Om een ​​van de grote existentiële vragen te helpen beantwoorden - hoe is het leven begonnen? - combineert een nieuwe studie biologische en kosmologische modellen. Professor Tomonori Totani van de afdeling Sterrenkunde keek naar hoe de bouwstenen van het leven zich spontaan in het universum kunnen vormen - een proces dat bekend staat als abiogenese.

Als er één ding in het universum is dat zeker is, het is dat leven bestaat. Het moet ooit begonnen zijn, ergens. Maar ondanks alles wat we weten uit biologie en natuurkunde, de exacte details over hoe en wanneer het leven begon, en ook of het ergens anders begon, zijn grotendeels speculatief. Deze verleidelijke weglating uit onze collectieve kennis heeft veel nieuwsgierige wetenschappers op een reis gezet om een ​​nieuw detail te ontdekken dat licht zou kunnen werpen op het bestaan ​​zelf.

Aangezien het enige leven dat we kennen op aarde is gebaseerd, studies over de oorsprong van het leven zijn beperkt tot de specifieke omstandigheden die we hier aantreffen. Daarom, het meeste onderzoek op dit gebied kijkt naar de meest basale componenten die alle bekende levende wezens gemeen hebben:ribonucleïnezuur, of RNA. Dit is een veel eenvoudiger en essentiëler molecuul dan het bekendere deoxyribonucleïnezuur, of DNA, dat bepaalt hoe we in elkaar zitten. Maar RNA is nog steeds een orde van grootte complexer dan de soorten chemicaliën die je meestal in de ruimte aantreft of vastzit aan het gezicht van een levenloze planeet.

RNA is een polymeer, wat betekent dat het is gemaakt van chemische ketens, in dit geval bekend als nucleotiden. Onderzoekers op dit gebied hebben reden om aan te nemen dat RNA van niet minder dan 40 tot 100 nucleotiden lang nodig is voor het zelfreplicerende gedrag dat nodig is om leven te laten bestaan. Bij voldoende tijd, nucleotiden kunnen spontaan verbinden om RNA te vormen onder de juiste chemische omstandigheden. Maar de huidige schattingen suggereren dat een magisch aantal van 40 tot 100 nucleotiden niet mogelijk zou zijn geweest in het volume van de ruimte dat we beschouwen als het waarneembare heelal.

"Echter, er is meer in het universum dan het waarneembare, " zei Totani. "In de hedendaagse kosmologie, men is het erover eens dat het universum een ​​periode van snelle inflatie heeft doorgemaakt, waardoor een enorm gebied van uitdijing is ontstaan ​​voorbij de horizon van wat we direct kunnen waarnemen. Door dit grotere volume in modellen van abiogenese te verwerken, wordt de kans op leven enorm vergroot."

Inderdaad, het waarneembare heelal bevat ongeveer 10 sextiljoen (10 ²² ) sterren. statistisch gezien, de materie in zo'n volume zou slechts RNA van ongeveer 20 nucleotiden moeten kunnen produceren. Maar het is berekend dat, dankzij de snelle inflatie, het universum kan meer dan 1 googol bevatten (10 ¹⁰⁰ ) sterren, en als dit het geval is, dan ingewikkelder, levensondersteunende RNA-structuren zijn meer dan alleen waarschijnlijk, ze zijn praktisch onvermijdelijk.

"Zoals velen in dit onderzoeksgebied, Ik word gedreven door nieuwsgierigheid en door grote vragen, "Zei Totani. "Door mijn recente onderzoek naar RNA-chemie te combineren met mijn lange geschiedenis van kosmologie realiseer ik me dat er een plausibele manier is waarop het universum van een abiotische (levenloze) toestand naar een biotische toestand moet zijn gegaan. Het is een opwindende gedachte en ik hoop dat onderzoek hierop kan voortbouwen om de oorsprong van het leven te ontdekken."