من المريخ إلى المشتري والعودة

لن يتم العثور على الأشخاص الخضر هناك، ولكن في المستقبل غير البعيد سيكون من الممكن الإجابة على سؤال ما إذا كانت هناك حياة خارج الأرض. مايكل شعارا، رئيس قسم الفيزياء الفلكية في متحف التاريخ الطبيعي في نيويورك، متأكد من ذلك

  
صورة لقطب المريخ تظهر وجود الجليد عليه. من الممكن أنه في الماضي كان هناك ماء سائل على الكوكب

في غضون عشر سنوات، يعتقد مايكل شعارا، أنه سيكون من الممكن الإجابة على سؤال ما إذا كانت هناك حياة خارج الأرض. وبعد تفكير ثانٍ، يتحدث عن فترة تصل إلى 15 عامًا، سيتم خلالها العثور على إجابة لأحد الأسئلة التي حيرت البشرية لأجيال.

يقول شعارا، رئيس قسم الفيزياء الفلكية في متحف التاريخ الطبيعي في نيويورك، والمسؤول عن الجانب البحثي في ​​القبة السماوية الرائعة التي افتتحت قبل نحو عامين، إن «الجهد يتجه الآن نحو كوكب المريخ». إذا كانت هناك فرصة للعثور على الحياة، فستكون على المريخ. إنه كوكب يشبه إلى حد كبير الأرض: درجة الحرارة هناك أقل من درجة الحرارة على الأرض، ولكن ليس إلى حد كبير - في المكان الأكثر سخونة، في اليوم الأكثر سخونة، ترتفع درجات الحرارة إلى 25 درجة؛ وفي منتصف الليل، في أبرد مكان، تنخفض درجة الحرارة إلى 100 درجة تحت الصفر. علاوة على ذلك، هناك 24 ساعة في اليوم على المريخ؛ لديه القوة
شعر. "المهمة لن تكون سهلة"

الجذب كبير، وإن كان أضعف أيضًا من الأرض؛ وهناك دلائل على وجود الماء على المريخ، وهو بالنسبة لنا علامة على الحياة.

"صحيح أن غلافه الجوي مختلف، ولكن حتى لو كان يحتوي على كمية أقل من الأكسجين، فإنه لا يزال غير حاسم لوجود الحياة. وفي السنوات الأولى من وجود الحياة على الأرض لم يكن الأكسجين حرا وكانت الكميات المتاحة من الأكسجين أقل، ومع ذلك وجدت حياة بدائية هنا".
الأساطير حول الأشخاص الخضر الذين يعيشون على المريخ نفىها الشعرة تمامًا. "كل النتائج العلمية تظهر أنه لا يوجد شيء من هذا القبيل. لا يمكن للإنسان أن يتواجد على المريخ، لكن يمكن لكائن آخر أن يتواجد. ويمكن التقدير أنه حتى لو تم العثور على الحياة، فإنها لن تكون أكثر تعقيدا من البكتيريا أو الفيروس. وإذا تم العثور على كائن أكثر تعقيدا، فستكون مفاجأة كبيرة".

يعمل شعارا كمستشار محترف رئيسي لفريق مكون من مائة من العلماء وأفراد الإنتاج وفناني الجرافيك وأخصائيي الكمبيوتر الذين يقدمون حاليًا عرضًا نجميًا جميلًا، الكلمة الأخيرة في مجال البحث، في القبة السماوية بنيويورك، حول كائنات خارج كوكب الأرض. حياة.
هذه النتائج هي ثمرة عمل لمدة عام، وتتضمن صورًا لوكالة ناسا، بما في ذلك صورًا من المركبة الفضائية باثفايندر وتلسكوب هابل الفضائي.

يأخذ العرض ثلاثي الأبعاد المثير للإعجاب، مصحوبًا بسرد للممثل السينمائي هاريسون فورد، المشاهد في رحلة عبر النجوم في ظروف شبه محاكاة ويعرض النقاط الرئيسية لأحدث الأبحاث بلغة بسيطة يمكن للبالغين والأطفال فهمها. في غضون دقائق، اقفز من الأرض إلى المريخ، ومن هناك إلى كوكب المشتري وقمره أوروبا، واترك مجرة ​​درب التبانة وحتى شاهد ولادة النجوم.

افتتحت القبة السماوية في نيويورك بعد تجديدها قبل نحو عامين، بعد استثمار 210 ملايين دولار فيها. لكن هذا المتحف ليس مجرد عمل للأطفال. وجزء منها عبارة عن معهد بحث علمي يعمل فيه حوالي 200 عالم ويدرس هناك طلاب للحصول على درجة الماجستير والثالثة وما بعد الدكتوراه.

