Tôi đã nói nhiều lần trong quá khứ rằng Trái đất là hành tinh tốt nhất trong Vũ trụ. Sự tiến hóa đã thích nghi chúng ta với hành tinh này, và nó không chắc là chúng ta có thể tìm thấy một hành tinh khác tốt cho chúng ta.
Tuy nhiên, nó có phải là hành tinh tốt nhất? Có nơi nào trong Vũ trụ có thể có điều kiện cho sự đa dạng hơn của cuộc sống không?
Thực tế là chúng ta có sự sống trên Trái đất hoàn toàn tuyệt vời. Chúng tôi ở khu vực có thể ở được của một ngôi sao theo trình tự chính mà không tạo ra quá nhiều ngọn lửa mặt trời giết người.
Chúng tôi đã có một bầu không khí dày đặc chứa đầy oxy và nitơ mà chúng ta có thể thở. Hành tinh này đủ lớn để nó vẫn còn nóng chảy trong lõi, với một quả cầu sắt xoay duy trì từ trường hành tinh. Điều này, kết hợp với bầu khí quyển dày bảo vệ bề mặt hành tinh khỏi các tia vũ trụ, tệ nhất của bức xạ cực tím từ Mặt trời và các cơn bão mặt trời chết người.
Chúng tôi có kiến tạo mảng liên tục tái chế vật liệu trên bề mặt hành tinh, mang hóa chất tươi lên từ bên trong nó.
Chúng ta có một mặt trăng tương đối lớn, có thể giữ cho hành tinh của chúng ta ổn định hơn trong độ nghiêng dọc trục của nó, với thủy triều giúp các dạng sống sớm chuyển từ đại dương sang đất liền. Nhưng mặt trăng không quá lớn.
Chúng ta có những đại dương khổng lồ giúp điều hòa khí hậu của hành tinh, di chuyển những vùng nước ấm đến những vùng lạnh hơn, để làm cho chúng đa dạng hơn và có thể ở được.
Danh sách này tiếp tục, và tôi chắc chắn có những yếu tố mà chúng tôi đã phát hiện ra.
Và khi đến Trái đất, sự sống đã phát triển mạnh, tìm đường vào mọi ngách sinh thái có thể, tự thích nghi với quá trình tiến hóa để xử lý cái lạnh, sức nóng dữ dội, áp lực dữ dội dưới đáy đại dương, thậm chí là thành phố, sống ngay bên cạnh con người chúng sanh
Nhưng Trái đất có thể tốt hơn không? Có thể có những hành tinh siêu có thể ở được?
Nếu có một điều gì đó, lĩnh vực thiên văn học đã dạy chúng ta, thì đó là việc chúng ta không đặc biệt. Chúng tôi không phải là trung tâm của Hệ mặt trời. Đây là một vị trí hoặc thời gian đặc biệt trong vũ trụ. Và điều đó có nghĩa là Trái đất là nơi tốt nhất cho sự sống. Nó là nơi tốt nhất cho con người, nhưng không phải cho cuộc sống.
Theo một bài báo vào năm 2013, Ravi Kumar Kopparapu, nhà sinh vật học của bang Pennsylvania, Ravi Kumar Kopparapu và những người khác đã tính toán nơi các cạnh của khu vực sinh sống sao phải thực sự dựa trên dữ liệu khí hậu hiện đại. Họ tính toán rằng một vùng có thể ở được xung quanh một ngôi sao giống như mặt trời nên nằm trong khoảng từ 0,99 đến 1,7 lần khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời.
Điều đó có nghĩa là Trái đất thực sự nằm ở rìa bên trong của khu vực sinh sống của Sun Sun. Giống như, chỉ vừa đủ. Nếu nó ở gần Mặt trời hơn, chúng ta sẽ trải nghiệm hiệu ứng nhà kính chạy trốn, như Sao Kim.
Bạn có thể muốn ở gần giữa khu vực có thể ở được, nơi các biến thể quỹ đạo giành được đẩy đẩy hành tinh của bạn vào thái cực.
