در جستجوی حیات فرا زمینی

بیگ بنگ: موضوع موجودات فرازمینی همیشه از رازآلودترین موضوع‌ها در اخترشناسی بوده است. پرسش‌هایی مانند: آیا ما در عالم تنهاییم؟ آیا موجودات فرازمینی تا به حال به زمین سفر کرده‌اند؟ چقدر با ما فاصله دارند و چگونه می‌توانیم با موجودات فرا زمینی ارتباط برقرار کنیم؟ و … همیشه ذهن بشر را به خودشان مشغول کرده‌ است، در این مطلب سعی شده به برخی از این سوالات پاسخ داده شود.

independence-day-imageبه گزارش بیگ بنگ، فضاناوی غول آسا، به عرض چند کیلومتر، درست در بالای لس آنجلس قد علم کرده، تمام آسمان را پوشانده و بدجوری بر سرتاسر شهر سایه افکنده است. در تمام دنیا دژهای بشقاب پرنده مانند در بالای شهرهای بزرگ جا خوش کرده اند. صدها تماشاچی در آرزوی خوشامدگویی به فرا زمینیان، به پای کوبی می پردازند تا شور و شوق خود را به میهمانان فضایی نشان دهند.

پس از روزها بی صدا شناور ماندن در بالای لس آنجلس، شکم فضاپیما به آهستگی گشوده می شود. درخششی سوزاننده از نور لیزر شلیک می شود، آسمان خراش ها را می سوزاند، موجی از نابودی در سرتاسر شهر به راه می اندازد و در عرض چند ثانیه آن را به تلی از خاکستر تبدیل می کند. در فیلم روز استقلال، فضاییان ژرف ترین هراس را به ما نشان می دهند، اما در فیلم E.T ما رویاها و خیال پردازی هایمان را در فضاییان تصویر می کنیم. در طول تاریخ مردم شیفته ی اندیشه در مورد فرا زمینی ها بودند، گرچه مشاهدات در کهکشان راه شیری نشان می دهد که هر ستاره تقریبا چندین سیاره به دور خود دارد. اما احتمالا فقط تعداد کمی از آنها می توانند از حیات هوشمند پشتیبانی کنند و چنانچه حیات هوشمند وجود داشته باشد، علم درباره ی آن چه می تواند بگوید؟

جستجوی علمی حیات

دانشمندانی که به طور جدی امکان پذیری حیات فرا زمینی را مطالعه می کنند می گویند که اصلا نمی شود درباره ی چنین حیاتی، با فرض وجود داشتن، اظهار نظر قطعی کرد. با وجود این می توانیم درباره ی ماهیت حیات فضایی براساس آنچه که از فیزیک، شیمی و زیست شناسی می دانیم برخی استدلال های کلی را بیان کنیم.

۱- دانشمندان عقیده دارند که آب مایع عامل کلیدی در به وجود آمدن حیات در کیهان است:« دنبالی آب بگرد.» ورد زبان اخترشناسان در جستجوی حیات در فضاست. بر خلاف بیشتر مایعات، آب مایع « حلالی همگانی» که می تواند انواع گسترده ای از مواد شیمیایی را در خود حل کند. آب ظرف درهم آمیز مناسبی برای آفریدن مولکول های پیچیده است. همچنین آب مولکولی ساده است که در سرتاسر کیهان یافت می شود، در حالی که دیگر حلال ها بسیار نادرند.

۲- ما می دانیم که کربن ترکیبی در آفرینش حیات است، زیرا چهار پیوند دارد و بنابراین از توانایی اتصال به چهار اتم دیگر و ساخت مولکول هایی با پیچیدگی باور نکردنی برخوردار است. به ویژه ، توانایی ایجاد زنجیرهای بلند کربنی ساده است که مبنای شیمی هیدروکربن و آلی را می سازد. سایر عنصرهای با چهار پیوند از یک چنین شیمی غنی برخوردار نیستند.

چشمگیرترین نمایش اهمیت کربن آزمایش مشهور صورت گرفته توسط استنلی میلر و هارولد یوری در سال ۱۹۳۵ است که نشان داد تشکیل خود به خودی حیات چه بسا فراورده ی جانبی طبیعی شیمی کربن باشد. آنان محلولی از آمونیاک، متان و دیگر مواد شیمیایی سمی را که تصور می کردند در زمین اولیه وجود داشته اند در فلاسکی ریختند، آن را در معرض جریان الکتریکی ضعیفی قرار دادند و به انتظار نشستند. طی یک هفته آنان توانستند به شواهدی از تشکیل خود به خودی آمینو اسیدها در فلاسک دست یابند.

۳- مبنای بنیادی حیات عبارت است از مولکولی خود بدل ساز به نام، DNA. در شیمی مولکول های خود بدل ساز فوق العاده کمیاب اند. تشکیل نخستین مولکول DNA بر روی زمین، احتمالا در ژرفای اقیانوس ها، صدها میلیون سال زمان برده است. گویی اگر کسی بتواند برای یک میلیون سال آزمایش میلر- یوری را در اقیانوس ها انجام دهد، مولکول هایی DNA- مانند خود به خود تشکیل خواهند شد. یکی از مکان های احتمالی که در آن نخستین مولکول DNA بر روی زمین اولیه پدیدار شد. نزدیک دهانه ی آتش فشانی در کف اقیانوس است، چرا که پیش از فرار رسیدن فوتوسنتز و گیاهان، فعالیت این دهانه، انرژی را برای مولکول DNA و مولکول های کربن پایه غیر از DNA نیز بتوانند خود بدل ساز باشند، ولی محتمل است که دیگر مولکول های خود بدل ساز در کیهان به گونه ای شبیه DNA باشند. پس حیات به احتمال زیاد نیازمند آب مایع، مواد شیمیایی هیدروکربنی و گونه ای مولکول خود بدل ساز مانند DNA است. با استفاده از این معیارهای کلی می توان برآوردی تقریبی از فراوانی حیات هوشمند در کیهان بدست آورد.

در جستجوی نوعی از حیات

بسته به این که چه تصوری از فرازمینی ها داشته باشیم استراتژی ما برای جستجوی آنها متفاوت است. اگر آن ها را تعدادی موجود تک سلولی تصور کنیم پس هیچ گاه به سراغ ما نخواهند آمد و این ما هستیم که باید به سراغشان برویم. کشفیات جدید ما را واداشته تا باور کنیم حیات می تواند به شیوه هایی که در معادلات دریک گنجانده نشده، شکوفا شود. پیش از این دانشمندان عقیده داشتند که حیات تنها می تواند در منطقه ی گلیدلاکس-سکونت پذیر- در اطراف خورشید وجود داشته باشد. نه خیلی نزدیک به خورشید تا اقیانوس ها به جوش آیند، نه خیلی دور تا اقیانوس ها یخ بزنند، بلکه کاملا مناسب تا حیات امکان پذیر شود.

تصویری از اروپا، قمر مشتری

تصویری از اروپا، قمر مشتری

بنابراین وقتی اخترشناسان به مدرکی دست یافتند که آب مایع چه بسا در زیر پوشش یخی اروپا قمر یخ زده ی مشتری، قرار داشته باشد، غوغایی برپا شد. اروپا کاملا در بیرون منطقه ی گلدیلاکس قرار دارد، پس انگار با شرایط معادله ی دریک جور در نمی آید. با این حال شاید نیروهای کشندی برای آب کردن پوشش یخی اروپا و ایجاد اقیانوس مایع همیشگی کفایت کند. فقط در منظومه شمسی ما بیش از یک صد قمر هست، بنابراین شانس اینکه تعدادی از قمرهایی که در بیرون از منطقه ی گلیدلاکس منظومه شمسی ما می توانند از حیات پشتیبانی کنند، بسیار زیاد است.

علاوه بر این، دانشمندان عقیده دارند که کیهان می تواند آکنده از سیاراتی سرگردان باشد که دیگر به دور ستاره ای نمی چرخند. به دلیل نیروهای کشندی هر قمری که به دور سیاره ای سرگردان می چرخد شاید در زیر پوشش یخی خود از اقیانوس هایی مایع و بنابراین از حیات برخوردار باشد، ولی دیدن چنین قمرهایی با دستگاه های ما، که به آشکارسازی نور آمده از ستاره ی مادر وابسته است، بسیار سخت است. البته دانشمندان بی کار نبوده اند و به همین منظور بتازگی، آژانس فضایی اروپا (ESA) اعلام کرده، تا سال ۲۰۲۲ فضاپیمای جویس(Juice) را راهی مدار سیارۀ مشتری می کند. این ماهواره پنج تنی حدود هشت سال پس از پرتاب در سال ۲۰۳۰ به مدار سیاره مشتری رسیده و با استفاده از ابزار بسیار پیشرفته، جو و مگنتوسفر این سیاره و قمرهای آن از جمله “اروپا” را مورد بررسی قرار می دهد. ناسا نیز اهمیت وجود حیات میکروبی را در “اروپا” بیشتر از مریخ می داند و در پروژه دو میلیارد دلاری خود، کاوشگر کلیپر (Clipper) را تا سال ۲۰۲۱ به فضا پرتاب خواهد کرد و سه تا شش سال بعد به قمر اروپا خواهد رسید.

شواهد حیات در سیارات فرا خورشیدی

برای جست و جوی حیات فرا زمینی، به ویژه حیات هوشمند در کهکشان راه شیری، مناسب ترین محل ها طبعا سیارات قابل زیست مشابه زمین می باشند. دلیل این امر آن است که بیشتر موجودات زنده، در شرایط سخت کاملا آسیب پذیر هستند و وجود حیات وقتی امکان پذیر است که شرایط محیطی، مناسب باشد. اینکه در شرایط محیطی دشوار هم پاره ای از موجودات زنده می توانند دوام بیاورند منافاتی با حرف قبلی ندارد، زیرا این موجودات در تنازع بقا طبق نظریه ی فرگشت داروین خود را با شرایط سخت تطبیق داده اند. اما شرایط چگونه می توان این سیارات را از روی زمین شناسایی کرد؟

نخستین شواهد از وجود حیات بر سطح سیارات دیگر احتمالا مشاهدات اخترشناسان از شیمی اتمسفر این سیارات بیگانه است. دو رویکرد متفاوت می‌تواند به اخترشناسان برای بررسی جو سیارات بیگانه با جزئیات منحصربفرد و یافتن نشانه‌های احتمالی حیات کمک کند. نخستین گام در جستجو برای یافتن نشانه‌های حیات فرازمینی، تعیین قابل مطالعه بودن جو یک سیاره بیگانه است؛ اما یکی از چالشهای بزرگ در اخترشناسی فواصل بسیار زیاد اجرام از هم می باشد. این عامل درک  شواهدی مبنی برحیات در سیارات را مشکل می سازد که معمولاً با استفاده از تکنولوژی تلسکوپ‌هایی زمین و فضایی که امروزه در اختیار داریم به صورت نقاط نورانی دیده می‌شوند و می توان بر این مشکل تا حدودی غلبه کرد.

بسیاری از سیارات بیگانه کشف شده توسط تلسکوپ فضایی کپلر که در سال ۲۰۰۹ برای شکار سیارات بیگانه به فضا پرتاب شد، احتمالا دارای جو نیستند. آیا این نوع سیارات بیگانه بطور بالقوه برای میزبانی از حیات مناسب هستند؟ آیا در صورت دارا بودن جو، گرم یا سرد بوده و آیا دارای سطح جامد است؟ پاسخ به این سوالات، خصوصیات پایه یک سیاره بیگانه را تعیین می‌کنند. به گفته ی دانشمندان ضخامتی مشابه شبیه ضخامت جو زمین این امکان را برای محققان فراهم می‌کند تا در گام بعدی اقدام به بررسی ترکیبات جو کنند؛ بررسی شیمی و اندازه‌گیری مولکول‌ها در جو، گزارش نسبتا دقیقی از وضعیت یک سیاره بیگانه ارائه می‌کند. اخترشناسان با استفاده از برخی قوانین اساسی شیمی به کشفیاتی در خصوص سیارات بیگانه دست پیدا کردند؛ جو زمین مملو از اکسیژن بعنوان یک گاز واکنش‌پذیر است که منجر به شکل‌گیری حیات بر روی این سیاره شده است. در طیف زمین هر دو گاز اکسیژن و متان وجود دارند، چراکه حیات و سوخت و ساز در آن جریان دارد.

برای پیدا کردن اکسیژن، متان و سایر گازها که احتمال میزبانی از حیات را افزایش می‌دهند، اخترشناسان باید زمان گذر سیاره از مقابله ستاره میزبان را رصد کرده یا تصویر مستقیمی از سیاره و ستاره میزبان در اختیار داشته باشند. گذر سیاره فراخورشیدی از مقابل چهره ستاره میزبان باعث تغییر در میزان درخشندگی ستاره می‌شود؛ اگر جو سیاره ضخامت داشته باشد، طیف نوری در برخی طول موج‌ها شفاف و در غیر اینصورت طیف نوری مات دیده می‌شود؛ تغییر وضعیت طیف نوری به تعیین ترکیبات و موادشیمیایی موجود در جو سیاره کمک می‌کند. تاکنون بیش از ۵۰ سیاره با این روش مورد بررسی قرار گرفته‌اند؛ اغلب این سیارات ابر مشتری‌های داغ – غول‌های گازی بزرگ در مدار بسیار نزدیک به ستاره میزبان – هستند که قادر به میزبانی از حیات نیستند. مشاهده اکسیژن در یک طیف بسیار دشوار است، اما متان با استفاده از یک تلسکوپ بسیار قوی براحتی قابل مشاهده است.

البته گروهی از دانشمندان بتازگی با انتشار مقاله ای وجود اکسیژن در سیارات بیگانه را نشانه ی قطعی حیات نمی دانند. بر پایه ی این نظر سیاره ها می توانند ذخیره های بزرگی از اکسیژن غیرزیستی (abiotic)، یعنی اکسیژنی که توسط جانداران تولید نشده را داشته باشند. این بررسی نمونه ی خوبی از پژوهش های میان-رشته ای است که برای پیشرفت اخترزیست شناسی جستجوی حیات در سیارات فراخورشیدی، دانسته های زمینه های گوناگون دانش را با هم ترکیب می کند .تاکنون باور بر این بوده که اگر یک سیاره اکسیژن داشته باشد، معنایش این است که گونه هایی از گیاه در آن سیاره در حال تولید اکسیژن از راه فتوسنتز هستند. بنابراین گمان می رفت که اگر بخواهیم به دنبال نشانه های حیات بر روی سیارات بیگانه باشیم، تنها کافیست اکسیژن را در جو آن شناسایی کنیم و در واقع وجود اکسیژن در جو، می تواند به عنوان یک زیست‌نشانگر یا بیومارکرِ قطعی پنداشته شود. اما واقعیت این است که واکنش های شیمیایی غیرزیستی هم می توانند بر ترکیب جو سیارات فراخورشیدی تاثیر گذار باشند.

در کنار بررسی ترکیبات جو، اخترشناسان قادر به بررسی احتمال وجود حیات بر سطح یک سیاره یا حداقل انعکاسی از آن هستند. تمامی اشکال حیات بدنبال خلاص شدن از انرژی هستند که از آن استفاده نمی‌کنند؛ در گیاهان انرژی که برای تولید غذا استفاده نمی‌شود، به شکل فوتون‌های فرابنفش منعکس می‌شود. در زمان فراوانی زندگی فتوسنتزی مانند جنگل‌های بارانی یا تپه‌های جلبکی، انعکاسی به شکل درخشش جزئی نور مادون قرمز دیده می‌شود که لبه سرخ (red edge) نامیده می‌شود و مشابه این بازتاب در سیارات فراخورشیدی نیز قابل مشاهده است. با این حال مشاهده انعکاسی مشابه لبه سرخ از فاصله دور بسیار مشکل است؛ بطور مثال مشاهده لبه سرخ در جنگل های بارانی از فاصله دور تنها در روزهای صاف امکانپذیر است، درحالیکه این منطقه در بیشتر مواقع پوشیده از ابر است.

اخترشناسان به تازگی موفق به تهیه نخستین تصویر مستقیم از یک سیاره فراخورشیدی به رنگ سایه آبی شده‌اند؛ اما آیا امکان مشاهده یک سیاره سبز با حیات فتوسنتزی یا یک سیاره سرخ رنگ نیز وجود دارد؟ این مسئله بستگی به نوع موجودات فتوسنتزی احتمالی در اطراف یک ستاره خورشید مانند یا ستاره کوتوله قرمز دارد. بر روی زمین، گیاهان از رنگدانه‌ای موسوم به کلروفیل A برای جذب نور خورشید و تولید مواد غذایی استفاده می‌کنند که اقدام به تنظیم طول موج‌های ساطع شده از نور خورشید می‌کند و به همین علت گیاهان سبز هستند.

اما محققان موسسه تحقیقات فضایی گودارد ناسا در حال مطالعه بر روی گونه‌ای از جلبک اعماق دریا هستند که از کلروفیل D  استفاده می‌کند؛ طول موج‌های جذب شده بوسیله این رنگدانه بیشتر در طیف مادون قرمز هستند. تحقیقات صورت گرفته توسط محققان این مرکز در سال ۲۰۰۷ نشان می‌دهد، گیاهان بیگانه بر روی سیارات فراخورشیدی می‌توانند به رنگ‌های مختلفی باشند و این مسئله بستگی به روشنایی ستاره میزبان آنها دارد و رنگدانه‌های فتوسنتزی با نور در دسترس تطبیق پیدا می‌کنند. به همین علت تلسکوپ‌های آینده باید قادر به رصد طیف کاملی از طول موج‌های نوری باشند گه گیاهان برای فتوسنتز استفاده می‌کنند. برای کشف نشانه‌ای از حیات بیگانه، علاوه بر تلاش برای یافتن سیگنال‌های فرازمینی، حجم بالایی از داده‌ها باید پردازش شوند.

چه تعداد تمدن بیگانه وجود دارد؟

در سال ۱۹۶۱ اخترشناس دانشگاه کرنل فرانک دریک یکی از نخستین کسانی شد که به چنین برآورد تقریبی دست زد. وی برای تخمین تعداد تمدن‌های فضایی موجود در کهکشان راه‌شیری، که ما در عمل می‌توانیم بی‌درنگ با آنها ارتباط برقرار کنیم، معادله‌ای ارائه کرد. معادله مشهور وی یک احتمال جالب است که با پارادوکس فرمی ارتباط زیبایی دارد. به طور خلاصه پاردوکس فرمی می‌گوید که «اندازه جهان هستی و عمر آن نشان می‌دهد که باید موجودات و تمدن‌های فضایی پیشرفته دیگری وجود داشته باشند. اما اگر چنین است، پس چرا ما تاکنون آنها را ندیده‌ایم و این تمدن‌ها به ما سر نزده‌اند؟» پارادوکس فرمی بیان می‌کند که صرف‌نظر از تعداد تمدن‌هایی که از این رابطه استخراج می‌شوند، به نظر می‌رسد که مدارک چنین ارتباطات بین تمدنی دارای یک فقدان آشکار است.

معادلۀ دریک برای تخمین تعداد تمدن‌های فضایی

اگر پارادوکس فرمی را کنار بگذاریم و از جنبه ریاضی به معادله دریک نگاه کنیم، این معادله در فرم اصلی خود به صورت زیر است:

N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L

شاید در نگاه اول این معادله خیلی ترسناک به نظر برسد، اما در حقیقت فهم آن بسیار ساده است. هدف این معادله این است که به جای حدس‌های کلی، با استفاده از چند عدد که بر اساس دانش فعلی خود می‌توانیم آنها را تخمین بزنیم، عدد جادویی N را به دست آوریم، عددی که تخمینی از تعداد تمدن‌های قابل ارتباط در کهکشان راه شیری است. بگذارید ابتدا با R*، نرخ متوسط شکل‌گیری ستارگان در کهکشان خود شروع کنیم. این ضریب عجیب به ما کمک می‌کند تا با درک تعداد ستارگانی که هر سال در کهکشان راه شیری متولد می‌شوند، دریابیم که چه تعداد تمدن فضایی هر سال ممکن است متولد شوند. تئوری‌های موجود پیشنهاد می‌کنند که این عدد برای کهکشان راه شیری در حدود ۱۰ ستاره در سال است.

ضریب دوم در معادله بالا، fp، بیانگر درصدی از ستارگان مذکور است که دارای سیاره هستند. بر اساس دانش فعلی ما، این عدد چیزی حدود ۵۰ درصد است. برای تخمین سایر ضرایب معادله بالا، نیازی نیست تا این حد از زمین دور شویم و کافی است تا نگاهی به منظومه شمسی خودمان داشته باشیم. ضریب ne بیانگر تعداد سیاراتی است که می‌توانند میزبان حیات باشند. ضریب fl نیز بیانگر درصدی از این سیارات است که حیات در روی آنها می‌تواند شکل بگیرد. با نگاهی به منظومه شمسی می‌توان گزینه‌های مختلفی را برای این ضرایب پیدا کرد.

به طور آشکار، زمین می‌تواند از حیات پشتیبانی کند و احتمالا در گذشته مریخ نیز چنین حالتی داشته است. این مطلب باعث می‌شود که عدد ۲ را برای ضریب اول پیشنهاد کنیم، اما شاید لازم باشد که در تخمین خود قمرهای خاص منظومه شمسی، اروپا در مشتری و تیتان در زحل را نیز در نظر بگیریم. اگرچه حیاتی که در این اقمار می‌تواند شکل بگیرد ممکن است خیلی ابتدایی یا عجیب باشد، اما در نظر گرفتن آنها ما را به عدد ۴ برای ضریب ne می‌رساند. درصدی از این سیارات که حیات می‌تواند روی آنها شکل بگیرد حداقل ۱ است، اما می‌توان فرض کرد که اگر شرایط مناسب فراهم باشد، حیات در یک زمان نامعلوم و به یک شکل ناشناخته در همه آنها می‌تواند تکامل یابد. پس ضریب fl را همان ۱۰۰ درصد در نظر می‌گیریم.

پس از مقادیر بالا، اکنون می‌توان چند مقدار دقیق و قابل اعتماد را برای ضرایب نهایی معادله دریک در نظر گرفت. ضریب fi بیانگر درصدی از سیارات قابل سکونت است که حیات هوشمند در آنها تکامل یافته است. با توجه به اینکه در منظومه شمسی، ما تنها یک جا را سراغ داریم که چنین حیات هوشمندی روی آن شکل گرفته باشد، می‌توان مقدار ۲۵ درصد را برای این ضریب در نظر گرفت. به گفته بنیاد ستی که مسولیت جستجوی حیات فرازمینی را بر عهده دارد، fc بیانگر «درصدی از تمدن‌های فضایی است که به یک فناوری دست یافته‌اند که می‌تواند نشانه‌های قابل ردیابی از وجود آنها در فضا به جا بگذارد.» در نتیجه این ضریب به مقدار ناچیز ۱ درصد کاهش می‌یابد. در نهایت به ضریب L می‌رسیم، مدت زمانی که تمدن مورد نظر نشانه‌های قابل ردیابی را در فضا پخش کرده است. اگر انسان را به عنوان نمونه در نظر بگیریم، دستیابی به چنین حدی از پیشرفت فناوری را می‌توان در حدود ۱۰۰۰ سال تخمین زد.

موقعیت خورشید در کهکشان راه شیری

اگر تمام اعدادی را که در بالا به آنها اشاره شد در معادله دریک قرار دهیم، به عدد تکان دهنده‌ای خواهیم رسید: تعداد تمدن‌های موجود در کهکشان راه شیری که ما قادریم همین لحظه با آنها ارتباط برقرار کنیم تنها ۵۰ تمدن است! تخمین زده می‌شود که در حدود ۴۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری وجود داشته باشد، اما از این میان تنها ۵۰ تمدن فضایی وجود دارد که ما می‌توانیم با آنها ارتباط برقرار کنیم. کافی است تا نگاهی به مقیاس پهناور کهکشان راه شیری بیاندازید که بیش از ۱۰۰ هزار سال نوری پهنا دارد. آنگاه در می‌یابید که شانس ما برای اینکه در یک فاصله مناسب برای برقراری ارتباط با سایر تمدن‌های فضایی باشیم، چقدر اندک است. مساله‌ای که خیلی نا امیدکننده به نظر می‌رسد.

فرا زمینی های هوشمند کجای کهکشان راه شیری هستند؟

بتازگی مایکل گرت کارشناس نجومی گفته است که کهکشان راه شیری خانه ی بیش از ۳ هزار تمدن بیگانه است، اما فاصله بسیار زیادی که بین ما و اقوام کهکشانیمان وجود دارد شانس ملاقات با آنها را بسیار کم کرده است. به گفته ی وی: داده های جمع آوری شده توسط ناسا و دیگر آژانس های فضایی نشان می دهد که زمین یکی از ۴۰ میلیارد سیاره ای در کهکشان ما است که به طور بالقوه در منطقه ی قابل سکونت ستاره ی مادری اش قرار دارد و این نکته را هم باید در نظر داشت که هر ساله یک سیاره قابل سکونت نیز شکل می گیرد.

علاوه بر این، کهکشان راه شیری به تنهایی می‌تواند خانه‌ی بیش‌ از ۳۰۰۰ تمدن فرا زمینی باشد اما فواصل بین سیاره ‌ها به‌ قدری زیاد است که عملا امکان تماس با آنها را فوق العاده کم کرده است. با این حال، گرت گفت که با توجه به قطر کهکشان راه شیری که بیش از ۱۰۰ هزار سال نوری است، نور یا سیگنال با سرعت متوسط ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه برای رسیدن به نزدیک‌ترین منظومه یعنی آلفا قنطورس ۴ سال زمان لازم دارد و سفر از یک کهکشان به کهکشان دیگر نیز ۱۰۰ هزار سال به طول می انجامد.

گرت ادامه داد: به طور متوسط ۱۰۰۰ سال نوری فاصله بین تمدنهای کهکشان ما وجود دارد، این فاصله بسیار زیادی است به علاوه که باید برای رفت و برگشت اطلاعات فاصله ای دو برابر این مقدار را در نظر گرفت بنابراین باید حداقل چند هزار سال فرصت داشته باشید تا بتوانید با تمدنهای دیگر صحبت کنید.  از سوی دیگر زمانی که تمدن هوشمند در این سیارات به وجود بیاید و شاید از بین بروند نیز برای ما ناشناخته است، به عنوان یک مثال در سیاره زمین به محض اینکه شرایط مهیا شد، حیات شکل گرفت اما سالیان درازی طول کشید تا زندگی هوشمند ایجاد شود. نمی خواهم منفی باف باشم اما یافتن سیگنالهای SETI  در کهکشان ما بسیار نادر هستند. ستی حدود ۶۰ سال است که برای یافتن نشانه‌هایی از حیات فرا زمینی در تلاش است، این بدان معنا نیست که ستاره شناسان باید جستجو در این زمینه را متوقف کنند بلکه کاملا برعکس، با جهش بزرگی که در تکنولوژی رخ داده و پیشرفت در ستاره‌شناسی رادیویی و پردازش داده نسبت به گذشته امکان موفقیت و جستجوی سیگنال بیگانگان خیلی بیشتر شده است.

افراد بسیاری نظیر هاوکینگ بر این عقیده اند که فرازمینی ها تنها برای چپاول منابع انرژی زمین به سیاره ما حمله خواهند کرد و وجود یا عدم وجود ما برای آنها اهمیتی نخواهد داشت. وی معتقد است:” اگر موجودات فضایی، ما را ملاقات کنند به گمان من نتیجه چنین ملاقاتی بسیار مشابه اولین سفر کریستف کلمب به آمریکا خواهد بود. نتیجه ای که چندان به نفع بومی های آمریکا تمام نشد.” اگر موجودات فوق پیشرفته فضایی وجود داشته باشند، چه دلیلی وجود دارد که آنها تمدنی غارتگر باشند، ما فقط نسبت به تصور نیمه متمدن خود به این موضوع نگاه می کنیم، با این حال افراد بسیاری نیز معتقدند که فرازمینی ها ممکن است بسیار بشر دوست باشند.

آیا بیگانگان فضایی از زمین بازدید کرده اند؟

برخی افراد ادعا می کنند که فرا زمینیان به شکل یوفو (UFO) اشیای پرنده ناشناخته  از قبل از زمین دیدار کرده اند. معمولا وقتی دانشمندان درباره یوفوها چیزی می شنوند سری تکان می دهند و به دلیل فواصل بسیار زیاد ستارگان، امکان پذیری آن را رد می کنند. ولی بدون توجه به واکنش دانشمندان، سال هاست که در مورد یوفوها کمابیش همیشه خبری هست. بیش تر گزارش های یوفو را می توان در ارزیابی دقیق به علت یکی از موارد زیر کنار گذاشت:

۱- سیاره ناهید: که پس از ماه درخشانترین شی در آسمان شب است. اگر با خودرو در حال حرکت باشیم، چنین به نظر می رسد که این سیاره، بدلیل فاصله ی بسیار از زمین ، دارد ما را دنبال می کند و این توهم را می سازد که گویی کسی مشغول هدایت آن است، درست به همان شیوه ای که انگار ماه را دنبال می کند. ما تا حدی با مقایسه ی اشیای متحرک با پیرامونشان، به ارزیابی فاصله می پردازیم. چون ماه و ناهید بسیار دورند و چیزی برای مقایسه در اطرافشان نیست، نسبت به پیرامون ما جا به جا نمی شوند و در نتیجه این خطای دید پیش می آید که دارند ما را دنبال می کنند.

