Verskil tussen weergawes van "Seldsame Aarde-hipotese"

k
General Fixes using AWB
k (General Fixes using AWB)
In [[sterrekunde]] en [[astrobiologie]] is die '''Seldsame Aarde-hipotese''' die teorie dat die ontstaan van komplekse en meersellige (en dus intelligente) [[lewe]] op [[Aarde]] ’n onwaarskynlike kombinasie van [[astrofisika|astrofisiese]] en [[geologie]]se gebeure en omstandighede geverg het. Volgens die hipotese is komplekse [[buiteaardse lewe]] ’n baie onwaarskynlike verskynsel en sal dit uiters skaars wees as dit bestaan. Die term "Seldsame Aarde" kom van die boek ''Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe'' (2000) deur die [[paleontoloog]] en [[geoloog]] [[Peter Ward]] en die [[sterrekundige]] en astrobioloog [[Donald E. Brownlee]], albei van die Universiteit van Washington.
 
’n Alternatiewe standpunt is dié van onder andere [[Carl Sagan]] en [[Frank Drake]]. Daarvolgens is die Aarde ’n tipiese aardplaneet in ’n tipiese planeetstelsel, wat in ’n gewone streek van ’n gewone [[spiraalsterrestelsel]] voorkom. Na aanleiding van die [[Koperniese beginsel]] en die [[beginsel van middelmatigheid]] is dit moontlik dat die [[heelal]] wemel van komplekse lewe.
 
Op 4 November 2013 het sterrekundiges aangekondig daar kan tot 40&nbsp;miljard aardgrootte-eksoplanete in die bewoonbare sones van [[son]]agtige [[ster]]re of [[rooidwerg]]e in die [[Melkweg]] voorkom, gebaseer op data van die [[Kepler-ruimteteleskoop]].<ref name="NYT-20131104">{{cite news |last=Overbye |first=Dennis |title=Far-Off Planets Like the Earth Dot the Galaxy |url=http://www.nytimes.com/2013/11/05/science/cosmic-census-finds-billions-of-planets-that-could-be-like-earth.html |date=4 November 2013 |work=New York Times |accessdate=5 November 2013 }}</ref><ref name="PNAS-20131031">{{cite journal |last1=Petigura |first1=Eric A. |last2=Howard |first2=Andrew W. |last3=Marcy|first3=Geoffrey W. |title=Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars|url=http://www.pnas.org/content/early/2013/10/31/1319909110 |date=31 Oktober 2013 |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|doi=10.1073/pnas.1319909110 |accessdate=5 November 2013 |arxiv = 1311.6806 |bibcode = 2013PNAS..11019273P }}</ref> Van hulle kan 11&nbsp;miljard om sonagtige sterre voorkom.<ref name="LATimes-20131104">{{cite news |last=Khan |first=Amina |title=Milky Way may host billions of Earth-size planets |url=http://www.latimes.com/science/la-sci-earth-like-planets-20131105,0,2673237.story |date=4 November 2013 |work=Los Angeles Times |accessdate=5 November 2013 }}</ref> Die naaste sodanige planeet kan volgens die wetenskaplikes 12&nbsp;[[ligjare]] van die Aarde af wees.<ref name="NYT-20131104" /><ref name="PNAS-20131031" />
Volgens die Seldsame Aarde-hipotese is talle gunstige toestande nodig vir komplekse lewe. ’n Paar hiervan is die sterrestelsel se bewoonbare sone, ’n sentrale ster met die regte planeetstelsel, die ster se bewoonbare sone, die regte grootte aardplaneet, die voordeel van ’n gasplaneet vir beskerming en ’n groot satelliet, toestande wat verseker die planeet het ’n magnetosfeer en plaattektoniek, die chemie van die litosfeer, atmosfeer en oseane, die rol van "evolusionêre pompe" soos enorme ysvorming en meteoorbotsings, en wat ook al gelei het tot die steeds misterieuse [[Kambrium|Kambriese ontploffing]] van dierefilums. Die ontwikkeling van intelligente lewe het moontlik nog ander seldsame gebeure geverg.
 
