宇宙生物学の歴史、研究の対象と重要性



の 宇宙生物学または外生物学 それは私たちの惑星と宇宙全体の両方の文脈で、生命の起源、分布と力学を扱う生物学の一分野です。科学として、宇宙生物学は宇宙に対して、生物学とは地球に対して.

宇宙生物の行動の広範なスペクトルに、それは、とりわけ、物理学、化学、天文学、分子生物学、生物物理学、生化学、宇宙論、地質学、数学、コンピュータ科学、社会学、人類学、考古学などの他の科学を結集します.

宇宙生物学は生命を「普遍的な」可能性がある現象として考えています。それは彼らの文脈や可能なシナリオを扱います。あなたの要求とあなたの最低条件関係するプロセスその広範なプロセス。他のトピックの中で。それは知的生命体に限定されない、しかしそれはあらゆる可能なタイプの生命を探る.

索引

  • 1宇宙生物学の歴史
    • 1.1アリストテレスのビジョン
    • 1.2コペルニクスのビジョン
    • 1.3地球外生命の最初のアイデア
  • 2宇宙生物学の研究の対象
  • 研究モデルとしての3火星と宇宙探査
    • 3.1マリナーミッションとパラダイムシフト
    • 3.2火星に生命はありますか？バイキングミッション
    • 3.3ミッションビーグル2、火星極ランダー
    • 3.4ミッションフェニックス
    • 3.5火星の探査は続く
    • 3.6火星に水があった
    • 3.7火星の隕石
    • 3.8精子減少症、隕石および彗星
  • 4宇宙生物学の重要性
    • 4.1フェルミのパラドックス
    • 4.2 SETIプログラムと地球外知能の探求
    • 4.3ドレイク方程式
    • 4.4新しいシナリオ
  • 5地球の端の宇宙生物学と探査
  • 6宇宙生物学の展望
  • 7参考文献

宇宙生物学の歴史

宇宙生物学の歴史は、種としての人類の始まりと私たちの惑星上の宇宙と生命についてそれ自身に疑問を呈するその能力に戻るかもしれません。そこから、今日でも多くの人々の神話の中に存在している最初のビジョンと説明が現れます。.

アリストテレスのビジョン

アリストテレスのビジョンは、太陽、月、残りの惑星や星を、私たちの周りを同心円にして周回する完璧な球とみなしていました.

このビジョンは宇宙の地球中心モデルを構成し、中世の間に人類をマークするという概念でした。おそらく当時は理解できなかったでしょう、私たちの惑星の外に「住民」が存在するという問題.

コペルニクスのビジョン

中世に、ニコラウス・コペルニクスは、地球を太陽の周りを回るもう一つの惑星として配置する彼の太陽中心モデルを提案しました。.

このアプローチは、私たちが私たちが思っていたほど「特別な」ものではない場所に私たちを置くので、私たちが宇宙の他の部分を見る方法、そして自分自身を見る方法に深く影響を与えました。それはそれから私達のものに似た他の惑星の存在の可能性、そしてそれと共に、私達が知っているものとは異なる生命の可能性を開いた.

地球外生命の最初のアイデア

17世紀末のフランスの作家兼哲学者、ベルナール・ル・ボヴィエ・ド・フォンテネッレは、すでに他の惑星に生命が存在する可能性を示唆していました。.

18世紀半ばに、学者の多くは 照明, 彼らは地球外生命について書いた。ライト、カント、ランバート、ハーシェルのような当時の主要な天文学者でさえ、惑星、月、さらには彗星さえも生息することができると仮定しました。.

このように、19世紀は科学者、哲学者、学術神学者の大多数から始まり、ほとんどすべての惑星に地球外生命体が存在するという信念を共有しました。宇宙に対する科学的理解の高まりから、これは当時の強固な仮定と考えられていました。.

太陽系の天体の間の圧倒的な違い（それらの化学組成、大気、重力、光と熱に関して）は、無視されました.

しかし、望遠鏡の能力が高まり、分光法が登場するにつれて、天文学者たちは近くの惑星大気の化学的性質を理解するようになりました。したがって、近くの惑星には地球のものと同じような生物が住んでいたことを排除することができます。.

宇宙生物学の研究の対象

宇宙生物学は次の基本的な質問の研究に焦点を当てています：

  • 人生とは?
  • 地球上の生命はどのようにして生まれましたか?
  • 人生はどのように進化し発展するのか?
  • 宇宙のどこか他の場所に生命がありますか?
  • 地球上および宇宙の他の場所での生命の未来は何か。?

これらの質問から、宇宙生物学の研究の対象に関連する他の多くのものが発生します。.

研究モデルとしての火星と宇宙探査

赤い惑星、火星は、太陽系内の地球外生命仮説の最後の要塞です。この惑星上に生命が存在するという考えは、最初は19世紀後半から20世紀初頭の天文学者によってなされた観測から来ました。.

これらは、火星表面上のマークは実際には知的な生物の集団によって作られたチャンネルであると主張しました。これらのパターンは今風の産物であると考えられます.