وبحسب شعارا، عندما يبحث الباحثون عن الفضاء في الكون فإنهم يركزون على العثور على الماء على النجوم. ويقول: "إن الماء هو أهم عنصر في الحياة، وبدونه لا توجد كائنات حية. وفي الماضي كنا نظن أيضاً أن الشمس والأكسجين هما المصدر الوحيد للحياة، لكننا اكتشفنا مثلاً بكتيريا يمكنها العيش بدون الأكسجين، وهو ما يقتلها فعلياً. كما أن الافتراض بأن الشمس ضرورية لخلق الحياة قد تم زيفه أيضًا. اكتشفنا في أعماق البحار أن هناك كائنات حية يمكن أن تتواجد في الظلام وتحصل على الطاقة والمواد المغذية من الانفجارات البركانية في قاع المحيطات. ومن الممكن أيضًا أن تكون هناك كائنات حية تعيش على كواكب أخرى وتحتاج إلى شيء آخر غير الماء، مثل الأمونيا أو الميثان. لكن علينا أن نبدأ من نقطة البداية".

ويضيف شعارا أنه في العقد المقبل، سيتم إرسال الأقمار الصناعية ومن ثم مختبرات يديرها بشر أو روبوتات ستجلب عينات من المريخ. "سنكون قادرين على جلب الحجارة والمياه وربما الحياة من المريخ. لا توجد خطة واضحة بعد، لكن ذلك سيحدث في وقت ما بين السنوات العشر إلى الخمس عشرة المقبلة".

ومع ذلك، كما يقول، فإن المهمة إلى المريخ لن تكون بسيطة. "للوصول إلى إمكانات الحياة، سيكون من الضروري الحفر. الماء لا يوجد على سطح المريخ بل بداخله. الضغط الجوي على المريخ منخفض مقارنة بالأرض، وعندما تظهر المياه على سطح المريخ فإنها تسبب تبخرها وتجمدها بشكل فوري. ونتوقع أنه على عمق يتراوح بين متر واحد و100 متر سنتمكن من العثور على أنهار من الماء وربما تحتوي على بكتيريا أو كائنات أكثر تعقيدا".

وهناك مؤشر آخر على احتمال وجود حياة على المريخ يأتي من نيزك عثر عليه في القارة القطبية الجنوبية عام 1994 ويقدر الباحثون أنه جاء من المريخ. عمر النيزك مليارات السنين. "ظل النيزك في الفضاء لآلاف السنين ثم سقط على الأرض. وكان بداخلها قطع صغيرة من مادة مغناطيسية تشبه المادة المغناطيسية الموجودة داخل البكتيريا على الأرض، لكن حجم الحبيبات كان أصغر بكثير. لا يوجد مثل هذا الحجم ونوع الحبوب في البكتيريا على الأرض.
وفي تقديرنا أن النيزك جاء من المريخ لأن نسب النظائر الموجودة عليه تختلف عن أي حجر على الأرض وهو مشابه لما نقدره على المريخ. هذا الاكتشاف يشعل الخيال. وهذا يعني أنه قد تكون هناك بكتيريا على المريخ".

حتى لو وجدت بكتيريا على المريخ، فهل يستحق الجهد المالي والبحثي ذلك؟

"إذا وجدنا حياة على المريخ، ولو حياة بدائية، فهذا يعني أننا سنجد على الأقل حياة بسيطة في كل ركن من أركان الكون. وما نتعلمه من نظرية التطور هو أن كل شكل من أشكال الحياة الموجودة يتطور في اتجاه التعقيد والذكاء بحيث لا تكون هذه النتيجة نهاية الأمر. إذا لم نجد حياة على المريخ، فهذا يعني بالنسبة لنا أن الحياة شيء نادر، وما يحدث على الأرض غير عادي مقارنة بالكون بأكمله".

أين يبحث المجتمع العلمي عن الحياة؟

"المكان التالي الذي نبحث فيه عن الحياة هو قمر المشتري المسمى أوروبا. الميزة التي يتمتع بها أوروبا على المريخ هي أن هذا القمر بأكمله عبارة عن بحر. هذا البحر مغطى بطبقة كبيرة من الجليد يصل سمكها إلى عشرات الكيلومترات. ويتمثل التحدي في محاولة الوصول إلى أوروبا والحفر حتى عمق 100 كيلومتر. لذلك، نعتقد أن هناك محيطًا كبيرًا هناك. ويمكن أن تكون درجة حرارة الماء مشابهة لدرجة حرارة الماء في قاع المحيطات على الأرض، وهي مساحة واسعة للحياة.

"هناك بالفعل مشكلة الظلام في قاع المحيطات، ولكن على الرغم من ذلك، لا تزال الحياة موجودة. وهكذا وجدنا في المحيط الهادئ أن هناك كائنات حية في العمق عندما يكون الظلام في كل مكان. ومصدر الطاقة هو الانفجارات البركانية الصغيرة التي تكون في قاع البحار وتنبعث منها حرارة ومواد عضوية تستخدم كغذاء للكائنات الحية التي تعيش في البحر".

ويقول شعارا إن مشكلة البحث عن الحياة في أوروبا هي أن المسافة التي يبعدها عن الأرض تبلغ خمسة أضعاف مسافة كوكب المريخ. إذا كانت الرحلة إلى المريخ تستمر ثمانية أشهر، فإن الرحلة إلى كوكب المشتري تستمر حوالي خمس سنوات. هناك بالفعل خطط لإرسال مركبة فضائية للهبوط على أوروبا، لكنها ليست حقيقية في هذه المرحلة. تشير التقديرات إلى أن هذا سيحدث خلال 25-20 سنة.

ووفقا له، في العقدين المقبلين، ستزداد قدرة الإنسان على استكشاف اتساع الكون. وهكذا، على سبيل المثال، بمساعدة تلسكوب فضائي جديد يسمى TPT، سيكون من الممكن العثور على كواكب من نوع الأرض بسهولة أكبر. ومن المتوقع إطلاق التلسكوب الجديد في عام 2020، وسيمكن من رؤية الكواكب أفضل بمليون مرة من تلسكوب هابل. يتمتع التلسكوب بدقة عالية جدًا وقدرة على اكتشاف الكواكب ذات الإضاءة المنخفضة.

لماذا يمكن أن توجد الحياة فقط على الكواكب وليس على النجوم العادية؟

"تصل درجة حرارة النجوم العادية - في أبرد جزء من النجم - إلى 2,226 درجة مئوية، وهي درجة حرارة عالية بحيث لا يمكن بناء سوى أبسط الجزيئات عليها. وعلى الكواكب تكون درجة الحرارة أكثر معقولية، وفي كثير من الحالات تكون أقل من 526 درجة، وهو الشرط لإجراء عملية كيميائية وبناء جزيء معقد".

والسؤال الحاسم التالي بالنسبة لنا، كما يقول شعارا، هو ما إذا كانت هناك كواكب أخرى في الكون -بخلاف تلك الموجودة في نظامنا الشمسي- تتحرك حول الشمس. الجواب نعم. حتى عام 1995 لم نكن نعرف ما إذا كانت هناك كواكب خارج نظامنا الشمسي. ومنذ عام 1995، اكتشف علماء الفيزياء الفلكية نحو 80 كوكبا، معظمها بحجم كوكب المشتري، بل وأكبر منه، تتحرك حول نجوم شبيهة بالشمس، والتي تبعد عنا ما يصل إلى 100 سنة ضوئية. واليوم، يتم اكتشاف كوكب جديد كل أسبوع تقريبًا. الكواكب الثمانون ليس لديها إمكانية للحياة لأنها، مثل كوكب المشتري، عبارة عن عمالقة غازية تتكون في معظمها من الهيدروجين والهيليوم. ومع ذلك، فمن الممكن أن بعض الكواكب الموجودة في الكون لديها الظروف التي يمكن أن تتطور عليها الحياة، أو ربما بعض الكواكب لديها أقمار يمكن أن تكون لها ظروف الحياة مثل القمر أوروبا.

"لكن الأهم أن نعرف أن العملية التي تبني كواكب مثل المشتري في نفس الوقت تبني كواكب من نوع الأرض. وحقيقة وجود العديد من الكواكب الشبيهة بالمشتري في الكون تعني أن هناك فرصة كبيرة للعثور على كواكب من نوع الأرض. ولم نكتشفها حتى اليوم لأنها أصغر بكثير. فهي أضعف مائة مرة من حيث الضوء وأقل 300 مرة من السيفاس من حيث الوزن. ولهذا السبب فإن تأثير جاذبية الكواكب أضعف بكثير، ومن ثم يصعب اكتشافها من الأرض".

شعارا، الذي عمل لمدة 17 عامًا في جامعة جونز هوبكنز قبل أن يتولى منصبه الحالي وكان مشاركًا في تلسكوب هابل الفضائي، حصل على الدكتوراه في جامعة تل أبيب بين عامي 1977-1973 مع البروفيسور جيورا شبيب، الذي يعمل الآن في التخنيون. وهو يتحدث العبرية بطلاقة ويواصل زيارة إسرائيل كل عام تقريبًا.

أليس حقيقة أنك بذلت الكثير من الجهد في القبة السماوية التي توفر الترفيه العلمي للجماهير مضيعة لوقت العالم؟

"في السنوات العشر الماضية حدث تغيير في موقف مجتمع العلماء في مجالنا تجاه عامة الناس. يوجد اليوم فهم في مجتمع الفيزياء الفلكية لأهمية الاستثمار في تعليم عامة الناس. مستوى فهم العلوم في الولايات المتحدة ليس جيدًا وهو في انخفاض. إن الاهتمام المتزايد بعالمنا والكون يمكن أن يزيد من اهتمام عامة الناس بالفيزياء والرياضيات. علاوة على ذلك، يجب ألا ننسى أن من يمول جزءًا كبيرًا من الأبحاث في مجال الفيزياء الفلكية هو دافع الضرائب، وعلينا أن نعطيه شيئًا في المقابل".

حاييم هاندوكر، هآرتس، نيويورك