KosmoloKosmološki preduslovi ški preduslovi za nastanak životaza nastanak života

Milan M. ĆirkovićMilan M. ĆirkovićAstronomska opservatorija u BeograduAstronomska opservatorija u Beogradu

Volgina 7, 11160 BeogradVolgina 7, 11160 Beograd&&

Prirodno-matematički fakultet Univerziteta u Novom SaduPrirodno-matematički fakultet Univerziteta u Novom SaduTrg Dositeja Obradovića 4, 21000 Novi SadTrg Dositeja Obradovića 4, 21000 Novi Sad

e-mail:e-mail: mcirkovic@aob.bg.ac.yumcirkovic@aob.bg.ac.yu

““Tri kanonska pitanja”Tri kanonska pitanja” Kako život počinje i razvija se? Kako život počinje i razvija se? Postoji li život drugde u kosmosu?Postoji li život drugde u kosmosu? Kakva je budućnost života i inteligencije na Kakva je budućnost života i inteligencije na

Zemlji i drugde u kosmosu?Zemlji i drugde u kosmosu?

““Početni uslovi” za nastanak Početni uslovi” za nastanak života određeni su života određeni su osobinama svemira kao osobinama svemira kao celine = celine = kosmologijomkosmologijom!!

““They could plunge from They could plunge from world to world through the world to world through the sky; but when stars were sky; but when stars were wrong, They could not live.wrong, They could not live.”” - - Howard P. LovecraftHoward P. Lovecraft

““If You Find This World If You Find This World Bad, You Should See Some Bad, You Should See Some of the Others”of the Others” – – PhPhilip K. ilip K. DiDicckk

Da li je svaki svemir Da li je svaki svemir pogodan za pogodan za život?život?

Standardni Standardni kosmolokosmološki model ški model (“Veliki prasak”)(“Veliki prasak”)

Stvaranje paradigme: Stvaranje paradigme: Fridman, Lemetr, Fridman, Lemetr, Gamov (1922-19Gamov (1922-194747))

Prihvatanje paradigme: kvazari, CMB Prihvatanje paradigme: kvazari, CMB (1963-1970)(1963-1970)

Svemir se Svemir se širi i hladi širi i hladi → crveni pomak → crveni pomak udaljenih izvoraudaljenih izvora

Stvaranje struktureStvaranje strukture = glavni = glavni događaj u istorijidogađaj u istoriji

svemira!svemira!

KosmoloKosmološki ški principprincip

Svemir je Svemir je - - na velikim skalamana velikim skalama - - homogen i izotropan.homogen i izotropan.

Bez kosmoloBez kosmološkog principa, škog principa, rešavanje jednačina OTR je rešavanje jednačina OTR je isuviše teško → ne bi bilo isuviše teško → ne bi bilo savremene kosmologije!savremene kosmologije!

Fridmanovi modeli

Kosmološki princip (delimično) Kosmološki princip (delimično) potvrđen...potvrđen...

CfA redshiftsurvey

Las CampanasRedshift survey

……ali (sreali (srećom) ne potpuno!ćom) ne potpuno!

Naše postojanje bilo bi Naše postojanje bilo bi nemoguće bez nemoguće bez strukturestrukture!!

StrukturaStruktura je veoma daleko je veoma daleko od stanja termodinamiod stanja termodinamičke čke ravnoteže ravnoteže (= toplotne (= toplotne smrti)smrti)

T = 2.735 KT = 2.735 K Termodinamička Termodinamička

NEravnotežaNEravnoteža je suštinski je suštinski preduslov života!preduslov života!

I previše strukture je opasno...I previše strukture je opasno...

...jer materija teži da ...jer materija teži da dostigne stanje najveće dostigne stanje najveće entropije = stanje entropije = stanje crne rupecrne rupe!!

Bekenštajn, Hoking, Bekenštajn, Hoking, Penrouz, Geroh (1970-tih)Penrouz, Geroh (1970-tih)

U svemiru danas ima malo U svemiru danas ima malo crnih rupa. crnih rupa.

U prošlosti svemira ih je bilo U prošlosti svemira ih je bilo još manje!još manje!

svemir je nastao u stanju svemir je nastao u stanju jako niske entropije!jako niske entropije!

naš Veliki prasak je jako naš Veliki prasak je jako malo verovatan!malo verovatan! (~1:10(~1:101010120120 !!!) !!!)

Antropički princip(i)Antropički princip(i)

Slabi antropički princip (WAP; Karter 1974):Slabi antropički princip (WAP; Karter 1974): izmerene vrednosti fizičkih i kosmoloških veličina izmerene vrednosti fizičkih i kosmoloških veličina nisu podjednako verovatnenisu podjednako verovatne, već su ograničene , već su ograničene zahtevom da postoje mesta gde život baziran na zahtevom da postoje mesta gde život baziran na ugljeniku može evoluirati, i zahtevom da univerzum ugljeniku može evoluirati, i zahtevom da univerzum bude dovoljne starosti da se to bude dovoljne starosti da se to već dogodiloveć dogodilo..

