ชีวิตเกิดขึ้นได้ เพียงไม่กี่วินาทีหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง

สิ่งมีชีวิตชนิดแรกเกิดขึ้นบนโลกเมื่อราว 4,000 ล้านปีก่อน ซึ่งถือเป็นชั่วขณะสั้น ๆ เพียงแค่เสี้ยวหนึ่งของประวัติศาสตร์อันยาวนาน 13,800 ล้านปีแห่งห้วงจักรวาล จึงเป็นเรื่องที่ชวนให้น่าสงสัยว่า สิ่งมีชีวิตชนิดแรกในเอกภพเกิดขึ้นบนโลกของเราจริงหรือไม่ และเป็นไปได้หรือเปล่าว่า เคยมีชีวิตในรูปแบบอื่นเกิดขึ้นในยุคบรรพกาลก่อนกำเนิดโลกมานานแล้ว

ดร.พอล เอ็ม.ซัตเทอร์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์ก (State University of New York – SUNY) ได้ตอบคำถามข้างต้น โดยสำรวจความเป็นไปได้ของการก่อกำเนิดชีวิตในยุคต่าง ๆ ของจักรวาล ซึ่งสืบย้อนไปจนถึงเหตุการณ์บิ๊กแบงกันเลยทีเดียว

บทความของดร.ซัตเทอร์ ซึ่งเผยแพร่ในเว็บไซต์ Space.com อธิบายว่า อันดับแรกเราต้องมานิยามกันก่อนว่า “ชีวิต” (life) หมายความถึงสิ่งใดกันแน่ เพราะปัจจุบันมีผู้ให้นิยามความหมายของคำนี้ไว้ถึง 200 แบบด้วยกัน ส่วนใหญ่เป็นนิยามที่แสดงการเปรียบเทียบระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิต ซึ่งทำให้ยากต่อการตัดสินสิ่งที่มีพฤติกรรมก้ำกึ่งคล้ายสิ่งมีชีวิตบางอย่าง เช่น เชื้อไวรัสและอนุภาคก่อโรคพรีออน (prion)

แต่ถ้าเรานิยามคำว่าชีวิตโดยยึดความหมายที่กว้างที่สุด นั่นก็คือทุกสิ่งที่สามารถมีวิวัฒนาการแบบดาร์วิน (Darwinian evolution) เราจะสามารถค้นหาต้นกำเนิดของชีวิตโดยย้อนไปในห้วงเวลาได้อย่างแทบไม่สิ้นสุด โดยสามารถนับรวมเอาสิ่งที่มีลักษณะก้ำกึ่งระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิตตามนิยามดั้งเดิม โดยจัดให้เป็นชีวิตรูปแบบหนึ่งได้ด้วย ซึ่งมีความเป็นไปได้อยู่มากที่สิ่งมีชีวิตแบบแปลกประหลาดเหล่านี้จะดำรงอยู่ในยุคโบราณ ระหว่างช่วงเปลี่ยนผ่านจากสารเคมีตั้งต้นไร้ชีวิตมาเป็นเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการได้ซึ่งมีลักษณะตรงกับนิยามข้างต้น ปรากฏตัวขึ้นครั้งแรกบนโลกเมื่อราว 3,700 ล้านปีก่อน โดยจุลชีพโบราณเหล่านี้เป็นชีวิตที่มีความซับซ้อนมากพอ จนสามารถกักเก็บข้อมูลไว้ในสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอ รวมทั้งใช้อาร์เอ็นเอแปลงข้อมูลดังกล่าวให้กลายเป็นโปรตีน เพื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมรอบข้างและผลิตซ้ำดีเอ็นเอชุดใหม่ อันเป็นคุณสมบัติที่จะช่วยให้เกิดวิวัฒนาการแบบดาร์วินได้

แต่เมื่อคิดทบทวนให้ดี จุลชีพเหล่านี้มาจากไหน ? แน่นอนว่าจู่ ๆ มันย่อมไม่ได้หล่นลงมาจากฟ้าหรือผุดเกิดขึ้นมาได้เอง แต่น่าจะมีชีวิตในรูปแบบที่เรียบง่ายกว่าดำรงอยู่บนโลกมาก่อนหน้านั้นแล้ว ดังเช่นที่เคยมีผู้เสนอสมมติฐานเอาไว้ว่า โมเลกุลที่สามารถแบ่งตัวโดยผลิตซ้ำตนเองได้ อาจเกิดขึ้นมาตั้งแต่ตอนที่มหาสมุทรเริ่มเย็นตัวลง เมื่อกว่า 4,000 ล้านปีก่อน จึงมีความเป็นไปได้ว่าโลกรวมทั้งดาวอังคารและดาวศุกร์ ซึ่งต่างก็มีสภาพคล้ายกันในยุคนั้น อาจมีชีวิตในรูปแบบที่ไม่ซับซ้อนดังกล่าวอยู่ก็เป็นได้

ชีวิตแรกที่กำเนิดจากดาวฤกษ์

ดวงอาทิตย์ไม่ใช่ดาวฤกษ์ดวงแรกของจักรวาลที่มีปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน แต่มันเป็นลูกหลานของดาวฤกษ์รุ่นก่อน ๆ ที่ถือกำเนิดขึ้นตั้งแต่ช่วง 100 ล้านปีหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง ในช่วงที่เรียกว่า “รุ่งอรุณของจักรวาล” (cosmic dawn) ซึ่งมีแสงแรกฉายขึ้นมาทำลายความมืดมิด

