Okolní planetární systémy by mohly prozkoumat pikogramové sondy  
Věhlasný genetik a vizionář George Church zabrousil do letů ke hvězdám. Navrhuje zajít ještě dál do mikrosvěta a posílat k cizím světům pikogramové sondy. Jsou inspirované živými buňkami. Zahájíme mezihvězdný průzkum buněčnými kyborgy, kteří přistanou na exoplanetě či exoměsíci, zreplikují se tam, a vytvoří komunikační strukturu pro spojení se Zemí?
Například pozoruhodný chlorarachnion je rozený astronaut. Kredit: NEON_ja / Wikimedia Commons.
Například pozoruhodný chlorarachnion je rozený astronaut. Kredit: NEON_ja / Wikimedia Commons.

George Church z Harvardu je cenami ověnčený genetik, kterému se přezdívá Otec genomiky. Na rozdíl od řady svých kolegů je nejen odborně schopný, ale také akční. Je to takový ten typ, který není jen zaměstnáván ve výzkumných institutech a spinoffech, ale také je (spolu)zakládá, jako například dnes již proslulý Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.

 

George Church (2018). Kredit: Heyytessa / Wikimedia Commons.
George Church (2018). Kredit: Heyytessa / Wikimedia Commons.

Church se významně podílel na rozvoji pokročilých metod čtení genomů, stál u zrodu a rozvoje syntetické biologie a nekonvenční biologové ho mají v oblibě kvůli projektům s oživováním fosilií. Jestli se na svět vrátí mamuti nebo podobná stvoření, Church v tom nejspíš bude mít prsty.

 

Tenhle člověk ale není jen vědec s neobvykle velkým přesahem do praktického života a do médií. Je to známý snílek, trochu provokatér a vizionář. Mimo jiné je členem Consortium of Space Genetics, kde podle všeho přišel do styku s vábením kosmického prostoru.

 

Pár let starý projekt Breakthrough Starshot počítá s gramovými sondami Starship. Kredit: Breakthrough Initiatives.
Pár let starý projekt Breakthrough Starshot počítá s gramovými sondami Starship. Kredit: Breakthrough Initiatives.

Teď, jak se zdá, zašel ještě dál. V pozoruhodné, řekněme mezioborové studii „Picogram-Scale Interstellar Probes via Bioinspired Engineering“, která určitě stojí za přečtení, navrhuje použít k průzkumu blízkého sousedství Sluneční soustavy biologicky inspirované nano- nebo spíše pikogramové sondy.

 

Jde o mikroskopické strojky, které jsou podobné buňkám živých organismů. Podle Churchových představ by mohly doletět vesmírem k exoplanetám, případně exoměsícům či dalším podobným tělesům, kde by přistály, replikovaly by se tam a byly by schopné vytvořit komunikační strukturu, která by se spojila se Zemí. Využily by přitom minerály v oblasti přistání. Church navrhuje různé varianty, přičemž jednou z nich je pikogramová sonda s nepatrnou plachtičkou. Takové sondy by putovaly ve směru gravitace zvolené hvězdy. Záře hvězdy by je zbrzdila a gravitace nasměrovala k okolním nezářícím tělesům.

 

Church nezapře své biologické kořeny. Vychází z toho, že typické buňky jsou pikogramové biologické stroje, které zvládají složité procesy, přičemž jim postačí jen jednoduché chemické látky, vhodné parametry prostředí a zdroj energie. Podobně by měly fungovat jeho pikogramové mezihvězdné sondy. Chris Mckay, editor časopisu Astrobiology, k tomu dodává, že záběrem astrobiologie až doposud byly téměř výhradně tělesa Sluneční soustavy. Už je podle něj na čase náš zájem rozšířit na další planetární systémy.

 

Video: Xenium in situ | George Church on the future of biology

 

Video: George Church - The Future of Humanity | Xapiens Symposium

 

Video: JCI’s Conversations with Giants in Medicine: George Church

 

Literatura

Phys.org 12. 12. 2022.

Astrobiology online 6. 12. 2022.

