Maan ulkopuolinen elämä

Taustaa

Avaruusolioita, kuten Maan ulkopuolisia bakteereja, on oletettu elävän aurinkokunnassa ja mahdollisesti myös koko maailmankaikkeudessa. Tämä oletus pohjautuu käsitykseen, jonka mukaan havaittava maailmankaikkeus on äärimmäisen suuri ja joka puolella vallitsevat samat fysiikan lait. Oletuksen mukaan olisi epätodennäköistä, että Maan ulkopuolella ei olisi elämää. Tämän näkemyksen kannattajia ovat mm. tunnetut tiedemiehet Carl Sagan ja Stephen Hawking. Oletus tulee ilmi Kopernikaanisessa periaatteessa, jonka mukaan maapallo ei ole keskeisessä asemassa maailmankaikkeudessa. Toisen näkemyksen mukaan maanpäällinen elämä ei ole ainutlaatuista maailmankaikkeudessa. Elämä on voinut syntyä itsenäisesti eri puolilla maailmankaikkeutta, tai vaihtoehtoisesti kulkeutua elinkelpoiselta planeetalta toiselle panspermian kautta.
Eräiden näkemysten mukaan eliöitä on syntynyt ja elää yhä muun muassa Venuksessa, Marsissa, Jupiterin Europa-kuussa sekä Saturnuksen Titan - ja Enceladus -kuissa. Toukokuussa 2011 NASA ilmoitti, että Enceladus ”vaikuttaisi olevan aurinkokunnan elinkelpoisin paikka heti Maan jälkeen”. Elämää voi myös olla eksoplaneetoilla, kuten Gliese 581 c, g ja d. Äskettäin on havaittu, että niiden massa on lähes sama kuin maapallon massa ja että ne sijaitsevat tähtensä elinkelpoisella vyöhykkeellä.

Elämän mahdollinen perusta

Maapallon ulkopuolisen elämän perustasta on esitetty useita teorioita biokemiallisista, evolutionaarisista ja morfologisista näkökulmista.

Evoluutio ja morfologia

Biokemiallisen perustan lisäksi monet ovat pohtineet myös Maan ulkopuolisen elämän evoluutiota ja morfologiaa. Tieteisfiktiossa Maan ulkopuolista elämää kuvataan usein ihmismäisinä tai liskomaisina hahmoina. Joskus avaruusolentoja kuvataan myös muun muassa kissaeläinten tai hyönteisten kaltaisina.
Olentoja kuvaavat ominaispiirteet voidaan jakaa universaaleihin ja erityisiin. Universaalien piirteiden ajatellaan kehittyneen Maassa toisistaan riippumatta useammin kuin kerran, eli oletettavasti niiden kehittäminen ei ole vaikeaa. Näitä piirteitä pidetään luonnostaan niin hyödyllisinä, että lajit pyrkivät vääjäämättä niitä kohti. Piirteistä olennaisin on luultavasti kaksikylkinen symmetria. Hieman monimutkaisempiin peruspiirteisiin kuuluvat lentokyky, näköaisti, yhteyttäminen sekä raajat. Näiden kaikkien ajatellaan kehittyneen Maassa useita kertoja. Esimerkiksi erilaisia silmiä on paljon, ja niiden toimintaperiaatteet ja havaitsemisominaisuudet saattavat olla hyvinkin erilaisia: silmät saattavat havaita näkyvän valon spektriltä rajallisesti aallonpituuksia, niillä on eri infrapunaspektri, ne polarisoivat eri tavoilla ja jotkin lajit käyttävät silmiään kaikupaikannukseen. Erityiset piirteet ovat puolestaan pohjimmiltaan sattumanvaraisia kehitysmuotoja. Niistä ei useinkaan ole hyötyä (tai ainakin ne täyttävät funktion, jonka voi täyttää myös jokin toisenlainen anatominen rakenne) eivätkä ne todennäköisesti uusiudu. Älylliset Maan ulkopuoliset elämänmuodot voisivat kommunikoida elein, kuten kuurot ihmisetkin, tai ääntein, joiden muodostus ei liity hengittämiseen. Jälkimmäistä esiintyy Maassakin esimerkiksi kaskaiden värisyttäessä siipiään tai sirkkojen hangatessa jalkojaan.
Erityisten piirteiden rajaaminen kyseenalaistaa monia itsestään selvinä pidettyjä näkemyksiä, jotka liittyvät biologisten organismien anatomiaan. Luuranko, joka asiantuntijoiden mukaan on välttämätön suurille maan pinnalla eläville eliöille, toistuu maan ulkopuolellakin muodossa tai toisessa. Maan ulkopuolisen elämän suuresta lajidiversiteetistä ei kuitenkaan olla yksimielisiä. Monet eksobiologit kyllä painottavat, että Maan päällisen elämän erittäin heterogeeninen luonne viittaa siihen, että ulkoavaruudessa vaihtelu voi olla vieläkin suurempaa. Sen sijaan toinen koulukunta uskoo konvergentin evoluution mukaisesti, että Maan ulkopuolisilla eliöillä voi olla hyvinkin samanlaisia piirteitä Maan päällä elävien kanssa.

Tieteellinen tutkimus

Maan ulkopuolista elämää etsitään tieteellisesti sekä suorasti että epäsuorasti.

