زیست فرازمینی

به گفتهٔ پژوهشگر دانشگاهی، جی.آی. نان (G.I.Naon) از فرهنگستان علوم استونی، تحقیق دربارهٔ مسئلهٔ تمدن‌های فرازمینی به ما کمک می‌کند که به نحو بهتری به مطالعهٔ خودمان بپردازیم. بشریت در تکامل خود به مرحله‌ای قدم نهاده که بیش از هر وقت، از وحدت خود با جهان آگاه است، او می‌داند قوانین فیزیکی حاکم بر سیاره‌اش با قوانینی که بر بقیهٔ جهان حکمفرماست، یکسان است. بنا بر عقیدهٔ اخترفیزیکدان بلندپایهٔ شوروی سابق یوسف اشکلوفسکی شاید بتوان تصور نمود که تمدن زمینی در کهکشان ما و حتی در ابرکهکشان منحصربه‌فرد باشد. استدلال او چنین است: اگر فرض کنیم که تمدن‌های بسیاری در جهان موجود هستند ؛ در آن صورت آن‌ها به دلیل اینکه طبیعتاً دارای تکامل یکسانی نیستند، باید دارای امکانات علمی و فنی متفاوتی باشند. به بیان دیگر باید تمدن‌هایی عقب مانده‌تر و پیشرفته‌تر از ما وجود داشته باشد. به ویژه باید حداقل چند تمدن بسیار پیشرفته یافت شود که بتواند انرژی‌های معادل انرژی کهکشان‌هایشان را مهار کند.

میزان فعالیت علمی چنین تمدن‌هایی به اندازه‌ای است که زمینی‌ها نمی‌توانند از آن‌ها بی‌خبر باشند؛ ولی از آنجا که زمینی‌ها نتوانسته‌اند نشانه‌هایی از این‌گونه فعالیت‌ها را کشف نمایند، بنابراین چنین تمدن‌هایی وجود ندارد و اگر چنین تمدن‌هایی وجود ندارد، به‌طور کلی امکان موجودیت تمدن‌های فرازمینی از میان می‌رود؛ زیرا در غیر این‌صورت باید برخی از این تمدن‌ها به تمدن‌های بسیار پیشرفته تبدیل شود.

با پیشرفت علم در قرن اخیر، حال دیگر می‌توانیم پاسخ‌های روشن‌تری را دربارهٔ حیات و احتمال وجود آن در کیهان بیابیم. با احتساب شمارهٔ تخمینی سیارات عالم، دانشمندان محاسبه کرده‌اند احتمال اینکه ما تنها باشیم و به جز زمین در سراسر کائنات نشانی از حیات نباشد یک در ۱۰۰ میلیون است.

در هر کهکشانی مانند راه شیری ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره وجود دارد و کیهان‌شناسان تخمین می‌زنند ۴۰۰ میلیارد کهکشان در عالم موجود است؛ بنابراین پذیرفتنی نیست اگر بگوییم سیارهٔ کوچک ما در کنار ستارهٔ عادی‌مان تنها مکان پذیرای حیات در عالم است؛ اما تنها زیستگاهی که تاکنون در عالم می‌شناسیم زمین خودمان است. در اینجا به دلیل گستردگی مطلب، بحث دربارهٔ حیات در کیهان را به حوزهٔ کوچک‌تر آن یعنی منظومهٔ خورشیدی محدود خواهیم کرد و به احتمال وجود حیات و سیارات و اقمار پذیرای آن می‌پردازیم.

