Pour aider à répondre à l'une des grandes questions existentielles – comment la vie a-t-elle commencé ? – une nouvelle étude combine des modèles biologiques et cosmologiques. Le professeur Tomonori Totani du département d'astronomie a examiné comment les éléments constitutifs de la vie pouvaient se former spontanément dans l'univers, un processus connu sous le nom d'abiogenèse.

S'il y a une chose dans l'univers qui est certaine, c'est que la vie existe. Cela a dû commencer à un moment donné, quelque part. Mais malgré tout ce que nous savons de la biologie et de la physique, les détails exacts sur comment et quand la vie a commencé, et aussi s'il a commencé ailleurs, sont largement spéculatifs. Cette omission séduisante de notre connaissance collective a mis de nombreux scientifiques curieux dans un voyage pour découvrir de nouveaux détails qui pourraient faire la lumière sur l'existence elle-même.

Comme la seule vie que nous connaissons est basée sur la Terre, les études sur les origines de la vie sont limitées aux conditions spécifiques que nous trouvons ici. Par conséquent, la plupart des recherches dans ce domaine portent sur les composants les plus fondamentaux communs à tous les êtres vivants connus :l'acide ribonucléique, ou ARN. Il s'agit d'une molécule bien plus simple et essentielle que le plus célèbre acide désoxyribonucléique, ou ADN, qui définit comment nous sommes mis ensemble. Mais l'ARN est encore des ordres de grandeur plus complexes que les types de produits chimiques que l'on a tendance à trouver flottant dans l'espace ou collés à la face d'une planète sans vie.

L'ARN est un polymère, c'est-à-dire qu'il est fait de chaînes chimiques, dans ce cas connu sous le nom de nucléotides. Les chercheurs dans ce domaine ont des raisons de croire qu'un ARN d'au moins 40 à 100 nucléotides de long est nécessaire pour que le comportement d'auto-réplication nécessaire à la vie existe. Compte tenu d'un délai suffisant, les nucléotides peuvent se connecter spontanément pour former de l'ARN dans les bonnes conditions chimiques. Mais les estimations actuelles suggèrent qu'un nombre magique de 40 à 100 nucléotides n'aurait pas dû être possible dans le volume d'espace que nous considérons comme l'univers observable.

"Toutefois, il y a plus dans l'univers que l'observable, " dit Totani. " Dans la cosmologie contemporaine, il est admis que l'univers a subi une période d'inflation rapide produisant une vaste région d'expansion au-delà de l'horizon de ce que nous pouvons observer directement. La prise en compte de ce plus grand volume dans les modèles d'abiogenèse augmente considérablement les chances de survie."

En effet, l'univers observable contient environ 10 sextillions (10 ²² ) étoiles. Statistiquement parlant, la matière dans un tel volume ne devrait être capable de produire que de l'ARN d'environ 20 nucléotides. Mais c'est calculé que, grâce à une inflation rapide, l'univers peut contenir plus de 1 googol (10 ¹⁰⁰ ) étoiles, et si c'est le cas alors plus complexe, les structures d'ARN qui maintiennent la vie sont plus que probables, ils sont pratiquement inévitables.

« Comme beaucoup dans ce domaine de recherche, Je suis animé par la curiosité et par les grandes questions, " a déclaré Totani. " La combinaison de mes récentes recherches sur la chimie de l'ARN avec ma longue histoire de la cosmologie m'amène à réaliser qu'il existe une manière plausible pour que l'univers soit passé d'un état abiotique (sans vie) à un état biotique. C'est une pensée passionnante et j'espère que la recherche pourra s'appuyer sur cela pour découvrir les origines de la vie."