Ward en Brownlee meen vir ’n klein aardplaneet om koplekse lewe te onderhou, moet die waardes van verskeie veranderlikes binne ’n klein omvang bly.
 
===Regte ligging in die regte sterrestelsel===
Na aanleiding van lewe op Aarde, lyk dit of [[water]] in vloeibare vorm nodig is vir komplekse lewe. ’n Planeet moet dus die regte afstand van sy sentrale ster af hê. Dit is die sleutelelement van ’n ster se [[bewoonbare sone]].<ref>{{cite journal |author=Hart, M.H. |title=Habitable Zones Around Main Sequence Stars |journal=Icarus |volume=37 |issue=1 |pages=351–7 |date=January 1979 |doi=10.1016/0019-1035(79)90141-6 |url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103579901416|bibcode = 1979Icar...37..351H }}</ref> ’n Planeet wat te naby aan die ster is, sal te warm wees vir vloeibare water en ’n planeet wat te ver is, sal te koud wees.
 
Die bewoonbare sone wissel na gelang van die soort ster en die ouderdom daarvan. Die bewoonbare sone van ’n [[hoofreeksster]] beweeg baie geleidelik verder weg totdat die ster ’n [[witdwerg]] word en die bewoonbare sone verdwyn. Daar is ook ’n noue verband tussen dié sone en die [[kweekhuiseffek|kweekhuisverwarming]] wat moontlik gemaak word deur atmosferiese waterdamp ({{chem|H|2|O}}), [[koolstofdioksied]] ({{chem|C|O|2}}) en/of ander [[kweekhuisgas]]se. Selfs al bevat die Aarde se [[atmosfeer]] ’n waterdampkonsentrasie van 0% (in droë streke) tot 4% (in reënwoude en oseaanstreke) asook net 400 dele per miljoen {{chem|C|O|2}}, is hierdie klein hoeveelhede genoeg om die gemiddelde oppervlaktemperatuur van die Aarde met sowat 40&nbsp;°C te verhoog.<ref>{{harvnb|Ward|Brownlee|2000|p=18}}</ref>
 
Die bewoonbare sone van warm sterre soos [[Sirius]] of [[Vega]] is breed, maar:
Hierdie oorwegings sluit die massiewe en kragtige sterre van [[Sterreklassifikasie|#Spektraaltipes|klas F6 tot O]] uit as bevorderlik vir die ontwikkeling vir komplekse lewe.
 
Klein [[rooidwerg]]e het weer klein bewoonbare sones en planete kan ’n gesinchroniseerde rotasie hê sodat een kant van die planeet altyd na die ster wys en dus baie warm is, terwyl die ander kant altyd weg wys en dus baie koud is. Daar is ook ’n groter moontlikheid van steropvlammings wat die atmosfeer kan ioniseer en komplekse lewe onmoontlik maak. Seldsame Aarde-aanhangers redeneer lewe kan nie in sulke stelsels ontstaan nie en net sterre van klas F7 tot K1 is geskik vir lewe. Sulke sterre is skaars: klas G-sterre soos die Son (tussen die warmer F- en kouer K-sterre) beslaan net 9%<ref name="RECONS1">[http://joy.chara.gsu.edu/RECONS/TOP100.posted.htm] The One Hundred Nearest Star Systems, Research Consortium on Nearby Stars.</ref> van die sterre in die Melkweg wat [[waterstof]] verbrand. Sommige eksobioloë reken egter sterre buite dié omvang kan onder die regte omstandighede wel lewe onderhou. Dié moontlikheid is ’n sentrale punt van die teenargument vir Seldsame Aarde, want die laat-K- tot M-sterre maak sowat 82% uit van alle waterstofbrandende sterre.<ref name="RECONS1"/>
 
[[Lêer:A Swarm of Ancient Stars - GPN-2000-000930.jpg|thumb|Volgens Seldsame Aarde kan bolswerms nie lewe onderhou nie.]]
Volgens die [[reuse-impakhipotese]] het die Maan ontstaan nadat ’n planeet omtrent so groot soos Mars met ’n baie jong Aarde gebots het. Hierdie groot botsing het ook die Aarde se as-oorhelling en rotasiesnelheid veroorsaak.<ref name=Taylor98>{{harvnb|Taylor|1998}}</ref> Die vinnige rotasie het die daaglikse temperatuurverskille laat afneem en [[fotosintese]] lewensvatbaar gemaak. Volgens Seldsame Aarde kan die as-oorhelling nie te groot of klein (relatief tot die wentelvlak) wees nie. ’n Te groot oorhelling sal groot temperatuurverskille tussen seisoene tot gevolg hê wat nie bevorderlik vir komplekse lewe is nie. ’n Te klein of geen oorhelling sal nie evolusie stimuleer wat temperatuurverskille meebring nie. Die gravitasie van ’n groot satelliet stabiliseer ook die Aarde se oorhelling; daarsonder sou die wisselings in oorhelling chaoties gewees het, en dit sou komplekse lewe waarskynlik onmoontlik gemaak het.<ref>{{harvnb|Dartnell|2007|pp=69–70}}</ref>
 
Die Maan verorsaak dat die Aarde se [[gety]]e groter is, wat die vorming van komplekse lewe moontlik aanhelp, hoewel dit nie vir seker is nie.<ref>{{Cite journal| last = Lathe | first = Richard |date=March 2004 | title = Fast tidal cycling and the origin of life | journal = Icarus | volume = 168 | issue = 1 | pages = 18–22 | doi = 10.1016/j.icarus.2003.10.018 | bibcode=2004Icar..168...18L |url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001910350300383X}}</ref> ’n Groot satelliet verhoog ook die moontlikheid van plaattektoniek deur middel van die effek van getykrag op die planeet se kors.
 
As ’n enorme impak die enigste manier is waarop ’n binneste rotsplaneet ’n groot satelliet kan kry, sal enige planeet in die bewoonbare sone as ’n [[dubbelplaneet]] moet ontstaan sodat daar ’n groot genoeg botsende liggaam is vir so ’n impak. ’n Botsende voorwerp van dié aard is nie noodwendig onwaarskynlik nie.
 
===’n Evolusie-sneller===
Ongeag of planete met soortgelyke fisiese eienskappe as die Aarde seldsaam is of nie, reken sommige geleerdes lewe bly gewoonlik eenvoudige [[Bakterie|bakterieëbakterie]]ë. Die biochemikus Nick Lane meen eenvoudige selle ([[prokarioot|prokariote]]) het kort ná die Aarde se vorming ontstaan, maar eers in die middel van die Aarde se bestaan in komplekse selle ([[eukarioot|eukariote]]) ontwikkel. Omdat alle komplekse lewe ’n gemeenskaplike oorsprong het, het hierdie gebeurtenis net een keer plaasgevind. Volgens hom het prokariote nie die sellulêre struktuur om in eukariote te ontwikkel nie omdat ’n bakterie wat tot die grootte van ’n eukarioot uitgesit het, tienduisende kere minder energie beskikbaar sal hê; twee miljard jaar gelede het een eenvoudige sel verenig geraak met ’n ander een, toe vermenigvuldig en ontwikkel in [[Mitochondrium|mitochondria]] wat die groot toename in beskikbare energie verskaf het wat die [[evolusie]] van komplekse lewe moontlik gemaak het. As dié vereniging net elke 4 miljard jaar gebeur, of andersins onmoontlik is, sal die lewe op die meeste planete eenvoudig bly.<ref>Lane, 2012</ref>
 
