LUENTO Kyösti Ryynänen

Transkriptio

1 LUENTO Kyösti Ryynänen ELÄMÄÄ MIKROKOSMOKSEN JA MAKROKOSMOKSEN VÄLISSÄ 1 ELÄMÄN PERUSTA ALKEISHIUKKASET PERUSVOIMAT ITSEORGANISOITUMINEN NYT HAVAITTAVISSA OLEVA UNIVERSUMI HAVAINTOJEN JA TEORIOIDEN PERUSTANA AIKA-AVARUUS MATERIA-ENERGIA 2 1

2 MIKROKOSMOS ATOMIEN JA MOLEKYYLIEN TASOLLA VAIKUTTAA KVANTTIMEKANIIKKA ATOMIT PIENIÄ 10^-10m ATOMIYDIN 10^-15m ILMIÖT ERITTÄIN NOPEITA 10^-15s ELEKTRONIT MÄÄRÄÄVÄT OMINAISUUDET ORGANISMIT DIGITAALISIA JA EPÄJATKUVIA 3 MAKROKOSMOS ISOJEN KAPPALEIDEN (IHMINEN, PLANEETAT, MAAILMANKAIKKEUS) VÄLILLÄ PERUSVOIMAT MÄÄRITTELEVÄT YKSISELITTEISESTI KEHITYKSEN TERMODYNAMIIKKA; ENERGIAN SÄILYMINEN, ENTROPIA KOKOLUOKAT SUURIA UNIVERSUMIN IKÄ 10^18s MAAN ETÄISYYS AURINGOSTA 10^11m 4 2

3 ELÄMÄN PROSESSIT KESKIKOKOISIA ELÄMÄN KOKOLUOKAT (korkeintaan metrejä) NOIN PUOLIVÄLISSÄ UNIVERSUMIN RAKENTEIDEN MAHDOLLISISTA KOKOLUOKISTA FOTOSYNTEESIN REAKTIOIDEN NOPEUS 10^-15s HERMOIMPULSSIN NOPEUS 10^-6s EVOLUUTION NOPEUS LUOKKAA10^8s EVOLUUTIO ANALOGISTA JA JATKUVAA 5 MULTIVERSUMIT UNIVERSUMIEN MAHDOLLISET HIERARKIAT UNIVERSUMIEN OMINAISUUKSIEN EVOLUUTIO JA PERIYTYMINEN TYTÄRUNIVERSUMEILLE YKSITTÄISILLÄ UNIVERSUMEILLA ALKU JA LOPPU 6 3

4 MIKÄ KAIKKI ON UNIVERSUMISSA MAHDOLLISTA? UNIVERSUMIN RAKENNE (DIMENSIOT) JA AIDOT (PERUSTAVANLAATUISET) LUONNONLAIT MÄÄRÄÄVÄT MITEN UNIVERSUMI VOI KEHITTYÄ JA MINKÄLAISET TAPAHTUMAT OVAT UNIVERSUMISSA YLIPÄÄNSÄ MAHDOLLISIA 7 SATTUMAA VAI VÄLTTÄMÄTTÖMYYTTÄ? VAIN MAHDOLLISIA ASIOITA VOI TAPAHTUA UNIVERSUMISSA SATTUMA RATKAISEE KUN USEAMMAT VAIHTOEHDOT OVAT MAHDOLLISIA RIIPPUU TILANTEESTA KUMPI ON RATKAISEVA, SATTUMA VAI LUONNONLAIT 8 4

5 SATUNNAISIA TEKIJÖITÄ PLANEETTAKUNNAN MUODOSTUESSA PÖLY- JA KAASUPILVESTÄ LUHISTUMALLA SATUNNAISTA ON MM. ALKUAINEJAKAUMA LÄMPÖTILAJAKAUMA MOLEKYYLI-TIHEYDET KVANTTIKEMIALLISET ILMIÖT 9 SOPIVASTI KAIKKEA MAA-PLANEETAN MUODOSTUESSA ELÄMÄLLE SUOTUISIA OLOSUHTEITA OLI SOPIVASTI (EI PALJON, OSIN JOPA NIUKASTI) VETTÄ, HIILTÄ JA TYPPEÄ OLI VÄHÄNLAISESTI, MIKÄ TOISAALTA KUITENKIN OLI HYVÄ ASIA ESIM. ATMOSFÄÄRIN OMINAISUUKSIEN SUHTEEN (EI KEHITTYNYT LIIAN VOIMAKASTA KASVIHUONEILMIÖTÄ) 10 5

6 SOPIVASTI KAOOTTINEN MAA COSMOCHAOTIC PRINCIPLE ELÄMÄN ALKU JA KEHITYS ON MAHDOLLISTA JÄRJESTYKSEN JA KAAOKSEN RAJAPINNASSA OLEVISSA OLOSUHTEISSA LIIKA JÄRJESTYS EI ANNA (UUSIA) MAHDOLLISUUKSIA LIIKA KAAOS TUHOAA KAIKEN 11 EPÄTASAPAINOINEN MAA MAA-PLANEETTA EI OLE KEMIALLISESTI EIKÄ TERMODYNAAMISESTI TASAPAINOTILASSA, MIKÄ ON MAHDOLLISTANUT ELÄMÄN KEHITTYMISEN (ANTANUT ELÄMÄLLE MAHDOLLISUUKSIA) MARS JA VENUS OVAT LÄHEMPÄNÄ TASAPAINOTILAA ELÄMÄ ITSESSÄÄN ON POIKKEAMA 12 TASAPAINOTILASTA 6