۲- گاز مرداب: در طی وارونگی دما بر روی ناحیه ای مردابی، این گاز بر روی زمین در جا شناور می ماند و می تواند اندکی فروزنده شود. نکه هایی کوچک تر از گاز ممکن است از بخش اصلی جدا شوند، و چنین بنماید که سفینه های گشتی در حال ترک « سفینه ی مادری » هستند.

۳-شهاب سنگ ها: رگه های درخشانی از نور می توانند در عرض چند ثانیه سر تا سر آسمان شب را بپیمایند و توهم سفینه ای خلبان دار را بسازند. آنها می توانند متلاشی نیز شوند، که دوباره همان توهم جدا شدن از شفینه های گشتی از سفینه ی مادر را ایجاد می کند.

۴- بی هنجاری های جوی: انواع و اقسام طوفان های تندری و رویدادهای عجیب جوی که می توانند به شیوه های غریب آسمان را روشن کنند. منجر به توهم یوفوها می شوند.

در سده های بیستم و بیست و یکم پدیده های زیر نیز شاید به مشاهدات یوفو دامن زده باشد:

۱-پژواک های رادار: موج های رادار می توانند از روی کوه ها بازگردند و پژواک های بسازند، که می توانند منجر به ایجاد نشان هایی بر روی مانیتورهای رادار شوند. بر روی مانیتورهای رادار حتی چنین به نظر می رسد که چنین موج هایی دارند با سرعت بسیار پرواز می کنندو مانور می دهند، چون آنها پژواک اند.

۲- بالون های هواشناسی و پژوهشی: ارتش در گزارشی جنجالی ادعا می کند که شایعه ی مشهور سقوط فضایان در سال ۱۹۴۷ در رازول نیومکزیکو ناشی از بالونی معیوب در « پروژه ی سلطان » بوده است، پروژه ای فوق محرمانه برای نظارت بر سطوح نتابش در جو در صورت وقع جنگ هسته ای.

۳- هواپیما: هواپیماهای تجاری یا نظامی بعنوان عامل گزارش های یوفو شناخته شده هستند. خصوصا این در مورد پروازهای هواپیماهای آزمایشی پیشرفته مانند بمب افکن های رادار گریز صحت دارد. ( ارتش آمریکا عملا به داستان های بشقاب پرنده دامن می زند تا اذهان را از پروژه های بسیار سری خود منحرف کند.)

۴- نیرنگ های عمدی: برخی از مشهورترین تصاویر ادعایی از بشقاب پرنده، نیرنگی بیش نیستند. یک تصویر مشهور از بشقاب پرنده که پنجره ها و ارابه های فرود را نشان می دهد، تنها یک بذردان دست کاری شده است. دست کم ۹۵ درصد مشاهدات را می توان بعنوان یکی از موارد بالا کنار گذاشت. اما در مورد چند درصد باقیمانده از موارد توضیح داده نشده کماکان پرسش دست نخورده می ماند.

فضایی ها چه شکلی هستند؟

اکثر مردم با شنیدن این عناوین یکی از حالات زیر را در ذهن خود مجسم می کنند: موجودی سبز رنگ و لزج! که با چشمان درشت سیاه خود به آن ها خیره شده است، موجودی خاکستری، قد بلند و لاغراندام که با انگشتان کشیده و باریک خود به سمت آن ها اشاره می کند، یا رباتی کاملا مکانیکی که با اشعه قرمز رنگ خود مشغول اسکن کردن بدن آن هاست!

Alien-Fake-391318برخلاف تمام اخباری که تا به حال ممکن است با آنها مواجه شده باشید باید بگویم که تا این لحظه هیج مدرکی مبنی بر وجود موجودات فضایی این چنینی وجود ندارد. همان طور که مشخص است دید مردم نسبت به این موضوع کاملا نشات گرفته از مواردیست که منابع محیطی، علی الخصوص سینما به آنها القا می کند. برای مثال تمام سه حالت بالا شخصیت هایی هستند که در فیلم های علمی_تخیلی به عنوان موجودات فرا زمینی برای ما به نمایش در آمده اند. به نظر نمی رسد ذهنیتی هم که شما از یک فرازمینی داشته باشید خارج از سه حالت بالا باشد. اگر در تمام فیلم های این چنینی یک موجود فضایی را شی ای کروی و نارنجی نشان می دادند یقینا تصور امروز شما نسبت به این قضیه با سه حالت بالا تفاوت داشت!

اگر فرض کنیم که فرازمینی ها واقعا وجود دارند در این صورت یک موجود فضایی می تواند هر شکلی داشته باشد. از یک باکتری یا موجود تک سلولی گرفته تا یک موجود هوشمند به همراه تمدنی فراتر از تمدن امروزی بشر. دانشمندان با آزمودن چگونگی تکامل یافتن حیات بر روی زمین، به این تنیجه رسیده اند که حیات هوشمند به احتمال زیاد نیاز دارد به ۱- نوعی دیدگانی یا مکانیسم حسی برای اکتشاف محیط پیرامونی ۲- نوعی انگشت شست برای گرفتن- می تواند شامل بازو یا پنجه هم باشد ۳ – نوعی سیستم ارتباطی، مانند حرف زدن. این سه ویژگی برای حس کردن محیط پیرامونی و سرانجام دست کاری آن لازم اند- همه این موارد نشانه های هوشمندی هستند. ولی ورای این سه هر چیز دیگری ممکن است که شکل بگیرد.