’n Alternatiewe oortuiging is dat die omgewing die sneller was vir die evolusie van mitochondria, en dat mitochondria-bevattende organismes hul verskyning gemaak het kort ná die eerste spore van [[suurstof]] in die Aarde se atmosfeer.<ref>[http://www.nature.com/scitable/topicpage/the-origin-of-mitochondria-14232356# Origin of Mitochondria]</ref>
Komplekse lewe op Aarde het sowat 542&nbsp;miljoen jaar gelede begin uitbrei met die Kambriese ontploffing. Sedertdien is die Aarde getref deur ’n paar groot meteoriete, waarvan net een vermoedelik ’n massauitwissing veroorsaak het: die [[Chicxulub-krater|Chicxulub-impak]] by die [[Kryt-Paleogeen-grens]] (~65,5&nbsp;miljoen jaar gelede) in [[Mexiko]].
 
As buiteaarde beskawings bestaan met ’n hoog genoeg intelligensievlak dat hulle met die Aarde kan kontak maak, moet hulle in dieselfde tydvak van evolusie wees. Die naaste aardagtige planete is sowat 11,9&nbsp;[[ligjare]] van hier; moontlik planete soos [[Tau Ceti e]] en [[Tau Ceti f|f]] om die ster [[Tau Ceti]] in die [[sterrebeeld]] [[Walvis (sterrebeeld)|Walvis]], wat sowat 5,8&nbsp;miljard oud is – 1,23&nbsp;miljard ouer as die Son.
 
As ’n mens aanneem beide die ontploffing van lewe en die ontwikkeling van beskawings is relatief tot die planeet se ouderdom, sou dié twee gebeure op laasgenoemde planete onderskeidelik sowat 723&nbsp;miljoen en 12&nbsp;691 jaar gelede plaasgevind het. Die tyd tussen die ontploffing van lewe, as daar so iets was, en die ontstaan van beskawings is dus baie groot – so ook die tyd tussen beskawings en radioseine. Die moontlikheid van groter botsings in die tydvak van die evolusie na intelligente lewe hang af van die mate van beskerming deur groter liggame, soos Jupiter en die Maan in ons stelsel. Die kans van ’n groot botsing en gevolglike massauitwissing in so ’n "beskermde" stelsel met verskeie planete is egter onmoontlik om te voorspel.
* <math>n_e</math> is die gemiddelde getal planete in ’n ster se bewoonbare sone. Dié sone is taamlik smal, want dit word bepaal deur die vereiste dat vloeibare water daarop kan voorkom om lewe te kan onderhou. Dus is <math>n_e</math> = 1 waarskynlik die boonste grens.
 
Ons neem aan <math>N^* \cdot n_e = 5\cdot10^{11}</math>. Volgens Seldsame Aarde is die produk van die nege ander faktore hier onder, wat almal breuke is, nie groter as 10<sup>−10</sup> nie of dalk so klein as 10<sup>−12</sup>. In laasgenoemde geval kan <math>N</math> so klein wees as 0 of 1. Ward en Brownlee bepaal nie werklik die grootte van <math>N</math> nie omdat net gegis kan word oor die numeriese waarde van baie van die faktore hier onder.
 
* <math>f_g</math> is die deel van die sterre in die galaktiese bewoonbare sone (Ward, Brownlee en Gonzalez raam dié faktor op 0,1<ref name=Gonzalez/>).
 
===Aardagtige eksoplanete===
’n Toenemende getal [[Eksoplaneet|eksoplanete]] word ontdek; daar is reeds 3&nbsp;548 kandidaatplanete (soos in Augustus 2013). Hierdie ontdekkings, en toestelle soos die [[Kepler-ruimteteleskoop]], help om te raam in hoe ’n mate Aardplanete voorkom.
 