Datum: 14.12.2022
Tisk článku

Související články:

Poprask kolem hledání matky pro neandrtálce     Autor: Stanislav Mihulka (25.01.2013)
Tajná schůzka na Harvardu: Budeme syntetizovat lidské genomy?     Autor: Stanislav Mihulka (19.05.2016)
Nejmenší satelity ve vesmíru jsou prvním krokem na cestě ke hvězdám     Autor: Stanislav Mihulka (29.07.2017)
Startup Colossal plánuje oživit mamuta genetickým editorem CRISPR     Autor: Stanislav Mihulka (16.09.2021)



Diskuze:

Docela

Mojmir Kosco,2022-12-15 09:25:58

Odpovědět


Re: Docela

Mojmir Kosco,2022-12-15 09:28:54

by pomohlo kdybychom takou mezihvězdnou sondu již chytli ( loví někdo piktogramové hmotné částice?) umělá by byla bomba a přirozená by ukázala strukturu materiálu, který je schopen přežit takovou cestu .

Odpovědět


Re: Re: Docela

Jirka Naxera,2022-12-15 11:27:28

Ano, byla by to bomba, doslova. Pri mezihvezdnych rychlostech ten pikogram nese par stovek mikrojoule kineticke energie, ktera by to pri zachyceni zahrala (i kdyby to bylo z vody, ktera ma nadprumernou mernou tepelnou kapacitu) na desitky kilokelvinu.
Obavam se, ze zadna znama hmota (snad krome hypotetickeho strangeletu) by nic podobneho nedala.

Odpovědět

Von Neumannův stroj

Tomáš Petrásek,2022-12-15 01:07:05

Idea je to dost stará. Jen doufám, že jakákoli civilizace dost chytrá, aby něco takového dokázala vytvořit, nebude natolik hloupá, aby to opravdu zkusila. Cokoli, co se samo replikuje, je recept na katastrofu, protože to má přirozenou tendenci množit se nade všechny meze až do vyčerpání zdrojů. Jasně, může to mít všelijaké bezpečnostní pojistky, aby se to nevymklo kontrole, ale když bude dost času a dost generací, jakákoli pojistka zaručeně selže. V lepším případě takový stroj bude naprosto k ničemu (přestane plnit zadání), v horším sežere i vlastní tvůrce.

To, že menší a jemnější věci jsou vůči radiaci křehčí, platí snad obecně. Na kosmických sondách byly staré elektronky odolnější než moderní čipy. Čím větší miniaturizace, tím větší riziko selhání (tím menší zásah může něco klíčového poškodit). Velká "obluda" též radiačně stíní sama sebe, malá nikoli. Mutace vlivem záření můžou vyvolat nejen banálně fatální selhání, ale také onu evoluci nežádoucími směry.

Viděl jsem i zajímavou úvahu, že jakási pradávná civilizace už takové nanotechnologické Von Neumannovy strojky do vesmíru vypustila. Opravdu skvěle miniaturizované, velmi odolné, navíc chytře optimalizované tak, aby samy sebe budovaly z těch nejhojnějších prvků ve vesmíru. Jaký byl jejich původní účel a cíl už nikdo nikdy nezjistí, protože se kontrole naprosto vymkly a začaly se vyvíjet podle svého. Výsledkem jsme my :-)

Odpovědět

A co takhle my lidi vždť už jsme vyslali,

Karel Ralský,2022-12-14 17:21:47

signál k Alfa centauri i jinde a náš televizní signál se nezašifrovaný šíří už desítky let už a to se vyvíjíme pouhých několik miliónů let. Vždyť to, že se šíří na planetě život který si uvědomil sebe sama, je informace která se nedá přirovnat k pouhému zjištění faktů o tom že je někde tekutá voda a přijatelné podmínky k našemu životu.

Odpovědět

Gábor Vlkolinský,2022-12-14 12:20:07

Pán profesor to trochu prehnal. Vytvoriť pre začiatok takýmto spôsobom aspoň radioamatéra na Zemi je problém. Reálnejšie sa mi zdajú miniplachetnice poháňané laserom zo Zeme.

Odpovědět

Něco jako covid?

Ivo Lyčka,2022-12-14 12:12:54

Nevím, jak by se tvářili obyvatelé jiné planety, kdyby se jim tam usadilo něco, co by se začalo množit a nějakým neblahým způsobem interagovat s okolím. Třeba jako náš známý covid. Neříkám, že zrovna tohle by představovalo hrozbu, ale co když "mysleli jsme to dobře, ale dopadlo to jako obvykle (katastroficky)".

Odpovědět

Průlet mezihvězdným prostorem?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-14 09:17:42

Nikdy jsem nepostřehl, jak si autoři podobných nápadů představují, že taková drobná zařízení přežijí desítky let trvající průlet mezihvězdným prostorem při rychlosti řekněme 0,1C (nebo delší dobu při nižší rychlosti). V mezihvězdném prostoru by při malém rozměru neměly žádnou ochranu před radiací. Navíc při rychlosti desetin c by začaly být problémem i jen nárazy do částic mezihvězdného plynu/plazmy.