ミッション マリナー そしてパラダイムシフト

宇宙探査機 マリナー, この時代は、太陽系内の惑星と月の表面を直接視覚化して調べることを可能にしました。このようにして太陽系における多細胞で容易に認識できる地球外生命体の確証を捨てる.

1964年にNASAの使命 マリナー4, 彼は火星表面の最初の近い写真を送って、基本的に砂漠の惑星を示しました.

しかし、火星とその外側の惑星に送られたその後の任務は、それらの体とその月の詳細な見方を可能にし、特に火星の場合には、それらの初期の歴史の部分的な理解を可能にしました.

地球外のさまざまなシナリオにおいて、科学者たちは地球上に住む環境と異ならない環境を見つけました.

これらの最初の宇宙ミッションの最も重要な結論は、客観的に研究し分析することを可能にする、化学的および生物学的証拠のための推測的仮定の代用でした。.

火星に生命はありますか？ミッション バイキング

第一に、ミッションの結果 マリナー 火星に生命が存在しないという仮説を支持する。しかし、私たちはそれが巨視的な人生を探していたと考えなければなりません。後のミッションは微視的生命の欠如を疑問視しています.

例えば、任務の地上探査機によって行われた、生命を検出するために設計された3つの実験のうち バイキング, 2つは肯定的な結果をもたらし、もう1つは否定的な結果をもたらした.

それにもかかわらず、ほとんどの科学者はプローブ実験に関わっています バイキング 火星に細菌の生命の証拠はなく、その結果は正式に決定的なものではないことに同意する.

ミッション ビーグル2、火星極ランダー

ミッションによって投げかけられた物議を醸す結果 バイキング, 欧州宇宙機関（ESA）は2003年にミッションを開始しました マーズエクスプレス, 生物学的および地球化学的研究のために特別に設計された.

この任務は、 ビーグル2 （チャールズダーウィンが旅行した船の同名）、火星の浅い表面に生命の兆候を探すために設計された.

この探査機は残念ながら地球との接触を失い、その任務を満足に発展させることができませんでした。同様の運命には、NASAの調査がありました」マーズポーラーランダー「1999年に.

ミッション フェニックス

これらの失敗した試みの後、2008年5月に、任務 フェニックス NASAから火星にやって来て、わずか5ヶ月で驚くべき結果を得ました。その主な研究目的は、外生物学的、気候的および地質学的なものでした.

このプローブは、次のものの存在を実証できます。

  • 火星の大気中の雪.
  • この惑星の上層の下に氷の形の水.
  • pHが8〜9の塩基性土壌（少なくとも降下付近の地域）.
  • 過去の火星の表面の液体の水

火星の探査は続く

火星の探査は今日もハイテクロボット機器で続けられています。の使命 ローバー （MER-AとMER-B）は、火星で水分活動があったという印象的な証拠を提供しました.

例えば、淡水、沸騰する泉、濃密な大気、活発な水循環の存在の証拠が発見されています。.

火星では、いくつかの岩石がJarositeのような液体の水の存在下で造形されたという証拠が得られました。 ローバー MER-B（機会2004年から2018年まで活動していた.

の ローバー MER-A（好奇心）は、メタンの季節変動を測定してきました。これは常に生物学的活動に関連していました（ジャーナルScienceで2018年に発表されたデータ）。チオフェン、ベンゼン、トルエン、プロパン、ブタンなどの有機分子も見つかりました。.

火星に水がありました

火星の表面が現在無愛想ですが、遠い過去に、火星の気候は、液体の水、我々が知っているように生活に不可欠な成分は、表面に蓄積することが許可されていることは明らかな証拠があります.

のデータ ローバー MER-A（好奇心）、何十億年も前のGaleクレーター内の湖には、化学成分やエネルギー源を含む、生命に必要なすべての成分が含まれていたことを明らかにします。.

火星の隕石

何人かの研究者は、火星の隕石を惑星についての良い情報源と考えています、それらが天然の有機分子と細菌の微化石さえ含んでいると述べている限りでは。これらのアプローチは科学的な議論の対象です.

火星からのこれらの隕石は非常に少なく、赤い惑星から直接分析できる唯一のサンプルを表しています.

汎精子症、隕石、そして彗星

隕石（そしてまた彗星）の研究を支持する仮説の一つは、汎精子症と呼ばれてきました。これは過去にこれらの隕石の中に入った微生物によって地球の植民地化が起こったという仮定から成っています。.

今日、土地の水は過去に私たちの惑星を爆撃した彗星から来たと述べる仮説もあります。加えて、これらの彗星はそれらの中に収容された生命の発展、あるいはすでに発展した生命さえも可能にした主要分子を持ってきたのではないかと考えられています。.

最近、2017年9月に、欧州宇宙機関（ESA）はミッションを首尾よく完了しました ロゼット, このミッションは彗星の探査で構成されていました。 67P /チュリュモフ - ゲラシメンコ プローブ付き フィラエ それは到達して周回し、そしてその後下降した。このミッションの結果はまだ研究中です.

