Alkusynnyn matemaattisista mahdollisuuksista

Yleinen käsitys nykyään on, että elämä maailmankaikkeudessa on saanut alkunsa itsestään, toinen toistaan seuraavien sattumien summana. Kuinka todennäköistä se olisi? Tarkastellaanpa hieman erästä kolibakteeria:

E. Coli on eräs yksinkertaisimmista elävistä organismeista. Sen DNA-ketju sisältää n. 4 000 000 nukleotidi-porrasta. Jokainen porras koostuu neljästä eri nukleiinihaposta, joten tällainen ketju voitaisiin koota 44 000 000 = 103 000 000 eri tavalla. Mahdollisuus juuri sen oikeanlaisen ketjun syntymiseen sattumalta on niin pieni, että vaikka universumin jokainen atomi olisi valjastettu syntesoimaan tuota DNA-ketjua, sen koostamisessa ei olisi päästy juuri alkua pitemmälle pelkällä yritys-erehdys-uusi yritys- periaatteella.
  Joidenkin tutkijoiden mielestä kaikki mahdolliset yhdistelmät eivät kuitenkaan voisi käytännössä toteutua, ja he ehdottavat niiden lukumääräksi 102 300 000. Eräät haluaisivat pienentää lukua vieläkin enemmän, mutta useimpien mielestä se voisi olla olla suurempikin, kun huomioidaan aminohappojen kaikki mahdolliset kemialliset sidokset.

  Universumin iäksi arvellaan nykyään korkeintaan 17 miljardia vuotta (viimeisimmät arviot 13.7 mrd vuotta). Ongelma syntyy siitä, että tuo aika sisältää vain n. 5 x 1017 eli noin 500 000 000 000 000 000 sekuntia. Tämä on mitättömän pieni luku, kun sitä verrataan lukuun 102 300 000, jossa ykkösen perässä on 2,3 miljoonaa nollaa.

Vaikka universumi onkin käsittämättömän laaja, sen sisältämä atomien määrä on kuitenkin rajallinen. Niiden lukumäärän on laskettu olevan luokkaa 1066. Suurempiakin lukuja on esitetty, riippuen siitä, kuinka laajaksi universumi arvioidaan, mutta ei kuitenkaan niin suuria, että ne oleellisesti muuttaisivat tilannetta; hieman yli 1080 lienee maksimi.

Kertomalla keskenään luvut 5 x 1017 (universumin ikä sekunneissa) ja 1066 (universumin atomien määrä), päästään lukuun 5 x 1083. Tämä luku ilmaisee, kuinka monta elämään 'tähtäävää' satunnaismuutosta olisi kaiken kaikkiaan voinut tapahtua universumin alusta lähtien. Tästä luvusta on kuitenkin hirvittävän pitkä matka lukuun 102 300 000, eli siihen sattumien määrään, joka tarvittaisiin, jotta kolibakteeri olisi edes teoriassa voinut syntyä.

Mutta jos ...

Jos universumi olisi 100 biljoonaa kertaa laajempi ja sata biljoonaa kertaa vanhempi, saataisiin mahdollisten sattumien lukumääräksi 5 x 10111 (5 ja 111 nollaa). Ja jos varmemmaksi vakuudeksi teemme vielä toisen samanlaisen laajennuksen universumin ikään ja kokoon, saadaan luvuksi 5 x 10139.

Universumi olisi siis 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kertaa vanhempi ja 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kertaa suurempi kuin se nykyään on. Mutta silti vieläkin tuo luku 5 x 10139 olisi mitättömän pieni luvun 102 300 000 rinnalla.
Tuon jälkimmäisen luvun kirjoittamiseenkin kaikkine nollineen menisi yli neljä vuotta yötä päivää numero/sekunti vauhdilla. Luvun 5 x 10139 kirjoittaminen sen sijaan kestäisi vain 2-3 minuuttia Täytyy tietysti muistaa, että yhden nollan lisäys aina kymmenkertaistaa itse luvun.

Voidaan tietysti huomauttaa, että sekunti on atomimaailmassa liian pitkä mittayksikkö. Toki se sitä onkin, jos ajatellaan atomeissa itsessään ja ydinreaktioissa tapahtuvia fysikaalisia rektioita. Tässä on kuitenkin kyse kemiallisista reaktioista, jotka ovat keskimäärin huomattavasti hitaampia. Eikä tilanne olennaisesti muutu, vaikka mittayksikkönä käytettäisiin esim. 1/1000 000 sekuntia. Tällöin luku luku 5 x 10139 muuttuisi muotoon 5 x 10145, mikä edelleen on häviävän pieni luvun 102 300 000 rinnalla. Toisaalta käytännössä vain pieni murto-osa kaikkeuden atomeista voisi osallistua kyseiseen syntesoimiseen.

Suurin osa universumin materiasta (atomeista) on sellaisessa tilassa, jossa kemiallisiin prosesseihin tarvittavat reaktiot ovat mahdottomia. Niitä ei voida esim. kuvitella tapahtuvan tähtien uumenissa miljoonien asteiden kuumuudessa tai tähtien välisen avaruuden absoluuttista nollapistettä lähentelevässä kylmyydessä. Siihen eivät myöskään kelpaa Merkuriuksen, Kuun tai Venuksen kaltaisten taivaankappaleiden kuumat, kuivat tai myrkylliset ilmastot eivätkä myöskään suurissa kaasumaisissa planeetoissa, kuten Jupiterissa, Saturnuksessa tai Uranuksessa vallitsevat olosuhteet. Jäljelle jäävät siis vain Maan kaltaiset planeetat, emmekä tiedä onko niitä muita kuin omamme. Kaikki tämä vähentää ennestäänkin mitättömän todennäköisyyden aivan olemattomaksi. Lisäksi kolibakteerin DNA muiden valkuaisaineiden tavoin sisältää vain vasenkätisiä aminohappomolekyylejä, mikä sekin vielä puolittaa tapahtuman todennäköisyyden.

Joitakin heikkoja oljenkorsia on, joihin itsestään tapahtuneeseen elämän alkusyntyyn uskovat tutkijat tukeutuvat. Kuten se, että joitakin aminohappoja on löytynyt mm. meteoriiteista. Ja että aminohappoja on onnistuttu saamaan aikaan laboratoriokokeissa. On kuitenkin todettu, että bakteerista ihmiseen on lyhyempi harppaus kuin näistä kokeellisesti valmistetuista aminohapposeoksista bakteeriin. Tämän osoittaa sekin, että yritykset syntesoida elämälle välttämättömiä valkuaisaineita, entsyymejä tai DNA:ta ovat järjestelmällisesti epäonnistuneet.

Meillä on jo vuosikymmeniä ollut käytössä eräs menetelmä, joka voisi toimia hyvänä testausmenetelmänä: säilykepurkit! Missä olisi paremmat edellytykset alkusynnylle kuin esim. tonnikalapurkissa, jossa on jo valmiina kaikki tarvittavat aineet alkeellisen elämän syntymiselle! Joten miksi ei pantaisi muutamaa purkkia suojaiseen säilytystilaan sadaksi tai vaikka tuhanneksi vuodeksi. Luulen kuitenkin, ettei fanaattisinkaan evolutionisti uskoisi sieltä löytyvän elämän merkkejä, joten koe-ehdotus tuskin saa kannatusta.

6.10.1999 (päiv. 23.10.04)