ก๊าซออกซิเจนพบทั่วไปในอวกาศ แต่ทำไมเรายังไม่เจอสิ่งมีชีวิตตัวเป็น ๆ สักที



ในยุคปัจจุบันนี้ เราได้ทำการค้นพบธาตุและองค์ประกอบหลายอย่างไม่ว่าจะเป็นก๊าซไฮโดรเจน ฮีเลียม ลิเทียม ไล่ไปจนจบตารางธาตุในหนังสือเรียนเคมีทุกเล่ม ธาตุเหล่านี้ถูกค้นพบในระบบสุริยะทั้งนั้น รวมถึงสารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า สารชีวโมเลกุล ที่มีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักและยังมีธาตุอื่น ๆ ที่รวมกันสร้างสรรค์ให้เป็นสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นทั้งพืชหรือสัตว์ก็ตาม

บนโลกมนุษย์นี้ เราสามารถจำแนกสิ่งมีชีวิตออกได้ไม่ยาก แต่อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กบนโลกของเรา หรือสิ่งมีชีวิตที่มีการเปลี่ยนแปลงหรือการพัฒนาการที่ล่าช้าก็อาจจะทำให้เราสังเกตได้ยากขึ้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดนิยามของคำว่า “สิ่งมีชีวิต” บนโลกมนุษย์ขึ้นมาอยู่ 8 ข้อ

  1. สิ่งมีชีวิตประกอบขึ้นจากเซลล์
  2. สิ่งมีชีวิตมีการจัดระบบภายในร่างกาย
  3. สิ่งมีชีวิตต้องการพลังงาน
  4. สิ่งมีชีวิตมีกลไกในการรักษาสภาพแวดล้อมในร่างกาย
  5. สิ่งมีชีวิตมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า
  6. สิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธ์
  7. สิ่งมีชีวิตมีการเติบโตและมีวิวัฒนาการ
  8. สิ่งมีชีวิตมีการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม

ด้วยนิยามทั้ง 8 ข้อนี้ทำให้เราสามารถจำแนกได้ว่าอันไหนเป็นสิ่งมีชีวิต อันไหนไม่เป็นสิ่งมีชีวิต ซึ่งแน่นอนว่านิยามพวกนี้ใช้ได้แค่บนโลกของมนุษย์เท่านั้น

อย่างที่บอกไว้ตั้งแต่ตอนแรก สิ่งมีชีวิตจะต้องมีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก และมีธาตุอื่น ๆ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน หรือซิลิคอนเป็นองค์ประกอบด้วยก็ได้ ประกอบกับทางนาซาได้ประกาศการค้นพบสารอินทรีย์บนดาวอังคาร หรือดาวอื่น ๆ รวมทั้งระบบดาวอื่น ๆ ที่อาจจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ เช่น ระบบดาว TRAPPIST-1 ที่มีการค้นพบไปเมื่อ 22 กุมภาพันธ์ เมื่อปีที่แล้ว

สามารถทำความรู้จักกับระบบ TRAPPIST-1 ได้ที่ ยังจำกันได้ไหมดาวใน TRAPPIST-1 อาจมีน้ำมากกว่ามหาสมุทรโลก 250 เท่า  และอ่านสรุปเกี่ยวกับการค้นพบสารอินทรีย์บนดาวอังคารได้ที่ มีเทนและอินทรีย์โมเลกุลบนดาวอังคาร สู่เส้นทางการค้นพบสิ่งมีชีวิต

ดวงอาทิตย์ก็มีออกซิเจนนะ

องค์ประกอบตั้งแต่เริ่มสร้างดวงอาทิตย์คนส่วนใหญ่อาจจะคิดว่ามันมีแค่ก๊าซไฮโดรเจนและหลอมเป็นฮีเลียมแค่นั้น แต่มันยังมีธาตุอื่น ๆ ที่เป็นองค์ประกอบของดวงอาทิตย์ด้วย ซึ่งหนึ่งในนั้นก็คือ ออกซิเจน มันถือว่าเป็นธาตุลำดับที่สามรองลงมาจากไฮโดรเจนและฮีเลียมที่มีมากที่สุดในดวงอาทิตย์เลย

โดยดวงอาทิตย์ของเรามีออกซิเจนอยู่ปริมาณ 0.97 % โดยมวลของดวงอาทิตย์รองจาก ไฮโดรเจนที่มีอยู่ 71 % และฮีเลียมจำนวน 27.1 % โดยมวลของดวงอาทิตย์เลยก็ว่าได้ แต่นั้นมันก็ไม่ได้หมายความว่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ได้เลย