宇宙生物学の重要性

フェルミのパラドックス

アストロバイオロジーの研究を動機付ける最初の質問は、「宇宙にいるのは私たちだけなのか」ということです。?

天の川の中だけで、何千億という星系があります。この事実は、宇宙の年齢と相まって、生命は私たちの銀河の共通の現象であるべきだと考えるように私たちを導きます。.

この主題のまわりで、ノーベル賞を受賞した物理学者Enrico Fermiによって提起された質問は有名です：「彼らはどこにいますか？」、彼は銀河がいっぱいでなければならないという事実が議論されたランチ人生の.

質問は結局彼の名前を冠したParadoxを生み出すことになり、それは次のように説明されています。

「宇宙には、そのビジョンを支持するための観測的証拠の欠如と相まって、多くの技術的に進んだ文明が含まれているという信念は矛盾している」と述べた。

SETIプログラムと地球外知能の探求

フェルミのパラドックスに対する可能性のある対応は、私たちが考える文明は、実際には存在するのであれば、そうであるかもしれませんが、私たちはそれらを探していません.

1960年に、フランクドレイクと他の天文学者は地球外知性探索プログラム（SETI）を始めました。.

このプログラムはNASAと共同で、電波やマイクロ波などの地球外生命の兆候を探しています。どのようにそしてどこでこれらの信号を探すべきかという問題は、科学の多くの分野で大きな進歩をもたらしました。.

1993年に、米国議会は、検索が意味するものの意味についての誤解の結果として、この目的のためのNASAへの資金提供をキャンセルしました。今日、SETIプロジェクトは民間資金で賄われています.

SETIプロジェクトは、次のようなハリウッド映画を生み出しました。 お問い合わせ, 主演女優ジョディフォスターと世界的に有名な天文学者カールサガンによって書かれた同名小説に触発.

ドレイク方程式

フランクドレイクは、彼の名前を冠する表現によって、伝達能力を持つ文明の数を推定しました：

N = R * x fp x ne x fl x f私は x fc ×L

ここで、Nは地球と通信する能力を持つ文明の数を表し、次のような他の変数の関数として表されます。

  • R *：太陽に似た星形成率
  • fp：惑星を含むこれらの星系の割合
  • ne：惑星系による地球と同様の惑星の数
  • fl：生命が発達する前記惑星の割合
  • f私は：知性が現れる部分
  • fc：コミュニケーションにフィットする惑星の割合
  • L：これらの文明の「生命」への期待.

Drakeは、この方程式を具体的な見積もりを行うための要素としてではなく、問題を「サイズ設定」するためのツールとして定式化しました。その用語の多くは見積もりが非常に難しいからです。しかし、スローする傾向がある数が多いというコンセンサスがあります.

新しいシナリオ

ドレイクの方程式が定式化されたとき、私たちの太陽系の外にある惑星と月の証拠（太陽系外惑星）はほとんどないことに注意してください。 1990年の10年間で、惑星外惑星の最初の証拠が現れました。.

例えば、使命 ケプラー NASAの、外惑星のための3538の候補者を検出し、そのうちの少なくとも1000は考慮されるシステムの「住居ゾーン」にあると見なされます（液体の水が存在することを可能にする距離）.

地球の端の宇宙生物学と探査

宇宙生物学の長所の1つは、それが私たち自身の惑星を探検したいという欲求を、大部分において示唆したことです。これは、他のシナリオにおける生命の機能を類推して理解することを願って.

例えば、海底の熱水源の研究により、光合成とは関係のない生命を初めて観測することができました。つまり、これらの研究は、生命が日光に依存しないシステムが存在する可能性があることを私たちに示しました。それは常に不可欠な要件と考えられていました。.

これは、液体の水を得ることができるが、氷の厚い層の下で、生物への光の到達を妨げるであろう惑星での生命の可能なシナリオを想定することを可能にする.

もう一つの例は南極大陸の乾いた谷の研究です。岩の中に保護されている光合成細菌が生き残りました.

この場合、岩はその場所の悪条件に対する支えと保護の両方として役立ちます。この戦略は塩田や温泉でも検出されています.

宇宙生物学の展望

地球外生命の科学的検索はこれまで成功していません。しかし、宇宙生物学的研究が新しい知識を生み出すにつれて、それはより洗練されつつあります。次の10年間の宇宙生物学的探査は目撃者となるでしょう。

  • 火星と木星と土星の冷たい月を探るためのより大きな努力.
  • 太陽系外惑星を観測し分析する前例のない能力.
  • 実験室でより単純な生命体を設計し研究する大きな可能性.

これらすべての進歩は、地球に似た惑星で生命を見つける可能性を確実に高めます。しかし、おそらく、地球外生命体は存在しないか、銀河全体に散在しているので、私たちはそれを見つけることがほとんど不可能です。.

この最後のシナリオが当てはまるとしても、宇宙生物学の研究は私たちの地球上の生命の見方と宇宙の中での場所をますます広げています.

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