Kako je počeo život na Zemlji? Pitanje koje zagonetno traje
Pitanje o tome kako je život prvi put započeo na Zemlji ostaje jedno od najvećih misterija znanosti. Iako su znanstvenici razvili razne teorije o početku života, jedna od njih predlaže da je život nastao u blizini hidrotermalnih otvorenih izvora koji su pružali energiju potrebnu za kemijske reakcije, koje su na kraju dovele do prvih živih organizama. Ovaj proces često se opisuje kao neizvjestan događaj, u kojem su se kemikalije slučajno spojile u pravom omjeru kroz nasumične sudare. No, što ako su fizički procesi zapravo usmjerili te reakcije prema postojanju života?
Teorija Jeremyja Englanda: Život kao posljedica entropije
Američki fizičar Jeremy England iznio je zanimljive ideje prema kojima bi život mogao biti rezultat entropije, mjere nereda u sustavu. Kada je sustav u stanju visoke entropije, njegovi sastojci se mogu mijenjati, a sustav ostaje praktički isti. Nasuprot tome, elementi poput života postoje u stanju niske entropije. Naizgled bi ovo moglo kršiti drugi zakon termodinamike, koji tvrdi da entropija u zatvorenom sustavu uvijek raste i da se sve teži ka neredu. Međutim, England pojašnjava da život ne krši ovaj zakon jer crpi energiju iz okoline, trošeći energiju kako bi privremeno smanjio vlastitu entropiju, slično kao što se može utrošiti energija za oblikovanje snijega u snjegovića.
Kako entropija igra ključnu ulogu
Zanimljivo je da kada se uzme u obzir cjelokupni sustav – uključujući izvor energije za život i toplinu koju život troši – sustav nastavlja težiti entropiji. Ova statistička svojstva univerzuma prvi je otkrio Rudolf Clausius, koji je primijetio da toplina uvijek teče od tijela s višom temperaturom do tijela s nižom temperaturom.
Englandov pristup teoriji života postavlja zanimljivu hipotezu: život i životne strukture mogu nastati u složenim, kaotičnim okruženjima, gdje bi bolje raspodijelili toplinu u okolinu. To sugerira da život može proizaći iz entropije zbog svoje sposobnosti raspodjele topline.
Eksperimentiranje s kemijskim sustavima
U jednom od svojih istraživanja, England je simulirao složeni “soup” od 25 kemikalija s različitim koncentracijama, primjenjujući razinu energije kako bi “prisilio” kemijske reakcije da se odvijaju. Kao što Sunčeva svjetlost može potaknuti proizvodnju ozona u našem atmosferi, tako je i entropija igrala ključnu ulogu u ovim eksperimentima. U radu koji su objavili, England i koautor Jordan M. Horowitz izjavili su: “Naša središnja otkrića sugeriraju da kinetički stabilna ponašanja sustava imaju tendenciju da se izgledaju kao da su fino podešena na vanjski poticaj.”
Zaključak: Moguće implikacije za buduća istraživanja života
Iako su određeni sustavi pokazivali očekivano kretanje prema ravnoteži, drugi su doživjeli “spontano fino podešavanje”, reorganizirajući se u složenije strukture uvjerljivije u suočavanju s kompleksnim okruženjima. U drugom radu, tim je otkrio više “uzoraka kolektivnog molekularnog ponašanja”, što sugerira da sustavi imaju tendenciju da usvoje strukture koje bolje apsorbiraju energiju.
Iako su ove teorije tek analog za život i ne repliciraju njegovu složenost, rezultati su intrigantni i sugeriraju da bi život mogao proizaći iz zakona fizike. Ako su ove hipoteze točne, onda bi život mogao biti sveprisutna pojava u svemiru, nastajući u složenim sustavima poput našeg planeta.
Kako je Jeremy England rekao 2014. godine za Quanta Magazine: “Počinjete s nasumičnom grupom atoma, a ako dovoljno dugo sjajite svjetlom na to, ne bi trebalo biti iznenađujuće da dobijete biljku.”
Ova otkrića otvaraju nova pitanja o prirodi života i njegovoj mogućoj prisutnosti u različitim oblikima izvan naše planete.
