Toen Jeremy Drake eind jaren tachtig zijn carrière begon, leek de vraag of we alleen zijn in het universum nog steeds buiten het bereik van de wetenschap.
"Het was alsof we het bestaan van God niet kunnen bewijzen of ontkennen, " zegt Drake. "Er waren geen gegevens."
Er is veel veranderd sinds Drake, nu 49 en senior astrofysicus aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, sterren begon te studeren als doctoraatsstudent in Oxford.
Halverwege de jaren negentig onthulden geavanceerdere telescopen en spectrometers de eerste planeten die in een baan rond verre sterren draaiden - een ontdekking die voor het eerst de verleidelijke mogelijkheid van leven elders in de melkweg opende. In de loop der jaren is het aantal bekende planeten geëxplodeerd naar meer dan 1.700. Vorige maand kondigde NASA aan dat zijn Kepler-ruimtetelescoop, gelanceerd in 2009, 715 nieuwe planeten in een baan rond 305 sterren had kunnen identificeren, waaronder vier met de juiste grootte en afstand van hun sterren om vloeibaar water te ondersteunen, en dus het leven zoals wij weet het.
Hoewel het onwaarschijnlijk is dat we deze planeten binnenkort snel kunnen onderzoeken, beginnen wetenschappers het fundamentele onderzoek te doen dat op een dag zou kunnen helpen bepalen welke nieuw ontdekte planeten de grootste kans hebben om buitenaards leven te ontvangen. En veel van dat werk gebeurt nu in het Smithsonian.
In 2012 organiseerde Drake, wiens laboratorium op een heuvel in een rustige hoek van de campus van Harvard ligt, een conferentie met de naam 'Life in the Cosmos' in Washington, DC, waar Smithsonian wetenschappers van ongelijksoortige instellingen zoals het Natural History Museum, the Air bijeenkwamen en Space Museum en het Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. Hoewel een astrofysicus op het eerste gezicht misschien weinig gemeen lijkt te hebben met paleontologen of regenwoudecologen, hoopt Drake dat de multidisciplinaire samenwerkingen die uit dit project voortkomen ons zullen helpen de oorsprong van het leven op aarde beter te begrijpen - en hoe het zich elders in het heelal.
"Dit is het breedste wetenschappelijke probleem", zegt hij. "En in mijn gedachten is het misschien de belangrijkste vraag."
Wat zijn de kansen dat er leven is daarbuiten?
De situatie verandert zo snel. Vóór 1995 hadden we geen idee - we hadden slechts één bekend zonnestelsel. [In 1961] zei de Drake-vergelijking - natuurlijk andere Drake - in feite dat het bepalen van de waarschijnlijkheid van het aantal planeten in de Melkweg puur giswerk is. Rond 1980 begonnen we voor het eerst deze dingen te zien die 'stoffige schijven' werden genoemd rond zonne-achtige sterren, en grotere en betere missies zagen deze in grotere aantallen. Dat brengt ons bij het tijdperk van planeetdetectie, beginnend in het midden van de jaren 90. Natuurlijk stonden deze eerste planeten heel dicht bij hun ouderster, gasreuzen zonder enige kans op leven. En dat is omdat dat het gemakkelijkst te detecteren was. Maar we realiseren ons nu dat er een zeer grote kans is op meer aardachtige planeten rond sterren. Er kunnen andere manieren zijn om leven te ontwikkelen waarvoor geen planeten nodig zijn, maar de gemakkelijkste manier is zeker om een soort stabiele omgeving te hebben, zoals een planetair systeem dat energie-input heeft van een nabije ster. Planeten zijn dus een goede gok.
Hoe ben je gekomen om 'Life in the Cosmos' te organiseren?
Het was waarschijnlijk 2010, en ik bestudeerde de buitenste atmosfeer van sterren, die in de zon wordt aangeduid als de zonnecorona. Er waren al substantiële gegevens over het bestaan van de planeet en ik begon na te denken over wat de stralingsomgevingen van planeten zouden zijn. Ik dacht dat dat kon worden gekoppeld aan wat andere mensen deden, mensen zoals Bob Craddock in het Air and Space Museum, die een heel belangrijk probleem in de planetaire fysica heeft bestudeerd: hoe verloor Mars zijn atmosfeer? Als je leven op een planeet wilt hebben, is dat niet iets wat je wilt gebeuren.
Het is een paar jaar geleden dat u de conferentie in Washington hield. Zijn er interessante studies of samenwerkingen uit voortgekomen?
Ja, er zijn enkele onderzoeken, enkele mogelijke samenwerkingen die nog in de kinderschoenen staan. Het grootste probleem in de wetenschap is altijd geld. We vragen ons aan om een vijfjaarlijkse studie te financieren over hoe de bouwstenen die nodig zijn voor de bewoonbaarheid van de planeet worden verzameld. We hebben nog een voorstel om te kijken naar de atmosferische evolutie van planeten. We hadden een zaadproject, met de mensen in Panama [bij het Smithsonian Tropical Research Institute], om te kijken hoe de beschikbaarheid van fosfor ecosystemen zal beïnvloeden. Fosfor is nodig voor het leven, maar het leeft eigenlijk heel kort op een actieve planeet omdat het door normaal weer uit de grond wordt gelekt. Het wordt op aarde aangevuld door geologische activiteit - dus hoe belangrijk is geologische activiteit voor de ontwikkeling van het leven? Dat weten we niet echt. Zoiets als platentektoniek op aarde, is dat een vereiste voor leven elders?
Is het idee dat, uiteindelijk, als we eenmaal betere technologie hebben om naar deze nieuw ontdekte planeten te kijken, dit onderzoek ons kan helpen kiezen welke verdere studie rechtvaardigen, of welke de grootste waarschijnlijkheid hebben om het leven te ondersteunen?
Dat klopt helemaal. Waarschijnlijk is platentektoniek te moeilijk om te voorspellen in termen van het modelleren van een planeet op dit punt, maar misschien kun je grof begrijpen welke planeten dat kenmerk zouden moeten hebben. Of je zou kunnen zeggen: "Oké, als we beperkte middelen hebben, laten we gaan met de planeten waarvan we denken dat ze de juiste sfeer hebben." Je zou proberen degenen te vinden die interessant zijn. Dat aantal is misschien vaag, maar het zal zeker niet de meerderheid zijn.
Hoe draagt uw eigen onderzoek bij aan het beantwoorden van deze vragen?
Ik werk aan protoplanetaire schijven, en ook waar sterren worden gevormd. Planeten vormen waarschijnlijk relatief snel op hetzelfde moment dat de ster zijn formatie beëindigt. Het is een heel, heel ingewikkeld maar zeer interessant astrofysisch probleem. Wat we doen, is dit hoge röntgencontrast in jonge sterren gebruiken om in principe de jonge, zonnestelsels te vinden, en vervolgens op zoek te gaan naar protoplanetaire schijven. Deze studies geven ons een idee van hoeveel planeten er in de Melkweg kunnen zijn.
Als we het wel vinden, hoe zou het leven op andere planeten er dan uit kunnen zien?
Ik vermoed dat wat er gaat gebeuren is dat we een planeet vinden met een detecteerbare zuurstofsignatuur, en waarschijnlijk zal dat bioactiviteit verraden, waarschijnlijk oerslijm of bacteriën. Mijn vermoeden is dat als we iets detecteren - en op voorwaarde dat de planeet niet al te verschillend is met de aarde - het eruit zal zien als iets waar we vaag bekend mee zijn. Gewoon numeriek, het leven is hier pas honderden miljoenen jaren geleden op een veel geavanceerdere manier begonnen dan in miljarden, en het meest voorkomende is hier bacteriën. Maar nogmaals, ik ben geen bioloog, dus misschien ziet iets dat er voor mij hetzelfde uitziet er heel anders uit dan een bioloog.
Hoe zit het met het leven op basis van een totaal andere chemie - bijvoorbeeld silicium?
Ik denk het niet. Dat is iets dat een tijdje kort is opgevoed, maar mijn vermoeden is dat het leven op aarde is ontstaan zoals het gebeurde vanwege de fundamenten in de biochemie, en dat die fundamentele processen universeel zijn, in plaats van vreemd voor ons. We weten dat we deze levensstam op aarde al miljarden jaren hebben gehad, en chemie heeft de kans gehad om andere dingen te doen als ze echt werkten.
Er is veel gepraat over extremofielen - het leven hier op aarde dat bestaat in geothermische openingen en andere ruwe omgevingen - als een mogelijk model voor het leven op andere planeten. Denk je dat dat een mogelijkheid is?
Extremofielen worden vaak gebruikt als argument om te zeggen hoe anders het leven zou kunnen zijn dan waar we momenteel het meest bekend mee zijn. Persoonlijk heb ik het tegenovergestelde argument. Ik denk dat wat er gebeurt is als je eenmaal voet aan de grond krijgt in het leven, dan kan het zich aanpassen aan meer bizarre omgevingen. Ik denk niet dat dat je noodzakelijkerwijs vertelt dat het leven kan ontstaan in bizarre omgevingen. Mijn vermoeden is dat je tamelijk Goldilocks-achtige omstandigheden moet hebben om het leven op gang te brengen, maar als je dat eenmaal hebt, heb je de mogelijkheid om dingen te creëren die veel exotischer zijn.
Natuurlijk bevindt deze hele zoektocht zich nog in de zeer vroege stadia, maar als we het leven elders in de Melkweg ontdekken, wat zijn dan de kansen dat we deze kunnen bezoeken?
Om een andere beschaving te bezoeken of om ons te bezoeken, moet er een deel van de fysica zijn dat nog niet is begrepen. Je kunt het niet doen, reizen met de snelheid van het licht. Om beschavingen afstanden van het galactische type te laten afleggen, moet er een onbekende fysica zijn die dat mogelijk maakt. Als dat gebeurt, heeft dit grote gevolgen voor ons gebrek aan begrip van de basisfysica. Er is momenteel een van de argumenten tegen het UFO-fenomeen: fysiek is het gewoon niet mogelijk.
Zelfs als we nieuw ontdekt buitenaards leven niet kunnen bereiken, wat zou dan de impact van de ontdekking hier op aarde zijn?
Ik denk dat het een enorme impact zou hebben - psychologisch, theologisch, sociaal. Maar ik denk dat dat de grootste wetenschappelijke ontdekking in de geschiedenis zou zijn, een van de belangrijkste dingen die mensen hebben gedaan. Op dit moment hebben we een landelijke benadering van het leven - een 'wij tegen hen', soort nationaliteit. Ik denk dat als het leven op andere planeten wordt ontdekt, en zeker als communicatie of tekenen van beschavingen worden gevonden, ik hoop dat het perspectief volledig zal veranderen. We zouden naar buiten kijken. Zouden mensen zich minder belangrijk voelen voor zichzelf? Misschien zouden ze dat doen. Dat is waarschijnlijk een goede zaak.