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ใจกลางดาวฤกษ์นั้น สามารถจะผลิตธาตุต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต ทั้งไฮโดรเจน, ออกซิเจน, คาร์บอน, ไนโตรเจน, และฟอสฟอรัส รวมทั้งสามารถแพร่กระจายธาตุวัตถุดิบเหล่านี้ออกไปในห้วงจักรวาล เมื่อเกิดการระเบิดซูเปอร์โนวาในตอนที่ดาวฤกษ์สิ้นอายุขัย ทำให้น่าสงสัยว่าอาจมีที่ไหนสักแห่ง ที่เกิดสิ่งมีชีวิตแบบใกล้เคียงกับจุลชีพหรือสัตว์บนโลกได้ และพวกมันอาจถือกำเนิดขึ้นมาก่อนเราเมื่อกว่า 13,000 ล้านปีที่แล้ว

ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูง ที่ชีวิตยุคบรรพกาลในรูปแบบที่เราคุ้นเคย ซึ่งก็คือสิ่งที่ก่อตัวขึ้นด้วยพันธะคาร์บอนเป็นหลัก ใช้ออกซิเจนขนส่งพลังงาน และอาศัยอยู่ในน้ำที่มีสถานะของเหลว จะยังคงมีอยู่จริงในปัจจุบันหรือเคยดำรงอยู่ในอดีต ณ มุมใดมุมหนึ่งของห้วงจักรวาล โดยพวกมันมีอายุเก่าแก่ยิ่งกว่าอายุของโลกหลายเท่า

ชีวิตแรกในห้วงจักรวาล

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาย้อนไปในห้วงเวลาให้ลึกและไกลขึ้นไปอีก จนเฉียดใกล้ถึงจุดกำเนิดของห้วงจักรวาลที่เหตุการณ์บิ๊กแบง ความเป็นไปได้ที่จะมีชีวิตในรูปแบบประหลาด ซึ่งมีลักษณะสอดคล้องกับทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน ก็ยังคงมีอยู่ โดยอาจเป็นชีวิตที่ไม่ต้องจำเป็นต้องอาศัยปฏิกิริยาเคมีเพื่อความอยู่รอดอีกต่อไป แต่สามารถใช้หนทางอื่น ๆ ในการกักเก็บข้อมูล, ผลิตพลังงาน, และมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมได้

เมื่อลองจินตนาการถึงชีวิตที่สามารถดำรงอยู่ด้วยสสารและพลังงานในรูปแบบที่เราไม่รู้จัก ตัวอย่างเช่นสสารมืดและพลังงานมืดที่ลึกลับยากต่อการทำความเข้าใจ แต่มีอยู่เป็นปริมาณมากถึง 95% ของเอกภพทั้งหมด ซึ่งชวนให้น่าคิดว่าอาจมี “สิ่งมีชีวิตมืด” ที่เกิดจากสสารมืดและพลังงานมืดอยู่ด้วย

นั่นหมายความว่าชีวิตสามารถจะเกิดขึ้นได้ทันที ภายในช่วงเวลาแค่ไม่กี่วินาทีหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง ทั้งที่ยังไม่มีดาวฤกษ์ดวงแรกเกิดขึ้นมาด้วยซ้ำ แต่สิ่งมีชีวิตลึกลับรุ่นแรกเริ่มที่สุดของจักรวาลนี้ สามารถจะเกิดขึ้นและดำรงอยู่ได้ด้วยแรงชนิดต่าง ๆ ในยุคต้น ที่เหล่านักฟิสิกส์ยังไม่สู้จะเข้าใจดีนัก

นักฟิสิกส์บางคนเสนอสมมติฐานว่า ช่วงเสี้ยววินาทีหลังการขยายตัวครั้งใหญ่ แรงชนิดต่าง ๆ ในธรรมชาติยังคงมีความรุนแรงสุดขั้ว ทั้งยังมีลักษณะประหลาดต่างจากแรงทั้ง 4 ที่เราคุ้นเคยกันในปัจจุบัน ซึ่งเงื่อนไขนี้ทำให้มีการก่อตัวของโครงสร้างที่ซับซ้อนละเอียดอ่อนขึ้นได้

ตัวอย่างของโครงสร้างที่ว่าอาจได้แก่ “เส้นเชือกจักรวาล” (cosmic strings) ซึ่งยึดตรึงตัวเองอยู่กับแม่เหล็กขั้วเดียว (magnetic monopole) และสามารถพับตัวได้ในปริภูมิ-เวลา (space-time) อันเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนพอจะกักเก็บข้อมูล ผลิตพลังงานขับเคลื่อนตัวเอง รวมทั้งผลิตซ้ำตัวเองได้ ไม่ต่างจากสิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการแบบดาร์วินโดยทั่วไป แม้จะมีความเป็นไปได้ว่า สภาพแวดล้อมยุคบรรพกาลที่รุนแรงในช่วงหลังเกิดบิ๊กแบงได้ไม่นาน จะทำให้ชีวิตในรูปแบบนี้เกิดขึ้นและสูญสลายไปอย่างรวดเร็วในชั่วพริบตาก็ตาม