7 MAA-PLANEETAN SUOTUISUUS MAA-PLANEETAN OLOSUHTEET OVAT ELÄMÄLLE OTOLLISIA, MUTTA OLISI ÄÄRIMMÄISEN EPÄTODENNÄKÖISTÄ ETTEI JOSSAIN MUUALLA MAAILMANKAIKKEUDESSA OLISI YHTÄ HYVIÄ TAI VIELÄKIN PAREMPIA MAHDOLLISUUKSIA JA OLOSUHTEITA ELÄMÄN ALKAA KEHITTYMÄÄN 13 ELÄMÄN PROSESSIEN ALKU ALKUELÄMÄN PROSESSIEN KÄYNNISTYMINEN VOI TAPAHTUA MONELLA ERI TAVALLA, JOTEN MITÄÄN YHTÄ JA AINOAA TAPAA AIKAANSAADA JA KÄYNNISTÄÄ ELÄMÄÄ EI OLE 14 7

8 PIILOSSA OLEVA ELÄMÄ TOISTEN PLANEETTOJEN ELÄMÄ VOI OLLA VAIKEASTI HAVAITTAVISSA JA TUNNISTETTAVISSA ELÄMÄ PLANEETTOJEN PINNOILLA VOI OLLA PALJON HARVINAISEMPAA KUIN SYVÄLLÄ KUORIKERROKSISSA (TÄYSIN MAANALAINEN ELÄMÄ) 15 ETSITÄÄN VETTÄ JA ENERGIAA Follow The Water : Nasan astrobiologia-ohjelmissa vettä on pidetty varmimpana merkkinä ja viitteenä elämän mahdollisuudelle Follow The Energy : Yhtälailla elämä tarvitsee paikan ja olosuhteet, joissa energiaa on tarjolla sopivassa muodossa ja määrässä käyttökelpoisella energialla on minimi (riittävästi) ja maksimi (ei tuhoa) intensiteettinsä ja määränsä erilaiset elämänmuodot tarvitsevat erimääriä ja erilaista energiaa energiaa tarvitaan järjestyksen luomiseen (rakenteet) ja kasvattamiseen (biomassan määrä), katalyyttinä reaktiossa, valikoivana tekijänä kulttuuria luovan elämän energiatarpeet 16 8

9 ELÄMÄN KOKEMAT PERUSSYKLIT, DAWKINS KESKUSTÄHDEN YMPÄRILLÄ RADALLAAN PLANEETALLA MELKO TASAINEN ENERGIANSAANTI (ETÄISYYS KESKUSTÄHDESTÄ) PLANEETAN PYÖRIMINEN, YÖ/PÄIVÄ PLANEETAN AKSELIN KALLISTUMA, ENERGIA NAPA/EKVAATTORI AKSELIN KALLISTUMA JA RATALIIKE, VUODENAJAT 17 VUOROVESIVOIMAT HAVAITSIJAN ASEMAN MUUTOS KOSMOLOGISET HAVAINNOT RIIPPUVAT HAVAINTOMAHDOLLISUUKSISTA (HAVAINTOHORISONTTI) JA HAVAINTOHETKESTÄ (UNIVERSUMIN KEHITYSVAIHE, IKÄ) HAVAITTAVISSA OLEVA UNIVERSUMI TÄHÄN ASTI KEHITTYNEET OMINAISUUDET JA RAKENTEET 18 HAVAITTAVISSA 9

10 HAVAITSIJAN ASEMAN MUUTOS 100 MILJARDIN VUODEN KULUTTUA UNIVERSUMI LAAJENTUNUT NIIN ETTÄ PYSTYMME HAVAITSEMAAN VAIN OMAA GALAKSIAMME (HAVAINTOIHIN PERUSTUVA KÄSITYS UNIVERSUMISTA PIENENEE) SAMOIN HELIUMIN OSUUS KASVANUT 60%:iin, JOLLOIN UNIVERSUMIN ALUN PITOISUUKSISTA (25%/75%) NYKYISIN HAVAINNOISSA NÄKYVÄ JÄLKI 19 (24%/74%) JA TIETO KATOAA LÄHDEKIRJALLISUUS Fred Adams: Elämää multiversumissa, Like, 2004 (2002) George H. A. Cole; Wandering Stars, About Planets and Exo-Planets, An Introductory Notebook, 2006 Caleb Scharf: The Copernicus Complex, Penguin Books 2015 Peter Ward; Tuntematon elämä, Ursa, 2006 (2005) Jörgen Sjöstrom: På spaning efter livets ursprung,om astrobiologi, människans rötter och evolution, Norstedts,