مرحبا، هل هناك أي شخص هناك؟

متى بدأ البحث عن حياة خارج كوكب الأرض؟ ما الذي يبحثون عنه اليوم وبأي وسيلة؟ وما هي احتمالات هبوط مركبة فضائية في شارعنا كما في الأفلام؟ تاريخ موجز لعلم الأحياء الهضمي

المقال: بات شيفا وجون جالميدي، جاليليو الشاب
رأس كبير وجسم نحيل وأذرع طويلة؟ مخلوقات خضراء صغيرة مرحة أم وحش الوحل المرعب؟ أغمض عينيك وحاول أن تتخيل كيف سيبدو الكائن الفضائي؟ من المحتمل أن الكائن الفضائي الذي تخيلته يشبه إلى حد كبير ذلك الذي ظهر في آخر فيلم خيال علمي شاهدته. على الرغم من أن الكتب والأفلام والتلفزيون مليئة بالكائنات الفضائية، إلا أنه في الواقع لم يتم اكتشاف حتى كائن فضائي صغير واحد حتى الآن. وليس الأمر أننا لا ننظر.

لقد ظل البشر يبحثون عن حياة خارج كوكب الأرض منذ مئات السنين. متى بدأت بمجرد أن أدركنا أننا لسنا في مركز الكون حقًا. حتى أقل من 500 عام مضت، كان الجميع على يقين من أن الأرض كانت في المركز؛ وتدور حوله الشمس والقمر والنجوم. وقد خُلق الكون كله تكريماً للحياة على الأرض. مع هذا التصور، من فكر في البحث عن الحياة في مكان آخر؟ وجاءت الثورة العظيمة عندما قرر نيكولاس كوبرنيكوس أن الأرض كانت مجرد واحد من عدة كواكب تدور حول الشمس. أدركنا لاحقًا أن شمسنا ليست مميزة حقًا أيضًا، فهي مجرد واحدة من مئات المليارات من الشموس التي تشكل مجرتنا - مجرة ​​درب التبانة - وتقع في مكان ما على أطرافها. وإذا كان كل هذا يجعلنا نشعر بأننا أقل خصوصية، فقد عرفنا لعدة عقود أن مجرتنا ليست مميزة على الإطلاق - إنها مجرد واحدة من مئات المليارات من المجرات الموجودة في الكون. ولكن وفقًا لكل ما نعرفه حتى الآن، فإن كوكبنا الصغير هو المكان الوحيد الذي تطورت فيه الحياة. لذلك ربما يكون هناك شيء خاص به، بل ومميز جدًا.
ما هي "الحياة" على أي حال؟ وبحسب التعريف المتفق عليه بين علماء الأحياء، يعتبر المخلوق حيا إذا كان لديه القدرة على التكاثر بنفسه، أي إذا كان يعرف كيفية التكاثر ولديه استمرارية وراثية، وإذا كان لديه القدرة على تجربة التطور، أي التغيرات الجينية الصغيرة، وبالتالي تتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة.

رسالة إلى الأجانب
يركز البحث عن حياة خارج كوكب الأرض بشكل أساسي على البحث عن الحضارات الذكية من جهة، وعلى البحث عن كائنات مجهرية من جهة أخرى. دعونا نواجه الأمر، الكائنات الفضائية الذكية تثير الخيال أكثر بكثير من البكتيريا، لذلك بدأ علماء الفلك بالبحث عن إشارات في الفضاء تشير إلى وجود حضارات فضائية تبثها إلينا. بعد تطور التلسكوب الراديوي في ستينيات القرن العشرين، تأسست مبادرة SETI للبحث عن حياة ذكية من خلال الاستماع إلى إشارات الراديو القادمة من الفضاء.

أراد علماء الفلك نقل موضوع الكائنات الفضائية برمته من مجال الخيال العلمي إلى العلم الحقيقي، والطريقة العلمية تكون بالطبع بمساعدة الصيغ الرياضية. هكذا طور عالم الفلك الشهير فرانك دريك معادلة تحسب عدد الحضارات التي تحاول إقامة اتصالات لاسلكية مع الإنسانية. المشكلة هي أن الصيغة مبنية على افتراضات وتتضمن جميع أنواع المتغيرات التي يصعب قياسها، مثل احتمال وجود حياة على كوكب معين، واحتمال أن تتطور الحياة إلى ذكاء، واحتمال أن الكائنات الفضائية الذكية ستتطور. تطوير التكنولوجيا التي من شأنها نقل الإشارات إلى الفضاء. وفي السبعينيات، تم إطلاق المركبة الفضائية بايونير-10، والتي كان هدفها مغادرة المجموعة الشمسية؛ لقد حملت قرصًا يحتوي على رسالة إلى الكائنات الفضائية، والتي كانت مكتوبة بلغة يجب أن يفهمها أي كائن فضائي لديه بعض الذكاء...

