Le prime forme di vita capaci di evolversi potrebbero essere apparse nell’universo pochi istanti dopo il Big Bang.
La vita si è formata sulla Terra da circa 4 miliardi di anni. Si tratta di una frazione significativa dei 13,77 miliardi di anni di storia dell’universo. Presumibilmente, come la vita è nata qui, sarebbe potuta apparire ovunque. E per definizioni di vita sufficientemente ampie, potrebbe anche essere possibile che sia apparsa pochi secondi dopo il Big Bang.
Per esplorare le origini della vita, dobbiamo prima definirla.
Esistono oltre 200 definizioni pubblicate del termine, il che dimostra quanto sia difficile affrontare questo concetto. Ad esempio, i virus sono vivi? Si replicano ma hanno bisogno di un host per farlo. Che dire dei prioni, le strutture proteiche patogene?
I dibattiti continuano a vorticare sul confine tra vita e non. Ma per i nostri scopi possiamo usare una definizione estremamente ampia, ma molto utile: la vita è tutto ciò che è soggetto all’evoluzione darwiniana.
Questa definizione è utile poiché esploreremo le origini della vita stessa che, per definizione, confonderà i confini tra vivo e non vivo. Nel profondo passato la Terra non era viva ma poi lo è stata. Ciò significa che c’è stato un periodo di transizione che allargherà naturalmente i limiti di qualsiasi definizione si possa raccogliere. Inoltre, mentre scaviamo più a fondo nel passato ed esploriamo altre potenziali opzioni, vogliamo mantenere la nostra definizione ampia, soprattutto mentre esploriamo gli angoli più estremi ed esotici dell’universo.
Con questa definizione, la vita sulla Terra è nata almeno 3,7 miliardi di anni fa. A quel punto, gli organismi microscopici erano già diventati abbastanza sofisticati da lasciare tracce delle loro attività che persistono fino ai giorni nostri. Quegli organismi erano molto simili a quelli moderni: usavano il DNA per immagazzinare informazioni, l’RNA per trascrivere tali informazioni in proteine e le proteine per interagire con l’ambiente e creare copie del DNA. Questa combinazione a tre vie consente a quei lotti di sostanze chimiche di sperimentare l’evoluzione darwiniana.
Ma quei microbi si sono evoluti da qualcosa. E se la vita è qualcosa che si evolve, allora doveva esserci una versione più semplice apparsa anche prima nel passato della Terra.
Alcune teorie ipotizzano che le prime molecole autoreplicanti, e quindi la forma di vita più semplice possibile sulla Terra, potrebbero essersi formate non appena gli oceani si raffreddarono, ben oltre 4 miliardi di anni fa.
E la Terra potrebbe non essere stata sola: Marte e Venere avevano condizioni simili a quel tempo, quindi se la vita è avvenuta qui, potrebbe essere avvenuta anche lì.
La prima vita tra le stelle
Ma il Sole non fu la prima stella ad accendersi e fondersi; è il prodotto di una lunga stirpe di precedenti generazioni di stelle. La vita come la conosciamo richiede alcuni elementi chiave: idrogeno, ossigeno, carbonio, azoto e fosforo. Ad eccezione dell’idrogeno, apparso nei primi minuti dopo il Big Bang, tutti questi elementi si creano nel cuore delle stelle durante il loro ciclo vitale. Quindi, finché ci sono almeno una o due generazioni di stelle che vivono e muoiono, e quindi diffondono i loro elementi nella galassia più ampia, è possibile che nell’universo appaia una forma di vita simile alla Terra.
Ciò sposta l’orologio indietro rispetto alla possibile prima apparizione a ben oltre 13 miliardi di anni fa. Quest’era nella storia dell’universo è conosciuta come l’alba cosmica, quando si formarono le prime stelle. Gli astronomi non sono esattamente sicuri di quando abbia avuto luogo questa epoca di trasformazione, ma è avvenuta qualche centinaio di milioni di anni dopo il Big Bang. Non appena apparse, quelle stelle avrebbero potuto iniziare a creare gli elementi necessari alla vita.
Quindi, la vita come la conosciamo – costruita su catene di carbonio, che utilizza l’ossigeno per trasportare energia e immersa in un bagno di acqua liquida – potrebbe essere molto, molto più antica della Terra. Anche altre forme ipotizzate sulla base di biochimiche esotiche richiedono una simile miscela di elementi. Ad esempio, alcune forme di vita aliene potrebbero utilizzare il silicio anziché il carbonio come elemento costitutivo di base o utilizzare il metano anziché l’acqua come solvente. In qualunque caso, quegli elementi devono provenire da qualche parte, e quel posto è nel nucleo delle stelle. Senza stelle non può esistere la vita basata sulle sostanze chimiche.
La prima vita nell’universo
Ma forse è possibile avere una forma di vita senza chimica. È difficile immaginare come potrebbero essere queste creature. Ma se prendiamo la nostra definizione ampia – cioè che la vita è qualcosa soggetto all’evoluzione – allora non abbiamo bisogno delle sostanze chimiche per realizzarla. Certo, la chimica è un modo conveniente per immagazzinare informazioni, estrarre energia e interagire con l’ambiente, ma ci sono altri percorsi ipotetici.
Ad esempio, il 95% del contenuto energetico dell’universo è sconosciuto alla fisica, essendo letteralmente al di fuori degli elementi conosciuti. Gli scienziati non sono sicuri di cosa siano fatti questi misteriosi componenti dell’universo, conosciuti come materia oscura ed energia oscura.
Forse ci sono altre forze della natura che funzionano solo sulla materia oscura e sull’energia oscura. Forse esistono più “specie” di materia oscura: un’intera “tavola periodica della materia oscura”. Chissà quali interazioni e quale chimica oscura si svolgono nelle vaste distese tra le stelle? L’ipotetica “vita oscura” potrebbe essere apparsa nell’universo estremamente primordiale, ben prima dell’emergere delle prime stelle, alimentata e mediata da forze che ancora non comprendiamo.
Le possibilità possono diventare ancora più strane.
Alcuni fisici hanno ipotizzato che nei primi istanti del Big Bang, le forze della natura fossero così estreme ed esotiche da poter sostenere la crescita di strutture complesse. Ad esempio, queste strutture avrebbero potuto essere stringhe cosmiche, che sono pieghe nello spazio-tempo, ancorate da monopoli magnetici. Con sufficiente complessità, queste strutture avrebbero potuto immagazzinare informazioni. Ci sarebbe stata molta energia in circolazione e quelle strutture avrebbero potuto auto-replicarsi, consentendo l’evoluzione darwiniana.
Qualsiasi creatura esistita in quelle condizioni sarebbe vissuta e morta in un batter d’occhio in meno di un secondo.