Podle mého názoru je při současném poznání jedinou možností, jak dostat ke hvězdám něco funkčního, vytvořit plavidlo s dostatečným stíněním (až několik metrů) a počkat si tisíce let, než doletí k blízké hvězdě. Na palubě by muselo být něco, co vydrží tak dlouho hybernovat.

Odpovědět


Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

Jakub Fiala,2022-12-14 09:28:06

No možná sází na to, že v tom obrovském množství pikosond několik přežije.

Odpovědět


Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-14 10:08:19

Jak, když budou vystaveny všechny stejným podmínkám? Nebavíme se o možnosti srážek s mikrometeority, ale o rovnoměrně rozložených atomárních částicích a radidoaktivitě...

Odpovědět


Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

Jirka Naxera,2022-12-15 05:53:58

Tak ono to neni o rovnomerne rozlozenych, pocitam ze ten argument byl ciste statisticky - pro dostatecne malou sondu je nizka, ale nenulova pravdepodobnost, ze se s zadnou castici nesrazi, tak kdyz tech sond bude hodne, tak se pravdepodobnosti scitaji *)
Zbyva otazka, co je dostatecne mala sonda. Pro elementarni castice a atomy je mezihvezdny prostor prakticky pruhledny, ale tam moc informaci nedame. Ale kdyz vezmi radove castice na cm^3, tak by to opravdu musela byt hodne mala sonda, aby mela sanci byt jen 1ppb se nesrazit, i kdyby se jich vysilalo stovky miliard.

*) ja vim, je to 1-(1-p)^n ze alespon jedna sonda proleti, ale pro male p a neprilis vysoke n to da ~ n*p

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-15 13:16:45

Děkuji za odpověď. S tímto jsem zhruba počítal. O miniaturních sondách urychlených laserem se člověk občas dočte, ale nebylo mi jasné, jak moc domyšlené nápady to jsou. Na mě to působí spíš tak, že se někteří technokraté snaží za každou cenu dostat něco ke hvězdám, aby si mohli užít podobné technické dobrodružství jako při dobývání Měsíce. Podle mého názoru, ale, pokud existuje nějaká cesta ke hvězdám, buď vyžaduje dosud neznámou fyziku, nebo od základu změnit způsob lidského myšlení - přestat uvažovat v horizontu jedno lidského života. Uvažovat tak, že každý jsme jen mraveneček, který jen vstupuje do rozdělané práce druhých a nakonci předá štafetový kolík, aniž by znal výsledek. Pokud tohle nedokážeme a nová fyzika nebude, můžeme na hvězdy zapomenout a vrátit se zpět ke svým přízemním starostem :-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

Jirka Naxera,2022-12-16 18:29:10

Bojim se, ze to bude presne jak pisete, mozna jeste hur.

Jsem si prakticky jist, ze nova fundamentalni fyzika nebude (alespon ne takova, ktera by mohla zmenit soucasne limity kolem mezihvezdneho cestovani), na to toho vime uz ted prilis moc a prilis presne - takze i kdyz bychom neco noveho objevili, tak to bude spis cihla do skladacky poznani nez neco realne pouzitelneho.

Kde bych videl misto pro prevratne objevy je condensed matter physics, se vsemi aplikacemi - nove materialy, dily pro pocitace (klasicke i kvantove) apod. - tady doufam v dost vyrazny posun. Ale opet, s limity, ktere prinasi "neprekonatelna" fundamentalni fyzika. Verim, ze bude mozne vyrobit baterii, ktera udrzi el.energii do zimy, a verim, ze mozna pujde vyrabet i z beznych materialu. Neverim, ze bude mit o moc vyssi vykonovou hustotu nez soucasne baterie - proste proto, ze porad jsme omezeni chemickou energii. Verim, ze se podari vytvorit spousta odolnych materialu. Neverim, ze se podari vytvorit material na stit pro relativisticke cestovani. Proste ty vznikle energie je tolik, ze jakkoli dokonaly material je limitovany vazebnou energii molekul a kdyz je te energie prilis, tak se proste zmeni v plasmu. (neutronium by to hrave zvladlo, ale to potrebuje obrovsky tlak ktery ho drzi pohromade, takze tudy to taky nepujde)
Stejne tak pohon - na relativisticky let potrebujete spalit zhruba stejnou vahu antihmoty, jako ma raketa, pripadne cca 100x vic te hmoty zfuzovat (za predpokladu, ze tu fuzujici hmotu netahnete v te rakete). Tohle je limit opet fundamentalni, ne technologicky.

