi lenne belőlük a belátható Univerzumban. Igaz, ebben az esetben valószínűleg még a legközelebbi is túl van azon a távolságon, ameddig távcsöveink a galaxisokat csillagokra bontják. Ha minden egyes galaxisban csak mintegy tízmilliárd csillag található, akkor is összesen kb. 1021 darab csillagot számlálhatnánk meg az égen. (Ebből szabad szemmel csak mintegy 6000 látszik.) Szerény becslés szerint korát és fényességét tekintve ezek legalább egytizede hasonlít a Naphoz. A következő logikus kérdés az lenne, hogy hánynak van közülük bolygórendszere, hány esetben fejlődhetett ki rajtuk az élet stb. Ezeknek a kérdéseknek az áttekintésére (nem a megválaszolására!) született meg Drake nevezetes formulája.

Előző fejezet - Tartalomjegyzék - Következő fejezet

SETI - Földönkívüli Intelligens Élet Kutatás
tudományos módszerekkel
Frissítve: 2000-10-08 Kiss István-Távkapcsolat Co.