Trái đất tương đối trẻ. Xem xét thực tế rằng hành tinh này chỉ mới tồn tại được 4,5 tỷ năm và chỉ tìm ra sự sống đa bào trong vài trăm triệu năm qua.
Mặt trời đang nóng lên và vì chúng ta rất gần, nên chúng ta thực sự chỉ có vài trăm triệu năm, nhiều nhất là một tỷ năm trước khi nhiệt độ tăng và đại dương bốc hơi. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu cuộc sống có thể có hàng tỷ năm tiến hóa để tạo ra những dạng sống mới, đa dạng hơn?
Bạn nghĩ rằng một con thú mỏ vịt là không bình thường, chỉ cần tưởng tượng những gì bạn đã nhận được với 2 tỷ năm tiến hóa. Hoặc 20 tỷ.
Trong một bài báo năm 2016 có tên Superhabitable Worlds, Rene Heller và John Armstrong chạy qua các điều kiện có thể khiến hành tinh này trở nên dễ sống nhất. Đây là một bài báo rất dễ đọc, với rất nhiều ý tưởng hay. Nếu bạn là một nhà văn khoa học viễn tưởng đang tìm kiếm một số ý tưởng xây dựng thế giới, chắc chắn hãy kiểm tra nó. Tôi sẽ đặt một liên kết trong ghi chú hiển thị.
Họ đề xuất rằng các ngôi sao có khối lượng nhỏ hơn Mặt trời, được phân loại là sao K, có lẽ là ứng cử viên tốt nhất cho sự đa dạng vì chúng sống lâu và tương đối ổn định. Một ngôi sao loại K sẽ có vòng đời 20-70 tỷ năm mà không có những megaflares lùn đỏ phiền phức đó.
Bạn sẽ muốn các hành tinh khác trong hệ sao, có khả năng chuyển hướng các tiểu hành tinh và sao chổi với trọng lực của chúng để cung cấp nước và các hóa chất khác cần thiết cho sự sống. Cảm ơn vì điều đó, Sao Mộc.
Và lý tưởng, bạn muốn nhiều hành tinh có thể ở được trong cùng một hệ thống, có khả năng gửi sự sống qua lại. Một quá trình được gọi là panspermia.
Biến hành tinh của bạn thành mặt trăng của một người khổng lồ khí để có được các lực thủy triều mạnh mẽ sẽ giữ cho các vật liệu núi lửa mới phun trào lên bề mặt.
Tốt hơn nữa, có một hành tinh nhị phân, nơi hai thế giới quay quanh nhau, đưa lực lượng thủy triều và trao đổi các dạng sống qua lại.
Và chúng tôi chỉ mới bắt đầu!
Làm cho hành tinh lớn hơn và bạn sẽ có được nhiều diện tích bề mặt hơn để nước lưu thông nhiệt độ (nhiều hơn trong một giây), nhưng cũng có nhiều diện tích bề mặt hơn cho các dạng sống để khai thác các hốc khác nhau.
Vì vậy, chúng tôi nói về một hành tinh lớn hơn, đồ sộ hơn. Khi bạn nhận được khoảng hai lần khối lượng Trái đất, kiến tạo mảng bắt đầu ngừng hoạt động, vì vậy hãy cố gắng duy trì dưới mức đó.
Bạn cũng muốn có một thế giới mà đủ lớn và đủ nóng trong nội thất của nó cho sự chuyển động của các hợp kim sắt trong lõi của nó để duy trì một từ quyển trên toàn hành tinh.
Bạn có thể lo lắng về trọng lực bề mặt, nhưng một hành tinh có khối lượng gấp đôi Trái đất chỉ cần lớn hơn khoảng 40% để có cùng trọng lực bề mặt.
Tại một hội nghị gần đây ở Barcelona, Tiến sĩ Stephanie Olson từ Đại học Chicago đã trình bày công việc họ đã làm để tìm kiếm môi trường hỗ trợ tốt nhất cho cuộc sống trên các ngoại hành tinh.