Takze jak pisete, v horsim pripade multigeneracni lode, ale spis bych to videl na sebereplikujici stroje, v lepsim pripade ktere v cili dokazou syntetizovat DNS posadky a nechat je narodit a roboti je musi vychovat (hmm, na to by se dalo napsat Sci-Fi).
Zive kosmonauty si nedovedu predstavit - jedine ze by se opravdu dalo vedomi prenest do pocitace. A multigeneracni lod? To jsem umyslne napsal jako horsi pripad, nedovedu si predstavit racionalni duvod, proc to delat, s jedinou vyjimkou - hrozici katastrofa na Zemi a posledni zoufaly pokus, jak zajistit preziti lidstva. A ani tak, neumim si dost dobre predstavit katastrofu, jejiz odvraceni by bylo slozitejsi, nez vytvoreni one multigeneracni lode.

Odpovědět


Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

J. Volnarova,2022-12-14 11:19:26

Nestačil by selský rozum - přepravit v kapslích, které se v příhodnou dobu rozpadnou?

Odpovědět


Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-14 11:52:11

1. Drobná kapsle ochrání před radioaktivitou? Leda kapsle s několikametrovými stěnami, o které jsem psal.
2. Jak tu kapsli urychlíte na 0,1c, aby cesta k blízké hvězdě netrvala déle než jeden lidský život? Koncepty mezihvězdných nanosond obvykle počítají s urychlením tlakem fotonů gigawattových pozemských laserů. Na to je ale potřeba velký poměr plochy sondy k její hmotnosti. Což neodpovídá kapsli s radiačním stíněním.

Odpovědět


Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

J. Volnarova,2022-12-14 18:09:51

Co máte s několikametrovými stěnami.... čím menší objekt, tím je řádově méně náchylný k radioaktivitě. Zdůrazňuji řádově. takže řádově uberte a vemte v úvahu, že hodně nano objektů se dá vměstnat do hodně malé kapsle.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-14 18:36:21

Podle jakého mechanismu je větší objekt náchylnější?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

J. Cejnar,2022-12-14 19:42:08

To vyplývá z biologie. Dlouhé (velké) molekuly jsou náchylnější k poškození.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

Florian Stanislav,2022-12-14 19:46:47

Z fyziky plyne, že malé částice mají relativně velký povrch vzhledem k objemu, budou tedy zářením zasaženy v součtu více.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-14 20:02:06

J. Volnarová ale psala o velikosti objektů, nikoliv molekul. V článku se píše, že: "Jde o mikroskopické strojky, které jsou podobné buňkám živých organismů." No a živé organismy si s radioaktivitou příliš dobře nerozumí právě díky citlivým nanostrukturám. Rychlostí 0,1c to je k nejbližší hvězdě 40 let v kosmickém prostoru bez radiačního stínění. Za neustálého bombardování protony o rychlosti 0,1c.

Odpovědět


Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

Vladimír Bzdušek,2022-12-14 16:33:11

V urýchľovačoch sa hmota efektne zráža pri rýchlosti blízkej c. Čo by sa tam asi dialo, keby sa tam urýchľovalo len na 0,1c? V jednej knihe (ČO keby...) je odpoveď na otázku, čo by sa stalo, keby hráč baseballu na ihrisku odpálil loptičku rýchlosťou veľmi blízkou c.

Odpovědět


Re: Re: Průlet mezihvězdným prostorem?

Jirka Naxera,2022-12-15 05:38:58

https://what-if.xkcd.com/1/ Mimochodem hezka knizka, i hezky web, podle ktereho vznikla. Jen vim, ze nekde byla diskuse i pro rychlosti vyssi (rychlost jako z LHC -> vyparena planeta ;-) ) ale nemuzu to dohledat.

Ale ono hlavne popsane efekty v kosmu nenastavaji (neni tam vzduch, fireball nema jak vzniknout). Na druhou stranu, on i ten proton na 0.1c ma dost velkou energii, aby pri srazce vznikaly elektron-pozitronove pary, co to udela s DNA nebo mikrosondou si asi kazdy dokaze zive predstavit

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace