För att hjälpa till att svara på en av de stora existentiella frågorna – hur började livet? – kombinerar en ny studie biologiska och kosmologiska modeller. Professor Tomonori Totani från institutionen för astronomi tittade på hur livets byggstenar spontant kunde bildas i universum – en process som kallas abiogenes.

Om det finns en sak i universum som är säker, det är att livet finns. Det måste ha börjat någon gång, någonstans. Men trots allt vi vet från biologi och fysik, de exakta detaljerna om hur och när livet började, och även om det började någon annanstans, är till stor del spekulativa. Detta lockande utelämnande från vår samlade kunskap har satt många nyfikna forskare på en resa för att avslöja någon ny detalj som kan kasta ljus över själva existensen.

Eftersom det enda liv vi känner till är baserat på jorden, studier om livets ursprung är begränsade till de specifika förhållanden vi finner här. Därför, mest forskning inom detta område tittar på de mest grundläggande komponenterna som är gemensamma för alla kända levande varelser:ribonukleinsyra, eller RNA. Detta är en mycket enklare och viktigare molekyl än den mer kända deoxiribonukleinsyran, eller DNA, som definierar hur vi är sammansatta. Men RNA är fortfarande storleksordningar mer komplext än de typer av kemikalier man tenderar att hitta som flyter runt i rymden eller sitter fast i ansiktet på en livlös planet.

RNA är en polymer, vilket betyder att den är gjord av kemiska kedjor, i detta fall kända som nukleotider. Forskare inom detta område har anledning att tro att RNA inte mindre än 40 till 100 nukleotider långt är nödvändigt för det självreplikerande beteende som krävs för att liv ska existera. Givet tillräckligt med tid, nukleotider kan spontant ansluta för att bilda RNA givet de rätta kemiska förhållandena. Men nuvarande uppskattningar tyder på att ett magiskt tal på 40 till 100 nukleotider inte borde ha varit möjligt i den volym av rymden vi betraktar som det observerbara universum.

"Dock, det finns mer i universum än det observerbara, " sade Totani. "I samtida kosmologi, det är överens om att universum genomgick en period av snabb inflation som producerade ett stort område av expansion bortom horisonten för vad vi direkt kan observera. Att inkludera denna större volym i modeller av abiogenes ökar enormt chanserna att liv inträffar."

Verkligen, det observerbara universum innehåller cirka 10 sextilljoner (10 ²² ) stjärnor. Statistiskt sett, ämnet i en sådan volym bör endast kunna producera RNA på cirka 20 nukleotider. Men det är beräknat att tack vare snabb inflation, universum kan innehålla mer än 1 googol (10 ¹⁰⁰ ) stjärnor, och om detta är fallet är det mer komplicerat, livsuppehållande RNA-strukturer är mer än bara sannolika, de är praktiskt taget oundvikliga.

"Som många inom detta forskningsfält, Jag drivs av nyfikenhet och av stora frågor, ", sa Totani. "Att kombinera min senaste undersökning av RNA-kemi med min långa historia av kosmologi får mig att inse att det finns ett rimligt sätt som universum måste ha gått från ett abiotiskt (livlöst) tillstånd till ett biotiskt. Det är en spännande tanke och jag hoppas forskning kan bygga vidare på detta för att avslöja livets ursprung."