ดวงอาทิตย์ ที่มา NASA

ถ้าคุณคิดว่าดวงอาทิตย์ที่เราเห็นอยู่ทุกวันนี้เป็นลูกไฟที่กำลังลุกไหม้ มันก็เหมือนกับกระดาษที่กำลังติดไฟร้อนแรงอยู่ ซึ่งการที่จะทำให้มันติดไฟได้นั้นต้องใช้ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลัก โดยที่เชื้อเพลิงจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศได้ผลผลิตเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ปลดปล่อยพลังงานความร้อนและแสงออกมา เราเรียกมันว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้

แต่ดวงอาทิตย์ไม่ได้ทำตัวแบบนั้นสักหน่อย การปล่อยแสงสว่างและความร้อนของมันเกิดจากกระบวนการที่เรียกว่านิวเคลียร์ฟิวชันต่างหาก ซึ่งปฏิกิริยานี้มันจะทำการหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม แล้วปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบของรังสีแกมมาซึ่งส่วนใหญ่จะเปลี่ยนเป็นแสง ซึ่งกระบวนการนี้ไม่จำเป็นจะต้องใช้ธาตุออกซิเจนแต่อย่างใด

ตอนนี้อุณหภูมิแกนกลางของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 15,600,000 เคลวิน ใช้แก๊สไฮโดรเจนไปแล้วประมาณครึ่งหนึ่งของทั้งหมด และคาดว่ามันจะมีอายุอยู่ต่อไปอีกประมาณ 5 พันล้านปี แต่ก่อนจะไปถึงจุดนั้น อุณหภูมิภายในแกนกลางของดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่มันสามารถเผาผลาญฮีเลียมที่อยู่ภายในให้กลายไปเป็นธาตุคาร์บอน และออกซิเจนได้ เมื่อถึงจุดนั้นดวงอาทิตย์ของเราจะเริ่มเข้าสู่ระยะของการเป็นดาวยักษ์แดงไปโดยสมบูรณ์

โมเลกุลออกซิเจนในห้วงอวกาศอันลึกลับ

ออกซิเจนถือว่าเป็นธาตุที่เราสามารถพบเจอได้บ่อยมาก ๆ เรียกว่ามากเป็นอันดับที่สามเลยทีเดียว ซึ่งก็มีการค้นพบโมเลกุลของออกซิเจนอยู่ทั่วไปในอวกาศ โดยเราพบมันครั้งแรกในบริเวณ Orion Nebula

นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้ค้นพบโมเลกุลของออกซิเจนครั้งแรกในบริเวณดาวฤกษ์ของ Orion Nebula ที่ห่างจากโลกไปประมาณ 1,500 ปีแสงโดย European Space Agency’s Herschel Space Observatory พวกเขาใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และเครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรดเพื่อสอดส่องหาเบาะแสของสิ่งมีชีวิต แต่มันก็ยากที่จะทำการค้นหา

Orion Nebula ที่ค้นพบโมเลกุลของออกซิเจน ที่มา NASA’s Spitzer Space Telescope at infrared wavelengths.

พวกเขาได้ตรวจพบอะตอมของออกซิเจนโดยบังเอิญ โดยเฉพาะรอบ ๆ ดาวมวลสูง แต่ก็ใช้เวลาศึกษานานหลายปีจนพวกเขาสามารถบอกได้ชัดเจนว่า อะตอมของออกซิเจนสามารถพบเจอได้ง่าย ๆ ในอวกาศ โดยคุณ Goldsmith และเพื่อนร่วมงานของเขาได้บอกว่า ออกซิเจนที่ถูกค้นพบใน Orion Nebula เกิดขึ้นหลังจากเกิดดาวฤกษ์ทำให้มีอุณหภูมิที่สูงขึ้น น้ำแข็งละลายและทำให้เกิดน้ำ พออะตอมพวกนี้แตกตัวก็กลายเป็นโมเลกุลของก๊าซออกซิเจนได้

นอกจากนี้ยังมีการค้นพบโมเลกุลออกซิเจนในรูปแบบต่าง ๆ ในห้วงอวกาศอันลึกลับนี้ ไม่เพียงแต่ในรูปของน้ำ อาจจะเป็นในรูปของสารชีวโมเลกุลหรือสารอินทรีย์ที่อาจจะบ่งบอกไปถึงสิ่งมีชีวิตนอกโลกหรือเพื่อนบ้านของเราต่อก็ได้