هل لدى أحد الماء؟
بعد فشل كل المحاولات للعثور على أدلة لوجود حضارة متطورة في مكان ما حول الكون (حتى الآن)، تغير نهج البحث عن الحياة في الفضاء. وُلد فرع علمي جديد: علم الأحياء الفلكي؛ يتناول هذا الفرع دراسة الحياة خارج كوكب الأرض. لم يعد علماء الأحياء الفلكية ينظرون من خلال التلسكوبات ويأملون في العثور على كائن فضائي يلوح لنا مرحبًا. وهي تركز على الأسئلة العلمية التي يمكن التحقيق فيها: ما هي الحياة؟ كيف بدأت الحياة على الأرض؟ ما هي البيئات التي يمكن أن تدعم الحياة؟ كيف يمكننا تحديد ما إذا كانت هناك حياة على الكواكب الأخرى؟ ما هو الأساس الكيميائي الحيوي للحياة على الكواكب الأخرى؟ و اكثر.

من الأدلة المهمة على إمكانية وجود حياة على الكوكب وجود الجزيئات العضوية. بحثت العديد من المجسات التي هبطت على الكواكب والأقمار في نظامنا الشمسي عن أدلة على وجود مركبات عضوية. وبما أن الحياة المعروفة لنا من الأرض تعتمد على الماء (حوالي سبعين بالمائة من أجسامنا عبارة عن ماء)، فإن علماء الأحياء الفلكية يبحثون عن كواكب تحتوي على ماء في حالة سائلة، وحتى الآن لا يوجد دليل قاطع على وجود مثل هذه الكواكب. ففي المريخ مثلا تم اكتشاف العديد من مصادر المياه، ولكن بسبب انخفاض درجة حرارته يكون الماء في حالة صلبة، أي على شكل جليد. ومن ناحية أخرى، وجد علماء الفلك أدلة جيولوجية تشير إلى احتمال وجود مياه سائلة على المريخ في الماضي: قنوات أنهار وبحيرات جفت. وحتى في أحد أقمار المشتري - أوروبا - فإن علماء الأحياء الفلكية لديهم آمال كبيرة: ربما تشير التغيرات في مجاله المغناطيسي إلى وجود محيط من الماء السائل تحت الطبقة السميكة من الجليد.

ولا يتوقف علماء الفلك عند حدود نظامنا الشمسي، ويستمر البحث في جميع أنحاء المجرة أيضًا. كيف تبدأ؟ بادئ ذي بدء، في العثور على الكواكب. لا يمكن للحياة أن تتطور على النجوم الساخنة التي تشع ضوءا (الشموس)، بل فقط على الكواكب التي تحيط بها. المشكلة هي أنه ليس من السهل دائمًا العثور على كوكب صغير يدور حول شمس ضخمة ومبهرة، ويبعد عنا سنوات ضوئية. ولهذا الغرض، تم إطلاق تلسكوب كيبلر الفضائي في عام 2009. وتتسبب قوة الجاذبية التي يمارسها الكوكب في تحرك شمسه في مدار بيضاوي الشكل قليلا، ويستطيع التلسكوب قياس التغيرات في سرعة الشمس بدقة، وبالتالي العثور على كوكب يدور حولها. حتى الآن، تم اكتشاف ما يقرب من 1,800 كوكب في مجرتنا، لكن يقدر علماء الفلك أن هناك ما لا يقل عن مائة مليار منها!

أبحث عن نجم مشابه لنجمنا

لكن العثور على كوكب ليس كافيا. هنا، في نظامنا الشمسي، هناك ثمانية كواكب (كوكب عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ، المشتري، زحل، أورانوس ونبتون)، ومنهم - فقط على الأرض تطورت الحياة. إذن ما هو المميز هنا؟ بادئ ذي بدء، تقع الأرض في "منطقة الجلوس" (أو: "الحزام الأخضر") - وهي المسافة من الشمس حيث لا تكون ساخنة جدًا ولا باردة جدًا. فكوكب عطارد مثلاً قريب جداً من الشمس، وتصل درجة حرارته خلال النهار إلى أكثر من 400 درجة! عند درجة الحرارة هذه، لا يمكن أن يكون هناك ماء سائل لأنه يتبخر على الفور، وبالطبع لا توجد حياة أيضًا، على الأقل ليس كما نعرفه. أما المريخ، من ناحية أخرى، فهو بعيد جدًا، لذا تجمدت كل المياه الموجودة عليه. يعرف علماء الفلك اليوم كيفية حساب مسافة الكوكب من شمسه ومعرفة ما إذا كان في "منطقة الجلوس". وللأرض أيضًا غلاف جوي، وهو عبارة عن طبقة من الغازات تحيط بها، وهي ضرورية لوجود الحياة. يتيح الغلاف الجوي بيئة معيشية، ويحمي الكوكب من الإشعاعات القاتلة القادمة من الشمس، ويحافظ على طقس مستقر. فالكوكب الصغير جدًا لا يتمتع بجاذبية كافية للحفاظ على طبقة من الغازات حوله، فتتبخر في الفضاء. وفي المقابل، فإن الكواكب العملاقة مثل المشتري وزحل ليس لها أرض صلبة، وهي مجرد كرة عملاقة من الغاز.

وبمساعدة تلسكوب الأشعة تحت الحمراء، يمكن التعرف على مكونات الغلاف الجوي للكوكب من مسافات بعيدة. يبحث علماء الأحياء الفلكية عن العناصر الموجودة في الغلاف الجوي والتي تشير إلى إمكانية وجود حياة، مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والأوزون والميثان. في الواقع، إنهم يبحثون عن كوكب يدور حول شمس مشابهة لشمسنا، على مسافة تقع في "منطقة الجلوس" وحجم مماثل لحجم الأرض.

ابتداء من المنزل
وحتى الآن، تم العثور على كوكب واحد فقط يلبي جميع هذه المتطلبات، وهو يبعد عنا 490 سنة ضوئية (يُسمى Kepler 186f). إن الرحلة إلى نظام شمسي آخر غير ممكنة، على الأقل في الوقت الحالي. لكن علماء الأحياء الفلكية لا ييأسون: لماذا تذهب إلى هذا الحد إذا كان بإمكانك البدء في البحث في المنزل؟ ومن أجل توسيع الاحتمالات لتشمل كواكب أخرى قد تكون بها حياة، نبحث اليوم عن كائنات "مجنونة" تسمى "إكستريموفيلز"، أي المتحمسون المتطرفون. لا، نحن لا نتحدث عن القفز بالمظلات وعشاق سيارات السباق، ولكن أولئك الذين يعيشون على الأرض في ظروف قاسية تمامًا - البكتيريا. هناك بكتيريا تعيش في الينابيع المعدنية عند درجة حرارة 112 درجة، وفي الأنهار الجليدية في القارة القطبية الجنوبية عند عشرين درجة تحت الصفر؛ تعيش الكائنات الموجودة في قاع المحيط أو في آبار النفط تحت ضغط هائل يزيد عن ألف ضغط جوي؛ حتى أنه تم اكتشاف كائنات وحيدة الخلية في حاويات النفايات المشعة! حتى بحرنا الميت، المسمى ببحر الموت، يعج في الواقع بالحياة وحيدة الخلية.
فما رأيك؟ هل ستهبط سفينة فضائية يومًا ما على الأرض وستتصافحنا مخلوقات خضراء ودودة، أو ربما نكون مميزين حقًا في هذا الكون الفسيح بأكمله؟ من المؤكد أنه لا يوجد مجال يلتقي فيه الخيال العلمي والعلم الحقيقي مثل مجال دراسة الحياة خارج كوكب الأرض - علم الأحياء الفلكي.

هل كنت تعلم

يطلق علماء الفلك على الأرض بمودة اسم "الذهب". تذكر المعتدل والدببة الثلاثة؟ الشخص الذي لا يحب البرودة الشديدة أو الحرارة الشديدة، الصغيرة جدًا أو الكبيرة جدًا؟ فالأرض ليست قريبة جدًا من الشمس مثل عطارد - حيث يتبخر الماء، أو بعيدة جدًا مثل المريخ - حيث يتجمد الماء.

هل كنت تعلم

"إذا كانت هناك بالفعل حياة ذكية في الكون، فأين هي؟" سأل الفيزيائي إنريكو فيرمي في الخمسينيات. ويزعم مفارقة فيرمي - بعد حساب رياضي - أنه لو كانت هناك حضارة تكنولوجية على كوكب آخر في المجرة، فلا بد أنها وصلت إلى الأرض منذ زمن طويل.

هل تريد قراءة المزيد؟ للحصول على مجلة جاليليو شابة كهدية

قم بزيارة صفحتنا على الفيسبوك