Le célèbre astrophysicien, professeur à l'Université Harvard Avi Loeb a récemment proposé une hypothèse plutôt fantastique qui a déplacé le début de la biogenèse vers les débuts de l'Univers: il pense que des îles de vie individuelles auraient pu surgir lorsque l'Univers n'avait que 15 millions d'années. Certes, cette "première vie" était vouée à une disparition rapide presque inévitable (selon les normes cosmiques - en seulement 2-3 millions d'années).
Ingrédients
«Le modèle cosmologique standard empêche fortement la vie d'émerger si tôt», déclare Avi Loeb. - Les premières étoiles dans la région observable de l'espace ont explosé plus tard, lorsque l'âge de l'univers était d'environ 30 millions d'années. Ces étoiles ont produit du carbone, de l'azote, de l'oxygène, du silicium et d'autres éléments plus lourds que l'hélium, qui auraient pu faire partie des premières planètes solides semblables à la Terre qui se sont formées autour d'étoiles de deuxième génération. Cependant, bien plus tôt, l'apparition d'étoiles de première génération à partir de nuages d'hydrogène moléculaire et d'hélium, qui se sont épaissis en amas de matière noire, est également possible - l'âge de l'Univers à cette époque était d'environ 15 millions d'années. Certes, on pense que la probabilité d'apparition de tels groupes était très faible.
Cependant, selon le professeur Loeb, les données astronomiques d'observation nous permettent de supposer que des régions distinctes pourraient apparaître dans l'Univers, où les premières étoiles ont éclaté et explosé beaucoup plus tôt que le modèle standard ne le prescrit. Les produits de ces explosions s'y sont accumulés, accélérant le refroidissement des nuages d'hydrogène moléculaire et stimulant ainsi l'apparition d'étoiles de deuxième génération. Il est possible que certaines de ces étoiles acquièrent des planètes rocheuses.
Avi Loeb, professeur d'astrophysique à l'Université de Harvard: «Pour que la vie naisse, la chaleur seule ne suffit pas, il faut aussi une chimie et une géochimie appropriées. Mais sur les jeunes planètes rocheuses, il pourrait y avoir suffisamment d'eau et de substances nécessaires à la synthèse de macromolécules organiques complexes. Et ce n'est pas loin d'ici à la vraie vie. Si un tel scénario n'est pas très probable, ce n'est toujours pas impossible. Cependant, il est presque impossible de tester cette hypothèse dans un avenir prévisible. Même si dans l'Univers, il y a quelque part des planètes de naissance très précoce, alors en très petit nombre. On ne sait pas comment les trouver, et encore moins comment rechercher des traces de biogenèse."
Chaud et confortable
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Mais les éléments plus lourds que l'hélium seul ne suffisent pas pour que la vie survienne - des conditions confortables sont également nécessaires. La vie terrestre, par exemple, dépend entièrement de l'énergie solaire. En principe, les premiers organismes auraient pu surgir avec l'aide de la chaleur interne de notre planète, mais sans chauffage solaire, ils n'auraient pas atteint la surface. Mais 15 millions d'années après le Big Bang, cette restriction ne s'appliquait pas. La température du rayonnement des reliques cosmiques était plus de cent fois plus élevée que le courant de 2,7 K. Maintenant, le maximum de ce rayonnement tombe à une longueur d'onde de 1,9 mm, c'est pourquoi il est appelé micro-ondes. Et puis c'était l'infrarouge et même sans la participation de la lumière des étoiles pouvait chauffer la surface de la planète à une température assez confortable pour la vie (0-30 ° C). Ces planètes (si elles existaient) pourraient même orbiter loin de leurs étoiles.
Courte vie
Cependant, la toute première vie n'avait pratiquement aucune chance de survivre longtemps, encore moins une évolution sérieuse. Le rayonnement relique s'est rapidement refroidi au fur et à mesure de l'expansion de l'Univers, et la durée du réchauffement de la surface planétaire, favorable à la vie, n'a pas dépassé plusieurs millions d'années. De plus, 30 à 40 millions d'années après le Big Bang, la naissance massive d'étoiles très chaudes et brillantes de la première génération a commencé, inondant l'espace de rayons X et de lumière ultraviolette dure. La surface de toute planète dans de telles conditions était vouée à une stérilisation complète.
Il est généralement admis que la vie telle que nous la connaissons ne peut provenir ni d'une atmosphère stellaire, ni d'une géante gazeuse comme Jupiter, ni, plus encore, d'un vide cosmique. Pour l'émergence de la vie, des corps célestes avec une composition chimique riche, avec une surface solide, avec une piscine d'air et avec des réservoirs d'eau liquide sont nécessaires. On pense que de telles planètes ne peuvent se former qu'à proximité des étoiles des deuxième et troisième générations, qui ont commencé à prendre feu des centaines de millions d'années après le Big Bang.
Principe anthropique
L'hypothèse d'Avi Loeb peut être utilisée pour affiner le principe dit anthropique. En 1987, le lauréat du prix Nobel de physique Steven Weinberg a estimé la plage de valeurs de l'énergie antigravitationnelle du vide (maintenant nous la connaissons sous le nom d'énergie noire), compatible avec la possibilité de la naissance de la vie. Cette énergie, bien que très faible, conduit à une expansion accélérée de l'espace, et empêche donc la formation de galaxies, d'étoiles et de planètes. Il semble en découler que notre Univers est carrément adapté à l'émergence de la vie - c'est précisément le principe anthropique, car si la valeur de l'énergie noire n'était que cent fois plus grande, alors il n'y aurait ni étoiles ni galaxies dans l'Univers. …
Cependant, il découle de l'hypothèse de Loeb que la vie a une chance de survenir dans des conditions où la densité de matière baryonique dans l'Univers était un million de fois plus grande qu'à notre époque. Cela signifie que la vie peut survenir même si la constante cosmologique n'est pas cent, mais un million de fois plus élevée que sa valeur réelle! Cette conclusion n'annule pas le principe anthropique, mais réduit considérablement sa crédibilité.
Alexey Levin