حیات فرازمینی از دیدگاه علم

در سال ۱۹۶۱ ستاره شناس فرانك درك معادله ای را ارائه كرد كه جست وجو برای یافتن موجودات فرازمینی را در مسیری علمی قرار داد و پروژه مدرن سنتی را بنا نهاد. امروز اعداد و ارقام این معادله چگونه به نظر می رسند؟
جست وجو برای یافتن حیات فرازمینی به موضوعی جذاب در ستاره شناسی و زیست شناسی تبدیل شده است اما كمتر كسی به یاد دارد كه چگونه این موضوع در حدود چهل سال قبل ارائه شد.در سپتامبر ۱۹۵۹ دو فیزیكدان به نام های فیلیپ موریسون و جوزف كوكونی مقاله ویژه ای را در هفته نامه انگلیسی نیچر به چاپ رسانیدند تحت عنوانی تحریك كننده به این مضمون «تحقیقات جهت ارتباطات بین ستاره ای».كوكونی و موریسون ادعا كردند كه رادیوتلسكوپ ها به اندازه كافی حساس شده اند كه موارد ارسالی از تمدن هایی در اطراف ستارگان دوردست را دریافت كنند.
آنان اشاره كردند كه این گونه پیام ها به احتمال زیاد باید در طول موجی معادل ۲۱ سانتی متر ارسال شوند. این همان طول موج ویژه ای است كه از هیدروژن خنثی (معمول ترین ذره موجود در عالم) ساطع می گردد.موجودات فرازمینی احتمالاً این طول موج را به عنوان یك مشخصه منطقی در طیف رادیویی قلمداد می كنند، در جایی كه محققانی مانند ما علاقه مند به بررسی آن هستند.
هفت ماه بعد یعنی در آوریل ۱۹۶۰ رادیو اخترشناسی به نام فرانك درك برای اولین بار تحقیقی دقیق را برای ردیابی سینگال های هوشمند از اقصی نقاط كیهان انجام داد.وی از یك آنتن با بشقابی به قطر ۲۵ متر كه در رصدخانه ملی رادیو اخترشناسی واقع در گرین بنك (ویرجینیای غربی) قرار داشت استفاده كرد و به دو ستاره نزدیك كه به خورشید شباهت داشتند گوش فرا داد و یا به عبارتی به استراق سمع رادیویی پرداخت.دو ستاره مذكور عبارت بودند از تاوقیطس (اول النعامات) و دیگری ستاره اپسیلون از صورت فلكی نهر (لازم به ذكر است كه منظور از اپسیلون پنجمین ستاره از هر صورت فلكی از لحاظ قدر است) پروژه وی به نام ازما، پروژه ای كم ارزش، ساده و ناموفق بود.
به دنبال تجربه ازما، درك نشستی را با حضور جمعی از دانشمندان ترتیب داد تا درباره چشم انداز و البته موانع و مشكلات پیش روی جست وجو برای هوش فرازمینی بحث و تبادل نظر شود. در نوامبر سال ۱۹۶۱ ، ۱۰ كارشناس فنی مسائل رادیویی، ستاره شناس و زیست شناس به مدت ۲ روز در گرین بنك گردهم آمدند.كارل ساگان جوان نیز به همراه ملوین كالوین (شیمی دان دانشگاه بركلی) در آنجا حضور داشت، كسی كه در طول زمان برگزاری نشست خبری دریافت كرد مبنی بر اینكه برنده جایزه نوبل شیمی شده است.همه چیز برای برگزاری نشست فراهم شده بود كه درك با فرمول مشهور خود از راه رسید. این فرمول عبارت بود از:
L*fc*fi*f۱*ne*fp*N= R
امروزه این رتبه از حروف و نشانه ها را می توان بر روی پیراهن ها، سپر اتومبیل ها و بسیاری جاهای دیگر یافت كرد.این معادله بیان كننده عدد (N) است كه برابر است با تعداد «تمدن های قابل رویت» كه در كهكشان راه شیری واقع است.R عبارت است نرخ سالیانه تولد ستارگان در راه شیری.fp كسری از این ستارگان است كه دارای سیاره هستند. ne متوسط تعداد سیارات «زمین گونه» است (سیاراتی كه به طرز قانع كننده و مستدلی برای زندگی مناسب اند) كه در منظومه هایی از سنخ منظومه شمسی قرار دارند.f۱ كسری از این سیارات است كه فی الواقع حیات بر روی آن ها شكل می گیرد.fi كسری از سیارات است كه علاوه بر اینكه محل زندگی هستند تكامل زیستی موجب ایجاد گونه ای هوشمند از حیات می گردد.fc كسری از گونه های هوشمند مذكور است كه قابلیت ارتباط رادیویی بین ستاره ای را داشته باشد.و L برابر است با عمر متوسط تمدن های قابل ارتباط. معادله درك به همان میزانی كه ساده است جذاب نیز است. معادله مذكور با طبقه بندی یك مجهول بزرگ و تبدیل آن به دسته ای از پرسش های كوچك تر و بیش از پیش قابل تحلیل، تحقیق در زمینه موجودات فرازمینی را هرچه بیشتر محتمل و در ضمن واقع بینانه می كند.
معادله درك پروژه ستی را به یك تلاش ملموس تبدیل كرد و به این پرسش كه آیا در نقطه ای دیگر از جهان هستی حیات وجود دارد یا خیر مبنایی عملی بخشید.
ستاره شناسان و زیست شناسان هر دو به یك میزان از زمان ارائه فرمول درصدد حل آن برآمده اند.
در نگاه اول استنتاج یك مقدار تخمینی مناسب برای معادله نسبتاً ساده به نظر می رسد ولی در واقع محاسبه تعداد هوش های فرازمینی كه برقراری ارتباط با آنان ممكن باشد به سادگی میسر نیست.در سال های اخیر برخی از این متغیرها وضعیت مشخصی پیدا كرده اند اما اغلب آنها بسیار ناشناخته باقی مانده اند. سرعت شكل گیری و یا به عبارت دیگر نرخ تولد ستارگان در كهكشان ما تقریباً برابر است با یك ستاره در سال و نتیجتاً ۱= Rخواهد بود.
مولفه بعدی (fp) احتمالاً باید از اولین مورد كوچك تر باشد به این دلیل كه همه ستارگان همراه خود سیاره ندارند.از سوی دیگر هنگامی كه یك ستاره دارای سیستم سیاره ای باشد به احتمال حداقل ۲ یا ۳ سیاره و قمر از این سیستم به طور بالقوه شرایط اینكه سرچشمه حیات باشند را دارا هستند. با این اوصاف احتمالاً مقادیر fp و nc خیلی از یك كوچكتر نیستند.گروهی كه به یافتن حیات در نقاط دیگر كیهان خوش بین هستند می گویند حیات هركجا كه بتواند تشكیل می شود یعنی (۱=f۱) و اینكه سیر تكوین داروینی سرانجام متوجه تكامل هوش خواهد شد و این یعنی (۱=fi) و همچنین اینكه هیچ تمدن هوشمندی برای مدت طولانی بقای خود را حفظ نخواهد كرد مگر اینكه الكتریسیته را كشف كند و احساس كنجكاوی جهت برقراری ارتباط را درك كند (۱=fc ). در چنین حالتی كه البته بسیار خوشبینانه است معادله درك تبدیل به حالت ساده ای می شود كه عبارت است از ۱=N كه در آن L طول عمر متوسط یك جامعه هوشمند است برحسب سال.حال اگر L ما عددی معادل ده هزار باشد آنگاه ما، ده هزار تمدن همانند تمدن خودمان در كهكشانمان خواهیم داشت یا به عبارتی یك تمدن در كنار هر بیست میلیون ستاره.اگر این مجموعه به شكلی تصادفی در كهكشان راه شیری پخش شده باشند احتمالاً نزدیك ترین آنها به ما در حدود هزار سال نوری از ما فاصله خواهد داشت.در این وضعیت زمان لازم برای یك ارتباط دوسویه معادل بخش عظیمی از تاریخ ثبت شده بشر است اما یك ارسال یك سویه احتمالاً مسموع خواهد بود.
به هرحال حدود ۴۰ سال از پروژه ستی با شكست مواجه شده و نتیجه ای را در پی نداشته است در حالی كه از اوایل دهه ۱۹۶۰ تاكنون گستره فعالیت رادیوتلسكوپ ها، تكنیك های دریافت اطلاعات و همچنین قابلیت های محاسباتی به میزان چشمگیری پیشرفت كرده است.به طور قطع Parameter Space سیگنال های رادیویی محتمل (اعم از فركانس ها، مكان های واقع در آسمان، قدرت سیگنال ها و مواردی از این دست) بسیار بسیار وسیع تر از آن چیزی است كه تاكنون مورد جست وجو و بررسی قرار گرفته است.
اما حداقل این است كه اكنون ما دریافتیم كه كهكشان ما حاوی فرستنده های قوی فرازمینی نیست كه به طور متمادی و در ضمن آن طور كه مدنظر ماست علایم را به ما ارسال كند. در سال ۱۹۶۱ هیچ كس قادر به بیان این مطلب نبود. آیا ما مقادیر برخی از پارامترهای معادله درك را زیاد برآورده كرده و دست بالا گرفته ایم؟
آیا طول عمر تمدن های پیشرفته خیلی كوتاه است؟ و یا اینكه ستاره شناسان یك نكته مهم و عمیق را از قلم انداخته اند؟
اكنون با تحلیل جداگانه هریك از اجزای معادله به بررسی مجدد این رابطه می پردازیم.R عبارت است از تعداد ستارگانی كه هر ساله در كهكشان ما تشكیل می شوند (كه فی الواقع در حدود یك است). در این مورد دانشمندان اخترفیزیك تقریباً اتفاق نظر دارند. (البته این بدان معنا نیست كه دقیقاً در هر سال یك ستاره در راه شیری متولد می شود بلكه دامنه تغییرات آن بین ۳/۰ و ۳ است.) اما مطلب اینجاست كه اطمینان ستاره شناسان و زیست شناسان در رابطه با عوامل بعدی این معادله بسیار كمتر است.
- چند سیاره وجود دارد؟ (Fp)
fp متغیر دوم است كه عبارت است از كسری از ستارگان كه دارای سیستم های سیاره ای هستند.
اكتشافات اخیر در رابطه با ستارگان جوانی كه با صفحات پیش سیاره ای احاطه شده اند و در ضمن كشف سیارات حقیقی در حال گردش در اطراف ستارگانی كه شبیه به خورشید هستند شك محققان را درباره اینكه آیا وجود سیارات امری معمول است یا نه به یقین بدل كرده است.این _ به اصطلاح _ صفحات پیش سیاره ای به وسیله رصدهای گسترده در محدوده اشعه مادون قرمز كشف شده اند و در عكس هایی كه توسط تلكسوپ هابل از سحابی جبار گرفته شده به طور مستقیم دیده شده اند. این سحابی منطقه ای حاصلخیز جهت تشكیل ستارگان است. این قبیل رصدها القاكننده این نظر هستند كه حداقل نیمی از تمامی ستارگانی كه تازه متولد می شوند با سیاراتی همراه هستند.اگر چه هیچ كس اطمینان ندارد كه این صفحات (پیش سیاره ای) چقدر پابرجا خواهند بود.
رصدهای اخیر كه در محدوده امواج زیر میلیمتری انجام شده، صفحات رقیق گازی بیشتری را در اطراف تعدادی از ستارگان پیرتر نشان داده است كه از جمله این ستارگان می توان به اولین هدف فرانك درك كه همان ستاره اپسیلون از صورت فلكی نهر است اشاره كرد.بسیاری از این صفحات شكل حلقوی دارند. طبق ایده برخی از نظریه پردازان حفره میان این صفحات تنها می تواند حاصل سیاراتی باشد كه با گاز و غبار همراهند و در بخش داخلی صفحه قرار دارند. در عرصه كشف سیارات حقیقی پركارترین و پرمحصول ترین گروه از میان شكارچیان سیارات گروهی هستند عبارت از Michel Mayor و Dider Queloz در اروپا و Raui Butier geoffrey Marcy .R در كالیفرنیا.این گروه در بررسی ۲۰۰ ستاره كه دوتایی نبوده و به خورشید شباهت داشتند موفق به یافتن قریب به ۱۰ سیستم سیاره ای شده اند.
از این نتایج چنین برمی آید كه حدود ۵ درصد ستارگان با سیاراتی همراه هستند و در نتیجه مقدار متغیر برابر با ۰۵/۰ خواهد بود.در هر حال مطلبی كه در اینجا وجود دارد این است كه تكنیك های تحقیقاتی كنونی تنها نسبت به سیارات پرجرم و آنهایی كه در مدارهای نزدیك به ستاره خود گردش می كنند حساس هستند. در حال حاضر موقعیتی مشابه منظومه شمسی قابل آشكارسازی نیست. به احتمال زیاد نسبت حقیقی ستارگانی كه دوتایی نیستند، مانند خورشید هستند و توسط سیارات همراهی می شوند بسیار بیش از ۵/۰ درصد است. این نسبت می تواند ۵۰ و یا حتی ۱۰۰ درصد باشد.حال باید منتظر بمانیم و ببینیم كه این رصدهای جدید چه مسائلی را درباره مولفه fp به ما ارائه می كند؟
اگرچه ما هنوز مقدار نهایی مولفه فوق را در دست نداریم اما برای ما روشن است كه نقش بسیار مهمی را در معادله درك بازی می كند و تنها یك بخش ناچیز از این عرصه نیست.
- (ne) چه تعدادی از سیارات مناسب هستند؟
هنگامی كه به سراغ متغیر سوم این معادله می رویم اخبار دلسردكننده ای به دست می رسد، این متغیر چیزی نیست مگر ne.
این عامل از معادله بیانگر تعداد متوسط سیارات موجود در منظومه های دیگر است كه جهت آغاز حیات از محیط مناسبی برخوردار هستند.(حرف e در اینجا مخفف «زمین سان» است یعنی سیارات مثل زمین).درك در كتابی تحت عنوان «آیا كسی آنجا هست؟» كه در سال ۱۹۹۲ به چاپ رسید خاطرنشان می سازد كه شركت كنندگان در گردهمایی گربن بنك مقدار مولفه ne را بین ۱ و ۵ ارزیابی كرده بودند.به دیگر كلام هر سیستم سیاره ای می بایست حداقل شامل یك سیاره مانند زمین باشد (منظور محلی است كه وجود آب مایع در آن امكان پذیر باشد) و این رقم می تواند به آسانی به ۳ و یا ۵ هم برسد.
این دیدگاه خوشبینانه برپایه این تصور استوار است كه منظومه شمسی ما در تعداد، اندازه و توزیع سیارات یك شاخص به شمار می رود.
امروزه مریخ و همین طور اروپا كه یكی از اقمار مشتری است جزء محل هایی است كه برای یافتن اشكال اولیه حیات مورد بررسی قرار می گیرند و فی الواقع با این وضعیت ۳ زمین احتمالی برای فرمول درك در منظومه ما پدید می آید.به هر حال سیارات فراخورشیدی كه در سال های اخیر كشف شده اند نكته ای را به ما انسان ها آموخته اند (به این ترتیب كه) منظومه شمسی ما با مجموعه ای از عوالم و اقمار كه در وضعیتی پایدار و در عین حال زیبا و با مداراتی كه تقریباً به دایره نزدیك است، قرار دارد شاید انتظار بیش از آن چیزی است كه در قانون طبیعت وجود دارد.
- fi چه تعداد از سیارات سرچشمه حیات هستند؟
امروزه در محافل علمی در رابطه با مقدار متغیر fi نظرات مثبت بیشتری وجود دارد همان متغیری كه بیانگر كسری از سیارات است كه قابل سكونت باشد و حیات در آن شكل بگیرد.توده های مولكولی پیكره حیات (اعم از مجموعه های بنیادی هیدروكربنی و حتی اسیدهای آمینه) در سرتاسر عالم به وفور یافت می شوند. موارد فوق الذكر در شهاب سنگ ها، دنباله دارها و گاز و غبارهای بین ستاره ای كشف شده اند.
با وجود اینكه هیدروكربن ها و اسیدهای آمینه ارگان های زنده نیستند لكن شكی وجود ندارد كه تحولات ماقبل حیات بسیاری در محبس تاریك كهكشان و در میان ستارگان در حال انجام است. مهمترین بخش این روند، یافته های شگفت انگیزی است كه (به زبان زمین شناسی) چنین بیان می شود: میكروارگانیسم ها تنها لحظاتی پس از آخرین برخورد مخرب (در روند شكل گیری زمین) بر روی این سیاره نمایان شده اند.احتمالاً (البته در صورت حصول شرایط صحیح) پیدایش حیات روندی بالنسبه سهل الوصول دارد كه به راحتی اتفاق می افتد، اگر این روند مسیری نامعمول و دشوار بود نمی شد انتظار داشت كه در اولین فرصت پیش آمده بر روی زمین انجام پذیرد بلكه باید در مقاطع بعدی تاریخ سیاره پدیدار می شد.
امروزه زیست شناسان در این باره به بحث می پردازند كه آیا حیات بر روی زمین چند بار و به صورت جداگانه پدید آمده یا نه.دلایل فراوانی وجود دارد كه نشان می دهد تمام موجودات زنده ای كه امروزه بر پهنه كره زمین یافت می شوند منشاء واحدی دارند ولی (با این وجود) رشته های دیگری از حیات نیز ممكن است در طول تاریخ ظهور كرده و از میان رفته باشد.
- هوش fi
با پایان بخش مربوط به تعداد سیارات زمین مانند ما تنها با ۳ مجهول دیگر مواجه هستیم. (اولاً) احتمال تكامل منتج به هوش چقدر است؟ (پاسخ به این سئوال مقدار مولفه fi را برای ما مشخص می كند)
(ثانیاً) ما تا چه حد اطمینان داریم كه موجودات فرازمینی قادر مایل به انتشار امواج رادیویی هستند (پاسخ این سئوال ما را به سوی تعیین مقدار fc رهنمون می سازد).و آخرین مورد اینكه طول عمر متوسط تمدن هایی كه امكان و توان برقراری تماس رادیویی را داشته باشند چقدر است؟(L)
این عوامل زیست شناختی و جامعه شناختی (مطروحه) در معادله درك بحث ها و تردیدهای علمی بیشتری را در مقایسه با عناصر بیان شده در عرصه اخترشناسی پدید آورده است. با توجه به نظرات بسیاری از دانشمندانی كه در زمینه حیات فعالیت دارند بسیار ساده لوحانه است كه بینگاریم سیر تكامل در یك سیاره دیگر لزوماً باید به هوش (آن گونه كه مدنظر ماست) منتج گردد.دیرین شناسی به نام استفن جی گلد (دانشگاه هاروارد) در پرفروش ترین كتاب خود به نام «جهان شگفت انگیز» چنین ادعا می كند كه: «احتمالاً ما وجود خود را مدیون اقبال خوش هستیم، بشر صرفاً به حركت محدود نیست بلكه یك جوهر است.»
مسیر تكامل، یك فرآیند غیرقابل پیش بینی، آشفته و عاری از نظم است.
گلد بارها و بارها به این مطلب اشاره می كند كه اگر ما قادر بودیم كه نوار سیر تكامل بر روی سیاره زمین را به عقب بازگردانده و دوباره آن را آغاز كنیم، غیرممكن بود كه انسان دوباره بر روی صحنه زمین خودنمایی كند.
دیگران این گونه پاسخ می دهند كه البته، آنچه كه ما در جست وجوی آن هستیم نوع بشر نیست. هیچ كس در پی آن نیست كه انسانی را در میان ستارگان بیابد (موجودات كوچك سبز رنگ یا چیزی شبیه به آن).
بلكه موضوع این است كه آیا اصولاً هیچ گونه ارگانیسمی وجود دارد كه قابلیت استفاده از ابزار، پیشبرد یك جامعه پیشرفته و پیچیده و همچنین ذخیره و پردازش اطلاعات به طریقی كه منتهی به كشف اصول و مبانی الكتریسیته شود را از خود بروز دهد؟از دیدگاه افراد خوش بین در این مورد تفاوت تنها در درجه است و نه در نوع، به این دلیل كه مراحل متفاوت هوش در انواع گسترده جانوران به طور مستقل تكامل پیدا كرده است.اما گلد اشاره می كند كه هیچ الگوی كلی و یا هر گونه گرایش ترجیهی در مسیر تكامل وجود ندارد. این برداشت كه افزایش تنوع زیستی ضرورتاً همراه است با افزایش توان فكری كاملاً غلط است. اگر برخی از حیوانات كه به تازگی تكامل یافته اند، بزرگ تر و باهوش تر از گذشتگان خود هستند تنها می تواند محصول یك اتفاق باشد.
پیشرفت بشر هم در زمینه های مختلف می تواند به همین شكل صورت گرفته باشد.


منبع :www.sharghnewspaper.com

گورت شیلینگ

ترجمه: احمد آرین خو

منبع : روزنامه جوان