Jaki antropički princip (SAP; Karter 1974):Jaki antropički princip (SAP; Karter 1974): kosmos mora imati osobine koje omogućuju da se kosmos mora imati osobine koje omogućuju da se život u njemu razvije u nekom stadijumu njegove život u njemu razvije u nekom stadijumu njegove istorije. istorije.

Primer antropiPrimer antropičkog rasuđivanjačkog rasuđivanja

• Ehrenfest, 1917: Stabilni planetski i atomski sistemi su mogući samo u 3D prostoru

• Za D > 3 planetski sistemi su nestabilni!

• Za D < 3 nema gravitacione sile između zvezda i planeta!

• Pošto su nam atomi i planete neophodni za život...

Dva alternativna objašnjenjaDva alternativna objašnjenja

Hipoteza Hipoteza dizajnadizajna Hipoteza Hipoteza multiverzuma multiverzuma

(vide Michael Moorcock, (vide Michael Moorcock, ~1956~1956))

Hipoteza dizajna nema ničegzajedničkog sa kvazireligioznom ideološkom konstrukcijom poznatom kao “inteligentni Dizajn”!

Problem kosmološke konstanteProblem kosmološke konstante

““Najveća greška mog života” – Ajnštajn o Najveća greška mog života” – Ajnštajn o kosmološkoj konstanti kosmološkoj konstanti ΛΛ

Sličan “efekat Zlatokose”: kosmološka Sličan “efekat Zlatokose”: kosmološka konstanta ni suviše velika ni suviše malakonstanta ni suviše velika ni suviše mala,, nego “banego “baš kako trebaš kako treba””!!

Od 1998. godine znamo za postojanje Od 1998. godine znamo za postojanje veoma male kosmološke konstante.veoma male kosmološke konstante.

Iako je Iako je ΛΛ < 10< 10-45-45 (!),(!), ona igra odlu ona igra odlučujuću čujuću ulogu u evoluciji strukture u svemiru.ulogu u evoluciji strukture u svemiru.

< < 00< < 00

= = 00= = 00

> 0> 0> 0> 0

MultiverzumMultiverzum: bogatstvo različitosti: bogatstvo različitosti

Prava vrsta galaksije?Prava vrsta galaksije? SpiralneSpiralne galaksije - galaksije -

visoka visoka metaličnostmetaličnost Kontinuirano formiranje Kontinuirano formiranje

zvezda omogućuje zvezda omogućuje nastanak Populacije II.nastanak Populacije II.

EliptičneEliptične i i patuljastepatuljaste galaksije: niske galaksije: niske metaličnosti, potpuno metaličnosti, potpuno lišene radioaktivnih lišene radioaktivnih rr--elemenata.elemenata.

Zaključak: Zaključak: život može život može postojati samo u spiralnim postojati samo u spiralnim i nepravilnim galaksijama!i nepravilnim galaksijama!

~~40% ukupne 40% ukupne zvezdane zvezdane populacije populacije kosmosa kosmosa nenastanjivo!nenastanjivo!

Pojam Galaktičke nastanjive zonePojam Galaktičke nastanjive zone

Gonzalez, Ward & Brownlee Gonzalez, Ward & Brownlee (2001): (2001): Galactic Habitable zoneGalactic Habitable zone (GHZ)(GHZ)

Spoljna granicaSpoljna granica: gradijent : gradijent metaličnosti.metaličnosti.

Unutrašnja granicaUnutrašnja granica: dinamička : dinamička stabilnost, učestastabilnost, učestallost supernovih i ost supernovih i γγ-bleskova.-bleskova.

Tačne granice GHZ nisu još Tačne granice GHZ nisu još određene!određene!

~~20% Mlečnog puta leži u GHZ!20% Mlečnog puta leži u GHZ!

Granice GHZ?Granice GHZ?Gonzalez, Brownlee Gonzalez, Brownlee and Ward (2001)and Ward (2001)Lineweaver (2001, Lineweaver (2001, 2004)2004)Ćirković (2005)Ćirković (2005)

Uslovi za pojavu čak i Uslovi za pojavu čak i najjednostavnijih oblika života najjednostavnijih oblika života su izuzetno strogi!su izuzetno strogi!

To što je život redak čak i u To što je život redak čak i u okviru multiverzuma, može okviru multiverzuma, može samo da nas uveri u samo da nas uveri u njegovu njegovu dragocenostdragocenost!!

Pouke?Pouke?

Na istraživačkoj strani: mnogo Na istraživačkoj strani: mnogo preostalog posla...preostalog posla...

Koliko carstava ne znaju za nas!

Blez Paskal (cca. 1650)

HVALA NA PAŽNJI!HVALA NA PAŽNJI!