فیزیک تمدن های پیشرفته چگونه می تواند باشد؟

از فیزیک می توانیم برای ترسیم طرحی از تمدن های پیشرفته ی ممکن در فضا استفاده کنیم. اگر ما به برخاستن تمدن خودمان در هزاران سال گذشته نگاهی بیندازیم، از هنگام سربرآوردن انسان های مدرن از آفریقا، می توان آن را از دیدگاه افزایش انرژی مورد بررسی قرار داد. اختر فیزیکدان ها حدس زده اند که مراحل توسعه یافتن تمدن های فرا زمینی را نیز می توان بر حسب مصرف انرژی رده بندی کرد:

تمدن نوع ۱ : گذار از تمدن نوع صفر به نوع یک بسیار خطرناک است. زیرا ما هنوز وحشیگری ناشی از دوره جنگل را با خود همراه داریم. از برخی جهات پیشرفت تمدن ما در حقیقت مسابقه با زمان است. از یک طرف حرکت بسوی تمدن نوع یک ممکن است به ما نوید دوره ای بی مانند از شکوفایی و صلح را بدهد. از طرف دیگر، نیروهای آنتروپی ممکن است منجر به نابودی ما شود. شاید در فضا تمدن های پیشرفته فراوانی وجود داشته باشد اما آنها علاقه کمی به جامعه ابتدایی نوع ۰٫۷ ما نشان می دهند. شاید آنها به دلیل جنگ و دستیابی به تمدن نوع یک از بین رفته و مرده اند.

به طور کلی تمدن نوع ۱، تمدنی است که از انرژی ستاره ای استفاده می کند. مصرف انرژی این نوع تمدن را می توان به دقت اندازه گیری کرد: بنا به تعریف ، آنها قادرند تمام انرژی دریافتی از ستاره خود، خود یعنی ۱۶^۱۰ وات ، را مورد استفاده قرار دهند. با استفاده از این انرژی ستاره ای احتمالا قادرند وضعیت آب و هوا را کنترل کرده، بهبود بخشیده، مسیر حرکت توفان ها را تغییر داده یا شهرهایی را بر روی اقیانوس بنا کنند. بنابراین چنین تمدنی بر سیاره خود تسلط یافته و تمدنی سیاره ای ایجاد خواهند کرد.

وقتی تمدنی به وضعیت نوع ۱ دست یابد، بعید است که سریعا به ستارگان تسلط پیدا کند، احتمالا چنین تمدنی برای قرن ها در سیاره خانه باقی می ماند، تا زمان کافی داشته باشد تا از ملی گرایی، بنیاد گرایی، نژاد پرستی و فرقه گرایی باقی مانده از گذشته خلاصی یابد. نویسنده های علمی تخیلی بارها و بارها، بدون اشاره به سختی های سفر و مهاجرت ها فضایی به داستانسرایی پرداخته اند.

تمدن نوع ۲: این تمدن انرژی سیاره ای را بطور کامل مصرف کرده و انرژی ستاره کاملی را، تقریبا در حدود ۲۶^۱۰ وات را در کنترل خود در آورده است. آنها قادرند تمام انرژی خارج شده از ستاره خود را مصرف کنند. همچنین ممکن است بتوانند با تحت کنترل در آوردن شعله های خورشیدی، ستارگان دیگر را نیز مشتعل کنند. تمدن نوع ۲ که قادر به برداشت انرژی یک ستاره کامل است، باید شبیه اتحادیه سیارات پیشتازان فضا باشد، البته بدون ماشین وارپ.. آنها بخش کوچکی از کهکشان راه شیری را تحت تسلط خود در آورده و می توانند ستارگان را شعله ور سازند. به این ترتیب در وضعیت تمدن نوع ۲ قرار می گیرند.

فریمن دیسون اینگونه تصور کرده است که تمدن نوع ۲ برای استفاده کامل انرژی خروجی خورشید، می تواند کره ای عظیم به دور خورشید بسازد تا پرتوهای آن را بطور کامل جذب کند. بعنوان مثال این تمدن ممکن است سیاره ای در ابعاد مشتری ساخته و جرم آن را در کره ای دور خورشید توزیع کند. براساس قانون دوم ترمودینامیک، کره در نهایت گرم شده و از خود تابش فرو سرخ معینی گسیل خواهد کرد که در فضا قابل رویت است. جان جاگاکو، از انیستیوی تحقیقات تمدن در ژاپن ، و همکارانش آسمانها را تا فاصله ۸۰ سال نوری جستجو کرده اند تا چنین تمدن هایی را بیابند و تاکنون هیچ شاهدی دلیل بر وجود این تابش های فرو سرخ نیافته اند ( بخاطر داشته باشید که عرض کهکشان ما صد هزار سال نوری است. )

تمدن نوع ۲، ممکن است برخی از سیارات منظومه شمسی خود را تحت تسلط در آورده و حتی سفرهای بین ستاره ای را شروع کرده باشد. به دلیل منابع گسترده ای که در دسترس تمدن نوع ۲ قرار دارد، احتمال دارد که آنها بتوانند شکل های عجیبی از نیروی محرکه مثل پیشرانه ضد ماده/ ماده برای سفینه های فضایی خود تهیه کنند. تا سفرهای نزدیک به سرعت نور را امکان پذیر سازند. در اصل این شکل از انرژی بازده صد درصد دارد. این نیز از نظر آزمایشگاهی امکان پذیر است ولی برای تمدن نوع ۱ بسیار پر هزینه و گران قیمت است.

تمدن نوع ۳ : این تمدن انرژی کامل منظومه شمسی را به اتمام رسانده و بخش های بزرگی از کهکشان را تحت کنترل خود در آورده است. چنین تمدنی قادر است انرژی ۱۰ میلیارد ستاره، یعنی در حدود ۳۶^۱۰ وات، را مورد استفاده قرار دهد. زمانی که جامعه به تمدن نوع سوم دست می یابد، به انرژی های خارق العاده ای می اندیشد که در آن فضا و زمان، ناپایدار می شوند. می دانید در انرژی پلانک اثرات کوانتمی حاکمند و فضا-زمان مملو از حباب ها و کرمچاله های کوچک است. به دلیل اینکه ما از دیدگاه تمدن نوع ۰٫۷ به مساله انرژی می نگریم، در حال حاضر انرژی پلانک بسیار فراتر از دسترس ماست. در حالیکه تمدن نوع ۳، به انرژی هایی دسترسی پیدا میکنند که برابر با ۱۰ میلیارد ۱۰ میلیارد برابر انرژی هایی هستند که امروزه بر روی کره زمین یافت می شوند.