گزینه‌های وجود زیست فرازمینی

در منظومهٔ خورشیدی غیر از زمین، تنها سه گزینه وجود دارد که احتمال پیدایش حیات بر روی آن‌ها بررسی می‌شود. می‌توانیم با اطمینان بگوییم زیست در بهرام (مریخ)، یکی از قمرهای مشتری به نام اروپا و یکی از ماه‌های کیوان به نام تیتان می‌تواند پدید بیاید. کمربند زیست خورشید شامل سه سیارهٔ ناهید (زهره)، زمین و بهرام است (کمربند زیستی در منظومهٔ خورشیدی یعنی جایی که سیاره‌ای با جو مناسب دارای آب به صورت مایع است و احتمال شکل‌گیری حیات تنها در این کمربند وجود دارد). سیارهٔ زهره از لحاظ ظاهری شباهت زیادی به زمین دارد. جرم آن‌ها با هم برابر است و ضمناً ترکیبات اتمسفری اولیهٔ دو سیاره، شباهت زیادی با هم داشته‌اند، اما سیارهٔ زهره کمی نزدیک‌تر از زمین به خورشید است و این باعث عدم پایداری آب مایع در آن سیاره می‌شود. همچنین گاز کربنیکی که در جو آن قرار دارد باعث ایجاد خاصیت گلخانه‌ای شدید شده و دمای آن را تا ۵۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد می‌رساند؛ بنابراین می‌بینید که از شرایط ابتدایی حیات یعنی «آب مایع» و «جو مناسب» برخوردار نیست.

۱- مریخ (بهرام): سیاره دیگر کمربند حیات، مریخ است که تاکنون بیشتر از دو گزینهٔ دیگر کاوش شده‌است. در چند صد میلیون سال نخست منظومهٔ خورشیدی، مریخ نسبت به زمین شرایط بهتری برای پیدایش حیات داشته که به دلیل سریع‌تر سرد شدن مریخ بوده‌است. همین امر، زمینه شرایط پیدایش باکتری‌ها را زیر پوستهٔ مریخ ایجاد کرد؛ یعنی شرایط سطحی مریخ بسیار زودتر از زمین برای پیدایش زیست آماده شده‌است. یافته‌های اخیر مریخ‌نوردهای ناسا وجود آب در گذشته مریخ - احتمالاً حدود یک میلیارد سال پیش - را نیز تأیید کرده‌اند. هر چند میزان آن و مدت زمان بقای آن همچنان مبهم است. افزون‌بر این شواهدی دال بر وجود جوی ضخیم از CO_۲ در سال‌های آغازین این سیاره وجود دارد. شاید در همین دوره، زیست در زیر سطح مریخ یا حتی بر سطح آن فرصت رشد یافته باشد، اما به دلیل میدان مغناطیسی و گرانش ضعیف مریخ (حدود ۳۸ درصد جو زمین) باد خورشیدی جو آن را بیش از پیش پراکنده‌ساخت و سبب بخار شدن یا فرورفتن آب‌های سطحی به زیر سطح مریخ و یخ زدن آن‌ها شده‌است. اخیراً نیز مدارگردهای مریخ نشانه‌های امیدوارکننده‌ای را از وجود منابع یخ-آب در زیر سطح مریخ یافته‌اند.

بنابراین امکان زندگی بر روی مریخ کنونی بسیار کم است اما غیرممکن نیست. احتمالاً گرمای درونی آن به اندازه‌ای هست که لایه زیرین یخ را گرم کند و محیطی نسبتاً مساعد را برای میکروب‌های جان‌سخت مریخی ایجاد کند. این باکتری‌ها در صورت وجود، در سوخت و سازشان تولیدکننده متان هستند. جالب این است که شواهد اخیر مدارگرد مریخ، نشانه‌هایی قطعی از وجود متان در جو مریخ دارد که یا بر اثر واپاشی‌های حاصل از زندگی باکتری‌ها به وجود می‌آید یا بر اثر فعالیت‌های پیوستهٔ آتشفشانی در جو پخش می‌شود. این که آیا در دورهٔ ابتدایی مریخ حیات شکل گرفته‌است یا حتی هنوز هم باکتری‌هایی زیر لایه‌های سطحی آن - جایی که احتمالاً آب مایع وجود دارد - زنده مانده‌اند، هنوز بی‌پاسخ مانده‌است و جواب قطعی آن طی کاوش‌های آینده حاصل می‌شود.

(شهاب‌سنگ مریخی ALH۸۴۰۰۱ که ۱۳٬۰۰۰ سال پیش در قطب جنوب سقوط کرده‌است، در بزرگنمایی ۱۰۰ هزار برابر با میکروسکوپ الکترونی، ساختارهای کرم‌مانندی دیده می‌شود که دانشمندان آن‌ها را مشابه سنگواره‌های زیست ابتدایی می‌دانند، اما هیچ چیز هنوز قطعی نیست).

بنابراین هر دو سیاره موجود در کمربند حیات را بررسی کردیم (البته غیر از زمین)، اما ممکن است در هر منظومه، کمربندهای حیات متعددی وجود داشته باشد؛ یعنی قلمرو حیات ابتدایی محدود به کمربند حیات دور هر ستاره نیست. اگر سیاره‌ای گازی اقماری بزرگ داشته باشد، نیروی جذر و مدی میان سیاره و اقمار، درون این اقمار را گرم می‌کند؛ یعنی حتی اگر سیاره و قمرش نزدیک ستاره‌ای هم نباشند، انرژی مورد نیاز حیات ابتدایی تأمین خواهد شد.

۲- اروپا: سطح این قمر مشتری را اقیانوسی نیمه‌عمیق از آب فرا گرفته و روی آن را لایه‌ای از یخ ضخیم که شاید ضخامت آن ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر باشد، پوشانیده‌است. این لایه یخ به دلایل مجاورت با خلأ، همواره در حال شکست و ترمیم است. این قمر، هم‌اندازه ماه زمین است و منبع گرمایی درونی آن در اثر مکش گرانشی مشتری و دیگر قمرها بر اروپا به وجود آمده‌است. این گرما یخ‌های زیرین را ذوب می‌کند، در عین حال فشار یخ‌ها باعث می‌شود آب بخار نشود، در نتیجه ممکن است نوعی از حیات در آب زیرین شکل گرفته باشد. شکلی از حیات که متفاوت از حیات شناخته شده زمین خواهد بود. چون ژرفای یخ به حدی است که نور خورشید از آن نمی‌گذرد، بر همین اساس حیاتِ وابسته به نور خورشید نمی‌تواند در آنجا شکل بگیرد. اینکه آیا حیاتی در آنجا آغاز شده و تا کجا متحول شده‌است را نمی‌دانیم. با شروع مأموریت مدارگرد جیمو (JIMO) و مطالعه قمرهای یخی مشتری، اطلاعات نسبتاً کامل‌تری را دربارهٔ احتمال حیات در اروپا به دست خواهیم آورد. تنها زمانی می‌توانیم با قطعیت از حیات در اروپا صحبت کنیم که ناسا موفق شود کاوشگری را به اروپا بفرستد و با سوراخ کردن یخ‌ها، حیات دریایی را آزمایش کند که این امر با توجه به شرایط و ضخامت یخ به زودی امکان‌پذیر نیست.

(سطح یخی اروپا، شیارهای موجود یخ‌های ترک خورده سطح اروپا را از دید فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۸ نشان می‌دهد)

۳- تیتان: این قمر با قطری معادل ۵۱۵۰ کیلومتر دومین قمر بزرگ منظومهٔ خورشیدی و حتی از سیارهٔ عطارد و همچنین پلوتون (که در گذشته به عنوان آخرین سیارهٔ منظومهٔ خورشیدی در نظر گرفته می‌شد) نیز بزرگ‌تر است. اما مهم‌ترین ویژگی آن وجود جو قابل توجه آن است که از نظر ترکیبات و فشار سطحی به زمین بسیار شبیه است. جو هر دو از نیتروژن (۷۸ درصد برای زمین و ۹۰ تا ۹۷ درصد برای تیتان) تشکیل شده و فشار جو در تیتان ۱٫۵ برابر فشار جو در زمین است. البته دومین گاز فراوان در زمین اکسیژن و در تیتان متان است.

دورتادور جو تیتان تا ارتفاع ۷۰۰ کیلومتری سطح، غباری از ذرات متان وجود دارد. در عکس‌هایی که کاسینی اخیراً از این قمر بااهمیت گرفته، نواحی تیره و روشن بسیاری دیده می‌شد. نواحی تیره احتمالاً دریاهای اتان و متان هستند که در دمای ۱۷۹- درجه سطح تیتان به وجود آمده‌اند و نواحی روشن باید قاره‌هایی بر سطح آن باشند. به دلیل دمای بسیار کم تیتان، احتمال وجود حیات در آن وجود ندارد اما این قمر ترکیبات آلی یعنی بلوک‌های سازنده حیات را در خود جای داده‌است؛ بنابراین نمونه‌ای عالی برای بررسی شرایط آغازین حیات است، یعنی چیزی شبیه زمین در ۴٫۵ میلیارد سال پیش که اکنون می‌توان سیر تکوین حیات را بر روی نمونه‌ای آزمایشگاهی مطالعه کرد.

حال چگونه بر روی چنین قمری با اوضاع محیطی نه چندان مساعد، حیات شکل می‌گیرد؟ تیتان یکی از مهم‌ترین عامل‌ها را داراست و آن جوی پایدار است که مانند یک حفاظ، محیط درون قمر را از فضای بیرون آن جدا می‌کند. مورد بعدی مانند پیدایش حیات ابتدایی بر روی زمین است. پرتوهای فرابنفش در برخورد با تیتان باعث شکسته شدن مولکول‌های نیتروژن، متان و سایر مولکول‌ها می‌شود و در نتیجه ترکیبات آلی بعدی شکل می‌گیرد. در نهایت چگالی ابرها به حدی می‌شود که امکان ریزش باران‌های هیدروکربنی را روی قمر بالا می‌برد که در صورت روی دادن این پدیده مهم، دریاچه‌ها و رودهایی از ترکیبات آلی سطح این قمر را می‌پوشاند؛ بنابراین شرایط حیات ابتدایی در مجاورت مولکول‌های آلی، مساعدتر می‌شود و در آن صورت ما شاهد آن چیزی خواهیم بود که در حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش در زمین آغاز شده‌است و تاکنون به چنین موجودات هوشمندی ختم شده‌است. بسیاری از این حدسیات بعد از فرود هویگنس و تجزیه و تحلیل کامل داده‌های ارسالی آن قطعی خواهد شد.

با توجه به آنچه در بالا ذکر شد می‌بینیم احتمال این که حیات در جای دیگری از منظومهٔ خورشیدی هم بتواند شکل بگیرد صفر نیست. چنانچه شواهد حاکی از آن است که در زمانی دوردست در مریخ، حیاتی ابتدایی وجود داشته و اکنون ممکن است در قمر اروپا ایجاد شده باشد و در آینده‌ای دور هم احتمال ایجاد آن بر تیتان وجود دارد، پس باید امیدوار باشیم که ما در این کیهان تنها نخواهیم بود.

۴- کوتوله‌های سرخ: اجرام زیست‌پذیر اطراف ستاره‌های کوتوله‌های قرمز، بهترین نامزد برای میزبانی زیست فرازمینی هستند (در واقع بهترین جای کیهان برای یافتن حیات فرازمینی). کوتوله‌های قرمز فراوان‌ترین نوع ستاره در جهان هستند و هر یک از آن‌ها احتمالاً دارای سیاره‌ای هستند که در ناحیه زیست‌پذیرشان قرار گرفته‌است. این ناحیه بهترین شانس برای وجود حیات بیگانه را داراست. کوتوله‌های قرمز که ستاره‌های کوتوله M نیز خوانده می‌شوند، بیش از ۵۰ برابر تاریک‌تر از خورشید بوده و فقط ۱۰ تا ۲۰ درصد آن جرم دارند. این اجرام کیهانی ۷۰ درصد ستارگان جهان را تشکیل می‌دهند.

فراوانی کوتوله‌های قرمز، دانشمندان را به این فکر واداشت که شاید آن‌ها بهترین مکان برای کشف حیات بیگانه احتمالی باشند. منجمان به‌طور فزاینده‌ای در حال کشف سیارات مدارگرد در اطراف این ستاره‌ها هستند و پژوهش‌های جدید فضاپیمای کپلر نیز نشان داده دست کم نیمی از این ستارگان، سیارات صخره‌ای دارند که اندازه‌شان نصف تا چهار برابر زمین است. دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس با استفاده از مدل‌های رایانه‌ایِ شکل‌گیری سیاره‌ای، دریافتند کوتوله‌های قرمز احتمالاً جهان‌های زمین‌مانندی را توسعه دهند و این که سیارات موجود در ناحیهٔ زیست‌پذیر آن‌ها به اندازه کافی برای داشتن آب مایع، گرم هستند. پژوهشگران دریافتند سیاراتی که در نواحی زیست‌پذیر ستارگان کوتولهٔ قرمز قرار دارند، می‌توانند مقادیر قابل توجهی از آب را انباشت کنند و در واقع هر یک از آن‌ها احتمالاً دارای ۲۵ برابر آب بیشتری نسبت به زمین باشند.

معادلهٔ دریک

معادلهٔ دریک (به انگلیسی: Drake equation) معادله‌ای است که از آن به منظور برآورد تعداد تمدن‌های فرازمینی قابل تشخیص در کهکشان راه شیری استفاده می‌شود. این معادله در اخترزیست‌شناسی برای جستجوی هوش فرازمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فرانک دریک استاد بازنشسته نجوم و اخترفیزیک دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز این معادله را ابداع نمود. متغیرهای معادله دریک عبارت است از:

که در آن:

N = تعداد تمدن‌های فرازمینی که می‌توانیم با آنها تماس برقرار کنیم. ;

و

*R = نرخ متوسط تشکیل ستاره‌ها در کهکشان ما.

f_p = نسبتی از این ستاره‌ها که دارای سیاره می‌باشند.

n_e = تعداد متوسط سیاراتی که احتمال شکل‌گیری حیات در آنها وجود دارد و به دور هر ستاره دارای سیاره می‌چرخند.

f_ℓ = نسبت سیاراتی که در طول عمرشان عملاً حیات در آن شکل می‌گیرد به تعداد سیاراتی که احتمال شکل‌گیری حیات در آنها وجود دارد.

f_i = نسبت سیارات دارای حیات که می‌توانند حیات هوشمند (تمدن) را دارا می‌باشند.

f_c = نسبت تمدن‌های دارای فناوری با علایمی قابل دریافت در کهکشان باشند.

L = مدت زمانی که در آن تمدن‌ها قابلیت برقراری تماس را دارا می‌باشند. (طول عمر تمدن)

بیگانه‌ها نقش بسیاری در فرهنگ عامهٔ امروز دارند که بخش بسیاری از آن به دلیل جنجال‌های بشقاب پرنده در دههٔ پنجاه میلادی و موج آثار اپرای فضایی بعد از آن است. مردان کوچک سبز (LGM)، ای-تی، زنومورف‌های فیلم بیگانه، غارتگر (فیلم)، بیگانه محسوب می‌شوند.

پیام آرسیبو پیامی بود که در تاریخ ۱۶ نوامبر ۱۹۷۴ در شهر پورتو ریکو، در مراسمی به مناسبت بازسازی مجدد تلسکوپ آرسیبو، به تعداد یک بار و از طریق امواج رادیویی فرکانس ماژوله‌شده، به فضا مخابره شد. این پیام، خوشه ستارهٔ مسیهٔ ۱۳ را نشانه گرفته بود که حدود ۲۵٬۰۰۰ سال نوری دورتر بود، انتخاب مسیهٔ ۱۳ به این دلیل بود که مسیهٔ ۱۳ یک مجموعهٔ بزرگ و نزدیک از ستاره‌ها بود که در آن زمان و در محل برگزاری مراسم در آسمان وجود داشت. این پیام از ۱٬۶۷۹ رقم دودویی تشکیل شده بود که حجم تقریبی آن ۲۱۰ بایت بود. پیام در فرکانس ۲٬۳۸۰ مگاهرتز، با شیفت ۱۰ هرتزی فرکانس و با توان ۱٬۰۰۰ کیلووات به فضا ارسال شد. «یک‌ها» و «صفرهای» پیام با فرکانسی با شیفتی با نرخ ۱۰ بیت بر ثانیه ارسال شدند. کل زمان مخابره حدود ۳ دقیقه طول کشید. کاردینال ۱٬۶۷۹ به این خاطر انتخاب شد که این عدد یک عدد نیم اول است (عددی که از حاصل‌ضرب دو عدد اول به دست می‌آید) تا بتوان آن را به صورت مستطیلی در ۷۳ سطر و ۲۳ ستون مرتب کرد. در صورتی که پیام در ۷۳ ستون و ۲۳ سطر مرتب شود، نتیجهٔ درهم و برهم و بی‌معنی خواهد بود. پس از رمزگشایی پیام و تبدیل کردن کاراکترها و فضاهای خالی آن به حالت گرافیکی، تصویر روبرو پدید خواهد آمد. دکتر فرانک دریک خالق معادلهٔ دریک به همراه کارل سیگن (کارل ساگان) و افراد دیگر این پیام را نگاشته‌اند. پیام از هفت بخش تشکیل شده و موارد زیر در آن به صورت رمزی نگاشته شده‌اند:

حلقه‌های کشتزار یا دایره‌های روی مزارع (به انگلیسی: Doug Bower) شکل‌هایی هستند که با خم کردن محصولات کشاورزی مانند گندم، جو، ذرت به وجود می‌آیند. این اصطلاح را نخستین بار پژوهشگری به نام کالین اندروز برای نامیدن دایره‌های ساده‌ای که روی آن‌ها مطالعه می‌کرد، به کار برد.

اسرائیل

رئیس پیشین سازمان فضایی اسرائیل؛ ژنرال ذخیره حاییم اِشِد در گفت‌وگو با مجلهٔ «هفت روز»، نشریهٔ آخر هفتهٔ یدیعوت آخرونوت، که در ۱۴ و ۲۱ آذر ۱۳۹۹ منتشر شده، بر وجود فرازمینی‌ها و زندگی آن‌ها در کهکشان‌ها تأکید و از آن به‌عنوان یک حقیقت علمی ثابت‌شده یاد کرده‌است. وی افزوده که «فدراسیون کهکشانی» با زمین تماس گرفته‌اند و روی کرهٔ زمین افرادی که باید اطلاع داشته باشند از این امر آگاه هستند. به گفتهٔ این نظامی ارشد اسرائیلی، «این حقایق» از سوی ناسا و دانشمندان آمریکایی به آگاهی دونالد ترامپ هم رسیده‌است. اِشِد در همین حال گفته نوهٔ دوایت آیزنهاور، رئیس‌جمهور پیشین آمریکا در سال‌های ۱۹۵۳ تا ۱۹۶۱، شهادت داده که پدربزرگش با نمایندگان موجودات فضایی توافقی امضا کرده که بر اساس آن، آن‌ها از امکاناتی همچون پایگاهی محرمانه برای فرود در منطقهٔ ۵۱ ایالت نوادای آمریکا، امکان تماس محدود با انسان و انجام برخی آزمایش‌ها برخوردار شوند و در مقابل دانش و فن‌آوری‌هایی از جمله در زمینهٔ جدایی از ثقل زمین در اختیار انسان قرار دهند.

• دگرزیست‌شناسی
• اخترزیست‌شناسی
• پیدایش حیات

• دانشنامهٔ رشد
• ماهنامه نجوم، آذر ۸۳ شماره، ۱۴۱ ویژه نامه حیات (مقاله‌های فرود به سرزمین عجایب- حیات در کائنات- زندگی در زیرزمین _ حیات در مریخ)
• زیباترین تاریخ جهان، هیوبرت ریوز و…، ترجمه حسین فرهادیان، نشر رحیمی ۱۳۸۰. (برگرفته از وبگاه آی کتاب)

• نیم قرن در جستجوی موجودات هوشمند فضایی، از وبگاه دانش فضایی
• جستجوی حیات در سیارات فراخورشیدی، از وبگاه دانش فضایی
• لذت یافتن یک موجود فضایی، از وبگاه دانش فضایی
• آیا حیات زمینی منشأ کیهانی دارد؟، از وبگاه دانش فضایی