Suora tutkimus

Tiedemiehet etsivät aurinkokunnasta yksisoluisia elämänmuotoja tutkimalla Marsin pintaa ja tarkastelemalla Maahan pudonneita meteoreja. Suunnitteilla on avaruuslento Jupiterin kuuhun Europaan, jonka pinnan alla epäillään olevan vesikerros. Tässä vedessä on mahdollisesti alkeellista elämää.
Ei ole juuri olemassa todisteita siitä, että Marsissa olisi (tai olisi ollut) mikrobielämää. Viking 1-avaruusluotain kuumensi Marsin maaperästä otettuja näytteitä ja raportoi kuumentamisen aiheuttamista kaasupäästöistä, joita eräät tutkijat pitivät osoituksena mikrobien olemassaolosta. Vahvistavia todisteita ei kuitenkaan saatu muista Viking-laskeutujan tekemistä kokeista, joten todennäköisesti kyseessä ei ollut biologinen reaktio. Myös Marsista peräisin olevasta meteoriitti ALH84001:stä löydettiin vuonna 1996 tehdyssä tutkimuksessa nanobakteereita muistuttavia rakenteita. Nämäkin tutkimustulokset ovat kiistanalaisia.
Helmikuussa 2005 NASAn tiedemiehet ilmoittivat löytäneensä vahvoja todisteita siitä, että Marsissa on elämää. NASAn aerodynamiikan tutkimuskeskuksen (Ames Research Center) tiedemiehet Carol Stoker ja Larry Lemke perustivat väitteensä omaan alkeellista elämää Espanjan Rio Tinto -joella käsittelevään tutkimukseensa sekä Marsin kaasukehässä havaittuun metaaniin, jonka tuotanto on samankaltaista kuin joidenkin maapallon alkeellisten eliöiden metaanintuotanto. NASA kuitenkin pian kiisti tiedemiesten väitteet ja Stoker itse perui alkuperäiset väitteensä.
Vaikka tämänkaltaiset löydökset ovat edelleen kiistanalaisia, näyttää kuitenkin siltä, että tiedemiehet yhä enemmän ja enemmän kannattavat ajatusta, että Mars-planeetalla on elämää. Konferenssissa, jossa Euroopan avaruusjärjestö esitteli tutkimustuloksiaan, järjestettiin epävirallinen haastattelututkimus ja 75 prosenttia paikalla olleista tiedemiehistä ilmoitti uskovansa, että Marsissa on joskus ollut elämää. 25 prosenttia puolestaan uskoi, että planeetalla on yhä elämää.
Marraskuussa 2011 NASA suunnitteli lähettävänsä Marsiin uuden monipuolisilla tutkimusvälineillä varustellun Mars Science Laboratory (MSL) -luotaimen. Sen tehtävä on etsiä Marsissa elämää tai elämän jälkiä. MSL-luotaimen Curiosity-Mars-mönkijä laskeutui Marsin Gale-kraatterille elokuussa 2012, mutta luotain ei ole toistaiseksi löytänyt Marsista elämään viittaavaa aineistoa.
Gaia-hypoteesin mukaan vankan eliöpopulaation omaavan planeetan ilmakehä on kemiallisessa epätasapainossa. Epätasapaino on suhteellisen helppo selvittää etäältä spektroskopian avulla. Spektroskooppisia menetelmiä täytyy kuitenkin vielä kehittää merkittävästi ennen kuin laitteella kyetään tutkimaan eksoplaneettoja.
Marshall Space Flight Centerin astrobiologi Richard B. Hoover ilmoitti maaliskuussa 2011 löytäneensä syanobakteerien kaltaisia mikrofossiileja hiilipitoisista CI1-meteoriiteista. NASA kuitenkin sanoutui irti Hooverin väitteestä.
Elokuussa 2011 NASA julkaisi tutkimuksen, joka käsitteli Maasta löydettyjä meteoriitteja. Tutkimuksen mukaan DNA- ja RNA-komponentit (adeniini, guaniini sekä muut samankaltaiset orgaaniset molekyylit), jotka mahdollistavat elämän maapallolla, voivat muodostua myös ulkoavaruudessa.

Epäsuora tutkimus

Yleisesti oletetaan, että jos avaruudessa olisi jokin teknologinen yhteiskunta, se lähettäisi informaatiota. Ei voida kuitenkaan olettaa, että tällainen yhteiskunta lähettäisi informaatiota juuri Maan suuntaan tai että pystyisimme tulkitsemaan sitä. Signaali myös kulkisi avaruudessa niin pitkän matkan, että vaikka signaali havaittaisiinkin, sen alkuperä olisi kaukana menneisyydessä.
Tästä huolimatta SETI:n kaltaiset hankkeet etsivät älyllisestä elämästä kertovia signaaleja. On esitetty, että ulkoavaruuden asukkaat lähettäisivät lasersignaaleja näkyvän valon lisäksi myös infrapunaspektrissä. Lasersignaalin etu on, että se ei ”suttaannu” tähtienvälisessä aineessa. Tästä syystä lasersignaali voisi olla tehokas tähtienvälisessä kommunikoinnissa. Vaikka erilaisia kommunikointitekniikoita, kuten lasersignaaleja ja tähtienvälisiä avaruuslentoja on punnittu vakavasti ja ne olisivat käyttökelpoisia, ovat radioaallot ehdotetuista kommunikointitavoista kuitenkin edelleen tehokkaimpia.

Kulttuurinen vaikutus

1900-luvulla väitettiin, että ufot, eli tunnistamattomat lentävät objektit, ovat lähtöisin Maan ulkopuolelta (katso ET-hypoteesi). Väitteet ufoista tai ufosieppauksista eivät ole saaneet tiedeyhteisön tukea. Ufot ovat yleensä osoittautuneet lentokoneiksi tai taivaankappaleiksi ja monet näköhavainnot ovat myös paljastuneet huijauksiksi.