كلادیو گریمالدی، اخترشناس موسسه پلیتكنیك فدرال لوزان سوئیس، در گفتوگو با جامجم از یافتههای جدید دانشمندان درباره احتمال حضور اشكالی از حیات در بیشاز صد هزار سیاره فراخورشیدی میگوید
خــــــــانـــــه ای در دوردست
نتایج پژوهش جدیدی كه بهتازگی در نشریه «مقالات آكادمی ملی علوم ایالات متحده آمریكا (PNAS) منتشر شده، نشان میدهد طی دو دهه آینده، در بیش از صد هزار سیاره حاضر در كهكشان راه شیری شواهدی از حیات كشف خواهد شد. این پژوهش را گروهی از دانشمندان موسسه پلیتكنیك فدرال لوزان سوئیس به سرپرستی كلادیو گریمالدی و دانشگاه رم تور-ورگاتا به سرپرستی آمادئو بالبی و محققان مركز پژوهشها و مطالعات انریكو فرمی ایتالیا انجام دادهاند. موضوع كشف حیات در سایر سیارهها از موضوعات مورد علاقه دانشمندان و مردم در یك قرن اخیر بهشمار میرود. از اینرو، جامجم در گفتوگو با كلادیو گریمالدی (Claudio Grimaldi) به ابعاد مختلف این یافته و چگونگی دستیابی به این نتایج میپردازید.
كلادیو گریمالدی در اینخصوص به جامجم میگوید: «آمار بیزی به ما امكان میدهد برپایه فرضیههای اولیه و فیلتر كردن آن با استفاده از دادهها (یا شواهدی) كه از طریق رصدها جمعآوری میشود، احتمالات درست را استنباط كنیم. در مقاله آماری بیزی خواستیم احتمالات تعداد سیارات میزبان حیات را در كهكشان راه شیری از سه فرضیه اولیه پیدا كنیم: فرضیه ندانمگرایی، فرضیه بدبینگرایی و فرضیه خوشبینگرایی. سپس با در نظر گرفتن احتمالات مربوط به شواهدی كه میتواند در دهههای آینده از طریق بررسی نور تابیده از ستارهای به جو سیارات پیرامونش بهدست آید، این ارزیابی آماری را در مورد هر سه فرضیه انجام دادیم. این شواهد محتمل در عمل دو دستهاند: یا هیچچیز را كه بتوان برپایه آن به فرآیندهای زیستی فكر كرد پیدا نمیكنیم یا اینكه یك یا چند سیاره فراخورشیدی را كشف خواهیم كرد كه در جو آنها ردی از فعالیت زیستی مشاهده میشود.»
امضای زیستی
25 سال از زمان كشف نخستین سیاره فراخورشیدی میگذرد و تاكنون حدود 4300 سیاره خارج از منظومه خورشیدی كشف شده كه از این تعداد حدود 200 سیاره از نوع سیارههای زمینمانند یا سیارههای سنگی در ابعاد مشابه سیاره زمین هستند. تجزیه و تحلیل جو این سیارهها، نوعی توانایی علمی است كه هنوز به توسعه فناوریهای جدید نیازمند است. اما این شیوه بررسی به انسان امكان میدهد كه طی ده یا 20 سال آینده پژوهشهای دقیقی را روی «امضای زیستی» (biosignatures) جو سیارههای فراخورشیدی انجام دهد. برای مثال ماموریتهایی مانند «چیاپس» (ماهواره توصیفگر سیارههای فراخورشیدی) كه از دی/ دسامبر سال گذشته فعالیت میكند یا تلسكوپ فضایی جیمزوب كه پرتاب آن برای مهر1401/ اكتبر 2021 پیشبینی شده است، ازجمله فناوریهایی است كه در سالهای آینده میتواند به كشف امضای زیستی در جو سیارههای فراخورشیدی كمك كند.
گریمالدی در اینخصوص میگوید: «سیارههای نامزد، یعنی آنهایی كه فكر میكنیم بیشترین احتمال میزبانی حیات را دارند، همان سیارههای سنگی هستند كه ابعاد قابل قیاس با ابعاد زمین دارند و در منطقه حیات پیرامون ستاره خودشان در گردشند. منطقه حیات یا كمربند حیات ستاره به فاصلهای از هر ستاره گفته میشود كه در آن، فشار جو سیاره بهحدی است كه شرایط حضور آب مایع در سطح آن فراهم میشود. در اینجا منظور از امضای زیستی، شواهدی است كه نشان میدهد جو سیاره برای حضور فعالیتهای زیستی تغییر كرده است. برای مثال، اكسیژن حاضر در جو سیاره ما حاصل فرآیند فتوسنتزی بعضی از جانداران و از جمله گیاهان است.»
كشف حیات در سایر كهكشانها امكانپذیر است؟
دانشمندان با ارزیابی نسبت میان بخشی از راه شیری كه درواقع قادر به كاوش در آن هستیم و ابعاد كلی این كهكشان، به عدد صد هزار سیاره با احتمال داشتن حیات دست یافتهاند. بهاینترتیب، حتی اگر فقط یك امضای زیستی واحد در بخش متوسطی از كهكشان پیدا كنیم و قادر باشیم آن را بررسی كنیم و زیر نظر بگیریم، باید تصور كنیم شمار سیارههای میزبان اشكالی از حیات در سایر نقاط راه شیری بسیار بالاست. اما در اینجا این سوال مطرح میشود كه آیا با توجه به دانش كنونی بشر فقط باید به جستوجوی حیات در راه شیری كه دستكم وجود یك سیاره دارای حیات (سیاره زمین) در آن به اثبات رسیده است، اكتفا كند یا این پژوهش در سایر كهكشانها را هم میتواند شامل شود؟ كلادیو گریمالدی در اینخصوص توضیح میدهد: «تلسكوپهای آینده خواهد توانست فقط سیارههای فراخورشیدی نزدیك به منظومه خورشیدی یعنی یا تا شعاع چند ده سال نوری را كاوش كند. از آنجا كه پژوهش ما برپایه نتایج محتمل این كاوشهاست، بنابراین در حال حاضر فقط میتوانیم درباره فراوانی سیارههای میزبان حیات در راه شیری شاخصهایی را ارائه دهیم.»
به هر رو، حتی اگر فناوریهای بشر فعلا امكان جستوجوی حیات در سایر كهكشانها را نداشته باشد، اما باتوجه به عمر عالم كه حدود 8/13 میلیارد سال از آن میگذرد و همچنین كشف كهكشانهایی در فاصله بیش از 12 میلیارد سال نوری از زمین نمیتوان فرضیه حضور اشكالی از حیات یا امضای زیستی را در سیارههای این كهكشان غیرمتحمل دانست. حتی میتوان گفت كه شاید در سیارهای احتمالی، در كهكشانی بسیار دور از ما، زمانی حیات وجود داشته است. هرچند امروز دیگر آن شكل از حیات در آن سیاره وجود ندارد، اما شاید هنوز قابل كشف باشد. پس میتوان انتظار داشت روزگاری این شكل از حیات را كشف كنیم. حال اگر این اتفاق رخ دهد، آیا باید این حیات را بهعنوان حیاتی ناپدیدشده درنظر بگیریم یا حیاتی كه همچنان موجودیت دارد؟
گریمالدی در پاسخ این سوال به جامجم میگوید: «این مسأله به فاصله آن سیاره از زمین بستگی دارد. همانطور كه پیشتر گفتم طی دو یا سه دهه آینده، تلسكوپهای فضایی یا زمینی فقط امكان جستوجوی امضای زیستی تا فاصله چند ده سال نوری از زمین را دارد. امضاهای زیستی با رصد نور (جذبشده یا تابیده) كه از سیارهای فراخورشیدی به این تلسكوپها میرسد جستوجو خواهد شد. پس اگر بتوانیم امضایی زیستی را كشف كنیم، این كار را از راه بررسی فوتونهایی كه از سیارههایی كه حداكثر از فاصله چند ده سال نوری به ما میرسد و حامل رد زیستی است، انجام میدهیم. اگر حیاتی چند دهه قبل وجود داشته كه اكنون نورش به ما رسیده، پس میتوانیم نتیجه بگیریم كه آن حیات احتمالی هنوز هم وجود دارد؛ درست همانطور كه حیات از بیش از سه میلیارد سال قبل روی زمین وجود دارد. اما فعلا نمیتوانیم حیاتمندی سیارههای كهكشانهای دیگر را ارزیابی كنیم.»
در جستوجوی حیات تكسلولی یا تمدنهای هوشمند فرازمینی؟
هرگاه دانشمندان از صدها هزار اشكال حیات صحبت كردهاند، همواره بر این نكته تاكید داشتهاند كه نباید فقط تمدنهای قابل قیاس با حیات روی زمین را تصور كنیم. در واقع، به اعتقاد تمام دانشمندانی كه طی دهههای اخیر در حوزه جستوجوی حیات فرازمینی فعالیت كردهاند، بهاتفاق بر این نكته صحه گذاشتهاند كه احتمال كشف حیات تكسلولی در بیشتر موارد بسیار بالاتر از كشف حیات پیچیده است. اما با وجود تمام این تاكیدها هنوز هم وقتی دانشمندان از حیات در سیارههای فراخورشیدی صحبت میكنند، مردم ترجیح میدهند این سخنان را بهعنوان شواهدی دال بر وجود تمدنهای هوشمند فرازمینی درنظر بگیرند.
بهدلیل همین سطح بالای علاقهمندی به تمدنهای بیگانه و درك این حقیقت كه ما دوست نداریم تنها ساكنان كهكشان راه شیری باشیم، برخی اخترشناسان با توسعه شاخه اخترزیستشناسی از اواخر قرن بیستم بر این موضوع تمركز كردند.
بهویژه كارل سیگن با بنیاننهادن برنامه «جستوجو برای هوش فرازمینی» (SETI) و همچنین قرار دادن صفحه طلایی محتوی پیامهای صلح و دوستی زمین به ساكنان احتمالی سایر سیارههای راه شیری در دو فضاپیمای ویجر1 و ویجر2 در سه دهه آخر قرن بیستم، تلاشهای بسیاری در این زمینه انجام داد.
اما گذشته از این فعالیتها كه بیشتر با امید برای ایجاد تماس با تمدنهای احتمالی فرازمینی بود، تیرماه امسال گروهی از دانشمندان دانشگاه ناتینگهام كه نتایج یافتههایشان را در «نشریه اخترفیزیك» (The Astrophysical Jounal) منتشر كردند باتوجه به این مسأله كه بیش از سه میلیارد سال قبل حیات در زمین از حیات تكسلولی تشكیل شد و سپس حیات پیچیده از آن بهوجود آمد، نتیجه گرفتند كه اگر سیارهای در دورهای مشابه با دوره تشكیل زمین در حدود 5/4 میلیارد سال قبل در فاصلهای مشابه فاصله زمین تا خورشید، پیرامون ستارهای تشكیل شده باشد (یعنی در فاصلهای كه شرایط برای تشكیل فراوان آب مایع در سطح آن سیاره و جو غنی از اكسیژن و سایر شرایط فیزیكی/شیمیایی كه تشكیل حیات را ممكن میكنند)، میتوان انتظار داشت كه حیات پیچیده داشته باشد که دستكم 30 سیاره دیگر با این مشخصات در كهكشان راه شیری وجود دارد.
كلادیو گریمالدی در اینباره میگوید: «نوع تحلیلهایی كه در این زمینه انجام خواهد شد، تلاش خواهد كرد تا تعیین كند كه آیا گازهایی كه جو سیارههای فراخورشیدی را تشكیل میدهند، ردی از تركیبات مرتبط با فعالیتهای زیستی را در خودشان دارند یا خیر. همچنین میتوان تركیبات شیمیایی را مشاهده كرد كه ممكن است منشأ فعالیتهای مربوط به فناوری (مثلا آثار آلودگی) باشد. بهطور حتم اگر سیارهای كشف شود كه فعالیت زیستی را نشان دهد، تلسكوپهای رادیویی بلافاصله برای جستوجوی اینكه آیا امواج رادیویی از آن گسیل میشود یا نه، روی آن متمرکز میشود. به این ترتیب میتواند حضور اشكالی از حیات هوشمند و مبتنیبر فناوری را هم نشان دهد.»
جستوجوی حیات فرازمینی مبحثی آلوده به شبهعلم
باوجود تلاشهایی كه دانشمندان برای توسعه فناوریهایی انجام میدهند كه در چند دهه آینده احتمال كشف حیات را در سیارات فراخورشیدی میسر میكند، نباید فراموش كرد كه «حیات فرازمینی» از آن دست مباحث علمی است كه شاید بیشاز هر موضوع علمی دیگری به فرضیات شبهعلم و نظریه توطئه آلوده شده است. بسیاری از این فرضیات شبهعلمی برآمده از سوءاستفادهها و سوءبرداشتها از بعضی از فرضیات علمی و كتابهای ترویج علمی است كه دانشمندان در این حوزه منتشر كردهاند (برای مثال كتاب «حیات هوشمند در عالم» نوشته كارل سیگان و یوزف شكلوفسكی). گریمالدی درباره وظیفه دانشمندان مروج اخترشناسی برای رفع فرضیههای شبهعلم و جلوگیری از توسعه نظریه توطئه در این حوزه میگوید: «بسیار مهم است كه دانشمندان نتایج كشفهایشان را بهروشی دقیق و بینقص و بدون افزودن تفسیرها یا نتیجهگیریهای غیرقابل اثبات در اختیار مردم قرار دهند و مردم را به این درك روشن برسانند كه همیشه حاشیهای برای عدم قطعیت وجود دارد، همین مسأله درمورد روزنامهنگاران علم هم صادق است.»