Họ đã sử dụng một công cụ từ NASA có tên là mô hình lưu thông chung ROCKE-3D. Đây là một công cụ thực sự tuyệt vời mà cộng đồng cung cấp miễn phí cho công chúng. Bạn có thể truy cập trang web và sau đó xem điều kiện sẽ như thế nào trên các thế giới khác nhau, từ Sao Kim cổ đại đến các hành tinh quay quanh Proxima Centauri.
Bạn có thể mô phỏng nhiệt độ không khí, lượng mưa, nồng độ đất và nhiều thứ khác.
Hãy để tôi chỉ cho bạn một số ví dụ. Ở đây Trái đất tiền công nghiệp, với nhiệt độ không khí dao động từ khoảng 35 C gần xích đạo đến lạnh hơn -60 C ở hai cực.
Nhưng bạn có thể thay thế Trái đất bằng Sao Kim cổ đại, cách hành tinh nhìn cách đây 2,9 tỷ năm khi Mặt trời mờ hơn 20% so với ngày nay. Tuy nhiên, nó vẫn quay một lần trong 243 ngày và có lẽ có một đại dương cạn đạt đến độ sâu 310 mét trên vùng đất thấp của nó.
Và ở đây, một hành tinh quay quanh ngôi sao lùn đỏ Proxima Centauri, ngôi sao gần Mặt trời nhất. Vì nó quay rất gần với ngôi sao của nó, nên hành tinh này có thể bị khóa chặt. Điều này có tác động mạnh mẽ đến nhiệt độ không khí với một bên đối diện với ngôi sao và một bên quay mặt đi.
Nhưng nếu hành tinh có vòng quay cộng hưởng, nơi nó quay ba lần trên trục của nó cho mỗi 2 quỹ đạo và nếu nó có bầu khí quyển gần giống với khí quyển nitơ và oxy của Trái đất, thì bạn sẽ kết thúc với một thế giới trông giống nhiều hơn sống thoải mái
Olson và nhóm của cô đã sử dụng phần mềm này để mô phỏng khí hậu và môi trường sống đại dương của các loại ngoại hành tinh khác nhau. Ở đây trên Trái đất, sự đa dạng của sự sống phụ thuộc vào sự gia tăng của vật chất từ sâu dưới đại dương, đưa nó trở lại bề mặt nơi sự sống có thể sử dụng nó.
Upwelling nhiều hơn có nghĩa là hoạt động sinh học nhiều hơn, đa dạng hơn.
Nói cách khác, để tìm ra các hành tinh có sự đa dạng nhất của sự sống, bạn muốn tìm những thế giới có lượng tuần hoàn đại dương mạnh mẽ.
Có điều gì tốt hơn Trái đất?
Theo Olson, nếu một hành tinh quay chậm hơn, mật độ khí quyển cao hơn và có các lục địa, thì bạn có thể tăng lượng lưu thông đại dương.
Và điều này cho chúng ta một ý tưởng về những gì các nhà thiên văn học sẽ tìm kiếm khi họ kiểm tra các thế giới ngoài hệ mặt trời. Khi các nhiệm vụ của NASA từ LUVOIR hoặc HabEx bay vào những năm 2030, họ sẽ có thể trực tiếp chụp ảnh bề mặt của các ngoại hành tinh. Họ sẽ đo các hóa chất trong khí quyển, phát hiện nước và thậm chí xác định bao nhiêu hành tinh được bao phủ trong các lục địa.
Chúng ta thực sự không nên ngạc nhiên nếu chúng ta tìm thấy những thế giới siêu có thể ở ngoài đó trong Dải Ngân hà, những thế giới rõ ràng dễ sống hơn Trái đất. Một lần nữa, hóa ra, chúng tôi không đặc biệt. Điều đó rất tốt, ít nhất là chúng tôi sẽ có công ty.