ستاره شناسی به نام یان کرافورد، از کالج دانشگاهی لندن، در مورد تمدن نوع ۳ اینگونه می نویسد: اگر یک مجتمع مهاجر نشین معمولی فضایی را در فاصله ۱۰ سال نوری از زمین در نظر بگیریم و بعلاوه سفینه ای با سرعت ده درصد سرعت نور در اختیار داشته باشیم، همچنین اگر دوره زمانی بین تاسیس مجتمع و توسعه و ارسال مجتمع های مهاجر نشین جدید از آن برابر ۴۰۰ سال باشد، آنگاه جبهه موج ایجاد چنین مجتمع های مهاجر نشینی با سرعت میانگین ۰٫۰۲ سال نوری در سال توسعه خواهد یافت. از آنجا که عرض کهکشان برابر با صد هزار سال نوری است، تسلط کامل بر آن بیش از ۵ میلیون سال طول نخواهد کشید. اگر چه از نظر انسان این زمان بسیار طولانی است ولی این تنها ۰.۰۵ عمر کهکشان است . یکی از مهمترین نگرانی های این تمدن، راه اندازی سیستم مخابراتی و ارتباطی است که بتواند کل کهکشان را به هم ارتباط دهد. این مساله کاملا به اینکه انسان های ساکن در یک جامعه دارای تمدن نوع ۳ به گونه ای ( مثلا از طریق کرمچاله ) بتوانند به فناوری سریع تر از سرعت نور دست یابند وابسته است.

تمدن نوع ۴: در صورت وجود چنین نوع از تمدنی در آینده های بسیار دور، منبع انرژی آن نیز میتواند فراکهکشانی باشد؛ مثل انرژی تاریک که ۷۳ درصد محتویات ماده/ انرژی جهان ما را تشکیل می دهد. اگرچه این انرژی به طور بالقوه ذخیره ای هنگفت و تاکنون بزرگترین منبع انرژی جهان محسوب می شود، با این حال این میدان ضدگرانش در تمام فضای جهان گسترده شده و بنابراین در هر نقطه از فضا بسیار ضعیف است.

نیکولا تسلا، نابغه الکتریسیته و رقیب ادیسون، یادداشت های بسیار زیادی در مورد برداشت انرژی خلاء نگاشته است. او عقیده داشت خلاء ذخایر هنگفتی از انرژی را در خود پنهان کرده است. به عقیده او اگر ما بتوانیم به نوعی از این انرژی نهفته بهره برداری کنیم، تغییرات اساسی در جامعه انسانی ایجاد شده خواهد شد. لازم به ذکر است که استخراج این انرژی شگفت آور شدیداً مشکل است. جستجوی طلا در اقیانوس ها را تصور کنید! . احتمالا نسبت به تمام طلاهای موجود در فورت ناکس و دیگر خزانه های جهان، طلای بیشتری در اقیانوس ها پراکنده شده است. با این حال هزینه استخراج طلا در پنین پهنه وسیعی عاملی بازدارنده محسوب می شود. بنابراین طلای مدفون در اعماق اقیانوس ها هرگز استخراج نشده است.

به طور مشابه، انرژی پنهان تاریک، از محتوای کل انرژی ستارگان و کهکشانها بیشتر است. با این حال این انرژی در میلیاردها سال نوری پراکنده شده و جمع آوری آن مشکل است. اما از نظر قوانین فیزیک هنوز میتوان تصور کرد تمدن نوع ۳، که انرژی ستارگان را در کهکشان مصرف کرده است، ممکن است به نوعی سعی در بهره برداری از این انرژی کرده تا به تمدن نوع بالاتر خود یعنی ۴ دست یابد.

نویسنده و گرداورنده: سمیر  الله وردی / سایت علمی بیگ بنگ

منابع بیشتر: space , news.discovery , dvice , ibtimes

Parallel Worlds , Physics of the ImpossibleMichio Kaku

image_pdfimage_print
(25 نفر , میانگین : 4٫88 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=48358

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۶ پاسخ‌ها

  1. اميدشه بور گفت:

    سپاس فراوان از این همه زحمت بسیار مفید بود

  2. بهنام طیبی گفت:

    واقعا حیرت انگیز.در تمدن نوع ۳ انسان احتمالا جاودانه خواهد شد.

  3. میلاد گفت:

    عجیبه که هاوکینگ با دونستن تمام این مطالب باور داره اگر تمدنی به زمین میاد برای غارت انرژی ما میاد ، کاپیتالیسم و هالیوود باید متاثرش کرده باشند ، شما از این گفته مطمئن هستید؟ میتونید منبع معرفی کنید لطفاً؟ ممنون

  4. چی.م گفت:

    وای خدا داش سمیر چه کردی مقاله کامل و بی نقصی بود واقعا ممنون .
    در مورد اهمیت داشتن زمین و ما و انواع موجودات زنده (حتی گیاهان و درختان و … ) برای فرازمینی هایی که اگر واقعا به زمین سفر کرده یا بکنند ، حتما هم کنجکاوی ببیش از حد و جذاب و با اهمیت خواهد بود برایشان با این تنوع میلیاردی زیستی موجودات در زمین .

  5. mehdi گفت:

    عجب مقاله ای بود . ممنون

  6. سمانه گفت:

    این مقاله بسیار عالی بود. مهمترین ویژگی این مقاله زبان ساده و قابل فهم اون بود…
    بسیار سپاسگزارم…

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *