Universi është zgjeruar që nga Big Bengu. Por zhvillimi u përshpejtua 5-6 miliardë vjet më parë, moment kur edhe nisi jeta. A mund të lidhen këto dy ngjarje me njëra-tjetrën? Një teori e re sugjeron se jeta shkakton një çrregullim të atillë, nga i cili mund të ndikohet edhe Universi.
Shkencëtarët thonë se çrregullimi ose entropia, rritet në mënyrë të pashmangshme. Ky pohim i thjeshtë i lejon ata të parashikojnë fatin përfundimtar të Universit:në fund, gjithçka do të shpërndahet në një gaz të ftohtë dhe të pajetë.
Por sa i përket jetës në Tokë, gjërat janë zhvilluar në drejtimin e kundërt:evolucioni ka prodhuar një sërë formash të mirë-renditura të jetës, nga molekulat e thjeshta biologjike tek kafshët dhe njerëzit kompleksë. Atëherë, si mundet jeta të shkelë një ligj që vlen për gjithçka në Univers?
Gjendja e çrregullimit në një sistem fizik, llogaritet bazuar tek numrin i gjendjeve të mundshme në të cilat mund të jetë sistemi. Sa më shumë gjendje të mundshme, aq më i madh është çrregullimi, i njohur ndryshe si entropi. Deri më tani, fizikantët nuk e kanë marrë parasysh jetën kur llogaritin entropinë totale të Universit, pasi numri i grimcave të përfshira në jetën në Tokë mendohej se ishte i parëndësishëm.
Por 4 shkencëtarë kanë llogaritur së fundmi numrin e gjendjeve të mundshme biologjike, dhe ai është çuditërisht i lartë. Në fakt, ai është aq i lartë, saqë origjina e jetës mund të ketë luajtur një rol vendimtar në zhvillimin e të gjithë Universit.
Motorët me avull shkaktuan kaos
Koncepti i entropisë rrjedh nga ai i termodinamikës. Dhe kjo teori u zhvillua në vitet 1800, me qëllimin praktik të përmirësimit të motorëve me avull. Me kalimin e kohës, fizikanët e kuptuan se ligjet e termodinamikës janë universale, të zbatueshme kudo dhe në çdo kohë.
Problem me gjendjet e mirë-rregulluara të jetës është ligji i dytë i termodinamikës, sipas të cilit gjendja e çrregullimit ose entropisë në çdo sistem të izoluar fizik ose kimik ose do të jetë konstante ose në rritje. Është thjesht e pamundur që sistemi të bëhet më i rregulluar.
E megjithatë, kjo duket se ka ndodhur me evolucionin në Tokë mbi 4 miliardë vjet. Me rritjen e gjendjes së rendit në organizmat e gjallë kompleksë, entropia e jetës është bërë me sa duket gjithnjë e më e ulët. Megjithatë, grupi i shkencëtarëve që qëndrojnë pas teorisë së re besojnë se entropia e jetës duhet parë në një mënyrë të re.
Katër fizikanë dhe biologë nga Instituti Perimetër për Fizikën Teorike në Ontario, Kanada dhe Instituti i Biologjisë së Sistemeve në Siatëll, SHBA, e filluan punën e tyre teorike duke llogaritur gjendjen e entropisë përgjatë 13.8 miliardë viteve të ekzistencës së Universit.
Gjatë 380.000 viteve të para pas Big Bengut, Universi ishte si një top zjarri i përbërë nga plazma e kuqe e nxehtë e protoneve dhe elektroneve të veçanta. Plazma u zgjerua me shpejtësi, me densitetin e lëndës dhe temperaturat tejet homogjene në të gjithë hapësirën. Pra, entropia e Universit të ri u përcaktua vetëm nga numri i përgjithshëm i grimcave atomike dhe mënyrat e kufizuara, në të cilat grimcat mund të reagonin me njëra-tjetrën.
Që nga ajo kohë, graviteti e ka mbledhur lëndën në mjegullnajat e gazit, yjet, galaktikat dhe grupimet e galaktikave. Zhvillimi ka shkaktuar gjendje të reja të materies nën ndikimin e presioneve dhe temperaturave shumë të ndryshme, duke e rritur ndjeshëm entropinë e Universit.
Jeta e tejkalon energjinë e errët
Sipas ideve aktuale të kozmologjisë, kontributori kryesor në entropinë e Universit është energjia e errët, një forcë hipotetike e cila e ka kundërshtuar tkurrjen gravitacionale gjatë 5-6 miliardë viteve të fundit, duke shkaktuar përshpejtimin e zgjerimit të Universit.
Energjia e errët shkakton entropi masive të 10 në fuqi të 124 të gjendjeve të mundshme, pra 1 me 124 zero pas. Por grupi i shkencëtarëve sugjeron se kur bëhet fjalë për numrat e kombinimeve të mundshme, jeta në planetin tonë të vogël mund çdo gjë tjetër në Univers. Organizmat e gjallë përfshijnë kryesisht 6 elementë – karbon, hidrogjen, azot, oksigjen, fosfor dhe squfur. Elementet mblidhen në molekula të mëdha biologjike si ADN-ja, të cilat mbartin informacionin dhe proteinat që mundësojnë proceset biokimike të jetës.
Shkencëtarët thonë se biomolekulat e jetës mund të shfaqen në shumë më tepër gjendje, dhe mund të kryejnë shumë më tepër procese se sa gjashtë elementët në kiminë inorganike. Shkencëtarët kanë llogaritur se jeta e rrit në 10 në fuqi të 238 numrin e gjendjeve të mundshme. Me të gjitha ato konfigurime të mundshme, jeta në Tokë e rrit në mënyrë dramatike entropinë e të gjithë Universit.
Ligji i ri i fizikës kontrollon biologjinë
Asgjë në termodinamikën klasike, nuk e kufizon numrin e gjendjeve të mundshme biologjike. Por në praktikë, evolucioni ka përdorur vetëm një pjesë të vogël të proteinave dhe reaksioneve biokimike, që jeta mund të vërë në dispozicion. Bazuar në këtë fakt, 4 shkencëtarët propozuan një ligj të ri të biologjisë dhe termodinamikës.
Teoria thotë se nëpërmjet mutacioneve dhe riprodhimit seksual, evolucioni zgjedh vetëm biomolekulat më të përshtatshme për të ndërtuar qelizat dhe organet e specializuara, të cilat prodhojnë organizma jashtëzakonisht komplekse dhe të mirë-rregulluara.
Ajo eliminon kontrastin midis evolucionit të jetës dhe ligjit universal të termodinamikës në lidhje me entropinë gjithnjë e në rritje. Nga njëra anë, organizmat e gjallë përfshijnë entropinë masive në formën e biomolekulave potenciale, dhe numrin astronomik të gjendjeve që biomolekulat mund ta prodhojnë duke reaguar me njëra-tjetrën.
Por nga ana tjetër, evolucioni përdor shumë pak nga mundësitë. Prandaj, jeta plotëson kërkesat e fizikës për një kaos gjithnjë në rritje, në formën e një numri në rritje të konfigurimeve teorikisht të mundshme. Por njëkohësisht, disa prej tyre janë jashtëzakonisht të rregulluara.
A e zgjeroi jeta Universin?
Pra, ky ligj i ri i termodinamikës biologjike, tregon se mekanika e jetës i tejkalon të gjithë kufijtë e njohur të entropisë totale të Universit. Prandaj shkencëtarët kanë propozuar një hipotezë, të cilën e përshkruajnë si “një spekulim që mrekullon“.
Astronomët kanë mundësi të vëzhgojnë se zgjerimi i Universit nxiti të përshpejtohet rreth 5-6 miliardë vjet më parë. Sipas kozmologjisë, kjo ndodhi sepse njëjtën kohë u arrit momenti ku energjia e errët, e cila e bën Universin të zgjerohet, ia kaloi gravitetit, e cila përpiqet ta bëjë atë të tkurret.
Tani grupi i shkencëtarëve sugjeron se mund të ketë qenë origjina e jetës ajo që e ndryshoi prirjen, apo që në një farë mënyre e shtoi energjinë e errët. Kjo ide mbështetet nga koha. Në Tokë, ne mendojmë se jeta nisi rreth 4 miliardë vjet më parë. Por nëse jeta është e përhapur në galaktikat e tjera, ajo ka të ngjarë të ketë origjinën më herët në planetë të tjerë.
Në përgjithësi Universi konsiderohet se ka qenë “i banueshëm” rreth 15 miliardë vjet më parë, pasi u ftoh deri në pikën që rrezatimi elektromagnetik i mbetur nuk do ta parandalonte ekzistencën e saj. Por jeta siç e njohim sot, kërkon elementë që do të ishin bërë më të zakonshëm vetëm pas një periudhe 10 miliardë vjet më parë, të njohur si ‘mesdita kozmike’, kur procesi i formimit të yjeve në Univers ishte në kulmin e tij.
Jeta mund të kishte lindur në shumë vende shumë më herët për ta rritur energjinë e errët 5-6 miliardë vjet më parë. Katër shkencëtarët nuk e fshehin faktin, se ata nuk kanë asnjë provë për të mbështetur hipotezën e tyre, dhe as ndonjë sugjerim mbi procesin përmes të cilit evolucioni i jetës mund të krijojë ose të ndikojë mbi materien e errët në të gjithë Universin. Por nëse vërtetohen si të sakta, ato do të ndryshojnë rrënjësisht marrëdhënien midis biologjisë dhe astronomisë, duke krijuar një fushë krejtësisht të re shkencore: biokozmologjinë. / New Scientist – Bota.al