สรุปแล้วทำไมเรายังไม่เจอสิ่งมีชีวิตบนดาวอื่น ๆ สักที

ก่อนอื่นเลยต้องบอกก่อนว่าการจะกำเนิดสิ่งมีชีวิตได้สักหนึ่งอย่างมันต้องอาศัยปัจจัยพื้นฐานหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ช่วงเวลา การผสมพันธุ์ สายพันธุ์ หรือแม้กระทั่งกระบวนการมีเพศสัมพันธ์ก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่ง (ผิด) และโชคดีที่โลกของเรามีสภาพแวดล้อมและปัจจัยที่เอื้ออำนวยให้เกิดสิ่งมีชีวิตได้ แถมยังเป็นสิ่งมีชีวิตที่คิดได้และเจ็บเป็นด้วย แต่สำหรับดาวดวงอื่นนั้น เช่น ดาวอังคารก็มีสภาพแวดล้อมที่โหดร้ายทารุณมากเกินไป เกินที่จะมีสิ่งมีชีวิตแบบเรา ๆ อยู่ได้ ออกไปอีกสักนิดที่ดาวยูเรนัสก็น่าจะเหม็นสาบกลิ่นไข่เน่าจนอยู่ไม่ไหวได้

และการก่อกำเนิดสิ่งมีชีวิตนั้น จะต้องมีธาตุที่เป็นต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตก็คือสารอินทรีย์ หรือสารชีวโมเลกุล มารวมกันก่อกำเนิดให้เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวก่อน ก่อนที่จะพัฒนาและปรับปรุงตัวเองขึ้นมาเรื่อย ๆ ตามกาลเวลา มีการเปลี่ยนแปลงตัวเองปรับเปลี่ยนลักษณะให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัยต่าง ๆ ได้ ตามนิยามของสิ่งมีชีวิตที่ได้บอกไว้ตั้งแต่แรก

และแน่นอนว่าในตอนนี้เรายังไม่เจออะไรที่สามารถทำได้แบบนั้น นอกจากสิ่งมีชีวิตบนโลก

อีกสาเหตุที่ทำให้เรายังไม่พบสิ่งมีชีวิตนอกโลกอีกก็คือ เรากำหนดให้สิ่งมีชีวิตคือแบบในนิยามของสิ่งมีชีวิตนะ แล้วใช้นิยามสิ่งมีชีวิตบนโลกไปตัดสินว่าดาวนี้ไม่มีสิ่งมีชีวิต ดาวนี้มีสิ่งมีชีวิตก็อาจจะทำให้เรายังไม่ได้เจอสิ่งมีชีวิตภูมิปัญญาแบบมนุษย์เราบนดาวดวงอื่นเลยก็ได้

จากบทความเรื่อง เอเลี่ยนอาจอยู่ตรงหน้าคุณแล้วก็ได้ แค่คุณไม่ได้สนใจมันเท่านั้นเอง ทำให้เห็นว่า เรากำลังตามหาสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะคล้ายกับมนุษย์ที่เดินต้อย ๆ อยู่ตามถนนหรือตามหาเอเลี่ยนที่มีรูปร่างลักษณะผิดแปลกไปจากธรรมชาติตามแบบฉบับในหนังอวกาศเกือบทุกเรื่องอยู่เลย

ภาพจำลองสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์เอาไว้ในช่วงปี 1970 ที่มา NASA

แต่ก็นั้นแหละ เราก็ยังคงไม่มีวี่แววว่าจะพบบสิ่งมีชีวิตได้ในเร็ววันนี้แน่นอน ซึ่งเราอาจจะต้องรอไปอีกสักหน่อย รอกล้องอวกาศ James Webb ขึ้นไปทำหน้าที่แทนกล้องอวกาศ Hubble ก็อาจจะทำให้เราได้ข้อมูลอะไรใหม่ ๆ เกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบ หรือแนวโน้มที่จะเจอสิ่งมีชีวิตมากขึ้นก็เป็นได้

 

อ้างอิง

Life on Earth …and elsewhere? | NASA

If the Sun Is on Fire, How Does It Get Oxygen? | SPACE.COM

Oxygen in the Orion Nebula | HERSCHEL Space Observatory