Geen lewe is egter op hierdie planete ontdek nie ondanks die [[Koperniese beginsel]] waarvolgens lewe hier algemeen behoort te wees – dit beteken hoe meer Aardplanete sonder lewe ontdek word, hoe sterker word die Seldsame Aarde-hipotese skynbaar ondersteun. Met die huidige tegnologie is die toets van belangrike Seldsame Aarde-kriteria egter onmoontlik, soos oppervlakwater, tektoniese plate en die aanwesigheid van ’n groot maan. Verder is aardgrootte-planete ook moeilik om op te spoor. Tog is ’n groot maan en ’n planetêre rangskikking soortgelyk aan dié van die Sonnestelsel nie noodwendig belangrik vir die ontwikkeling van lewe in ’n stelsel nie (sien hier onder).
===Noodsaaklikheid van tektoniek===
Ward en Brownlee beweer [[plaattektoniek]] is noodsaaklik vir die biogeochemiese siklusse wat nodig is vir intelligente lewe, en dat sulke tektoniek eie aan die Aarde is. Onlangse navorsing het egter bewys soortgelyke aktiwiteit het op ander voorwerpe in die Sonnestelsel voorgekom of kom nog steeds voor – soos [[Mars (planeet)|Mars]],<ref>[http://newsroom.ucla.edu/portal/ucla/ucla-scientist-discovers-plate-237303.aspx UCLA scientist discovers plate tectonics on Mars]
By Stuart Wolpert August 09, 2012</ref> [[Venus (planeet)|Venus]],<ref>[http://www3.imperial.ac.uk/earthscienceandengineering/research/iarc/theplanets/platetectonicsonvenus Richard Ghail, ''Plate tectonics on Venus,'' Imperial College London, Department faculty page]</ref> [[Titan (maan)|Titan]],<ref>[http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/media/cassini-20061212.html Massive Mountain Range Imaged on Saturn's Moon Titan] NASA 12.12.06</ref><ref name="ChenChen2010">{{cite journal|last1=Chen|first1=Chao|last2=Chen|first2=Bo|last3=Ping|first3=JinSong|last4=Liang|first4=Qing|last5=Huang|first5=Qian|last6=Zhao|first6=WenJin|last7=Zhang|first7=ChangDa|title=The interpretation of gravity anomaly on lunar Apennines|journal=Science in China Series G: Physics, Mechanics and Astronomy|volume=52|issue=12|year=2010|pages=1824–1832|issn=1672-1799|doi=10.1007/s11433-009-0281-0|bibcode = 2009ScChG..52.1824C }}</ref> [[Europa (maan)|Europa]],<ref name="GreenbergGeissler2000">{{cite journal|last1=Greenberg|first1=Richard|last2=Geissler|first2=Paul|last3=Tufts|first3=B. Randall|last4=Hoppa|first4=Gregory V.|title=Habitability of Europa's crust: The role of tidal-tectonic processes|journal=Journal of Geophysical Research|volume=105|issue=E7|year=2000|pages=17551|issn=0148-0227|doi=10.1029/1999JE001147|bibcode = 2000JGR...10517551G }}</ref> [[Enceladus (maan)|Enceladus]]<ref name="Rothery">{{cite book|author=Rothery, David A.|title=Satellites of the Outer Planets: Worlds in their own right|publisher=Oxford University Press|year=1999|isbn=0-19-512555-X}}</ref> en die [[Maan]].<ref name="ChenChen2010"/>
 
Baie Seldsame Aarde-voorstanders meen daar sou nie plaattektoniek op Aarde gewees het as dit nie vir die getykragte van die Maan was nie. Die hipotese dat die Maan se gety-invloed plaattektoniek op Aarde begin het, is onbewese. Daarteenoor is daar sterk bewyse dat plaattektoniek op Mars voorgekom het, hoewel dié planeet nie tans ’n groot maan het nie.<ref>{{Cite web| url=http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2005/mgs_plates.html| date= 10 Desember 2005| title=New Map Provides More Evidence Mars Once Like Earth}}</ref>
80

wysigings