لقد مر 30 عامًا منذ أن عثرت مجموعة من العلماء بقيادة كارل ساجان على دليل على وجود الحياة على الأرض باستخدام بيانات من أدوات على متن مسبار غاليليو الفضائي التابع لناسا، ولم يكن هذا ممكنًا إلا من خلال الجمع بين الأدوات مع تجاهل المعرفة الموجودة.
بقلم: غاريث دوريان، زميل باحث دكتوراه في علوم الفضاء، جامعة برمنغهام
الأرض والقمر كما صورهما مسبار غاليليو من مسافة 6 ملايين كيلومتر
لقد مر 30 عامًا منذ أن عثرت مجموعة من العلماء بقيادة كارل ساجان على دليل على وجود الحياة على الأرض باستخدام بيانات من أدوات على متن مسبار غاليليو الفضائي التابع لناسا. نعم، لقد قرأت ذلك بشكل صحيح، ومن بين لآلئ حكمته العديدة، اشتهر ساجان بقوله هذا العلم إنها أكثر من مجرد مجموعة من المعرفة - إنها طريقة تفكير.
وبعبارة أخرى، فإن الطريقة التي يتبعها البشر في اكتشاف المعرفة الجديدة لا تقل أهمية عن المعرفة نفسها. ومن هذا المنطلق، كانت الدراسة مثالاً على "تجربة المراقبة" - وهي جزء مهم من المنهج العلمي. ومن بين أمور أخرى، تدرس تجربة التحكم ما إذا كانت دراسة أو طريقة تحليل معينة قادرة على العثور على دليل على شيء نعرفه بالفعل.
نحن نفترض أن كائنات فضائية تقترب من الأرض وعلى متنها نفس الأدوات التي كانت على متن غاليليو، ونتساءل: إذا لم نكن نعرف شيئًا آخر عن الأرض، فهل سنكون قادرين على اكتشاف الحياة هنا بشكل لا لبس فيه، باستخدام هذه الأدوات فقط (التي لم يتم تصميمها في تقدم للعثور على الحياة )؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، فماذا يقول ذلك عن قدرتنا على اكتشاف الحياة في أي مكان آخر؟
تم إطلاق غاليليو في أكتوبر 1989 في رحلة مدتها ست سنوات نحو كوكب المشتري. كان عليه أولاً أن يقوم بعدة مدارات حول النظام الشمسي الداخلي، ويمر بالقرب من الأرض والزهرة، من أجل جمع السرعة الكافية للوصول إلى كوكب المشتري.
وفي منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أخذ العلماء عينات من التربة من بيئة صحراء أتاكاما الشبيهة بالمريخ في تشيلي، والمعروفة بإيواء الحياة الميكروبية. ثم استخدموا تجارب مشابهة لتلك التي استخدمتها مركبة فايكنغ الفضائية التابعة لناسا (المصممة لاكتشاف الحياة على المريخ عندما هبطوا هناك في السبعينيات) لمعرفة ما إذا كان من الممكن العثور على حياة في أتاكاما.
لقد فشلوا، مما يعني أنه لو هبطت مركبة فايكنغ الفضائية على الأرض في صحراء أتاكاما، وأجرت نفس التجارب التي قاموا بها على المريخ، فمن المحتمل أن يكونوا قد فاتتهم علامات الحياة، على الرغم من أنه كان معروفًا بوجودها.
اكتشافات غاليليو
تم تجهيز غاليليو بمجموعة متنوعة من الأدوات المصممة لدراسة الغلاف الجوي والبيئة الفضائية لكوكب المشتري وأقماره. وشملت هذه الكاميرات المراقبة، وأجهزة قياس الطيف (التي تحلل الضوء إلى أطوال موجية)، وتجربة الراديو.
ومن المهم الإشارة إلى أن مؤلفي الدراسة لم يفترضوا مسبقًا أي خصائص للحياة على الأرض، لكنهم حاولوا استخلاص استنتاجاتهم من البيانات فقط. اكتشف مطياف رسم الخرائط بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIMS) مياهًا غازية منتشرة في جميع أنحاء الغلاف الجوي للأرض، وجليدًا عند القطبين، ومساحات واسعة من المياه السائلة "بحجم المحيط". كما سجل درجات حرارة تتراوح بين -30 درجة مئوية إلى 18 درجة مئوية.
رؤية للحياة؟ حاليا لا. وخلصت الدراسة إلى أن اكتشاف الماء السائل ونظام الطقس القائم على دورة المياه أمر ضروري ولكنه غير كاف.
اكتشف NIMS أيضًا تركيزات عالية من الأكسجين والميثان في الغلاف الجوي للأرض، مقارنة بالكواكب الأخرى المعروفة. كلا هذين الغازين عبارة عن غازات شديدة التفاعل تتفاعل بسرعة مع المواد الكيميائية الأخرى وتتبدد خلال فترة زمنية قصيرة. والطريقة الوحيدة التي يمكن بها الحفاظ على مثل هذه التركيزات من هذه الأنواع هي تجديدها بشكل مستمر ببعض الوسائل - مما يعني مرة أخرى وجود الحياة، ولكن لا يثبت ذلك. وكشفت أجهزة أخرى على متن المركبة الفضائية عن وجود طبقة الأوزون التي تحمي السطح من الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس.
يمكن للمرء أن يتصور أن نظرة بسيطة إلى الكاميرا ستكون كافية لرؤية الحياة. لكن الصور أظهرت المحيطات والصحاري والغيوم والجليد والمناطق المظلمة في أمريكا الجنوبية والتي لا نعرف بالطبع أنها غابات مطيرة إلا بمعرفة مسبقة. ومع ذلك، إذا تم دمج بيانات القياس الطيفي، فسيتم الكشف عن امتصاص واضح للضوء الأحمر فوق المناطق المظلمة، وهو ما خلصت الدراسة إلى أنه "يشير بقوة" إلى امتصاص النباتات الضوئية للضوء. لم تكن هناك معادن معروفة قادرة على امتصاص الضوء بهذه الطريقة الدقيقة.
وكانت الصور ذات الدقة الأعلى التي تم التقاطها، كما حددتها هندسة الانتقال، لصحاري وسط أستراليا والصفائح الجليدية في القطب الجنوبي. لذلك لم تظهر أي من الصور الملتقطة مدنًا أو أمثلة واضحة للزراعة. ومرت المركبة الفضائية أيضًا بالقرب من الأرض في أقرب مسافة لها خلال النهار، لذلك لم تكن أضواء المدينة مرئية أيضًا في الليل.
الأكثر إثارة للاهتمام كانت تجربة موجة الراديو البلازما. الكون مليء بالانبعاثات الراديوية الطبيعية، ولكن معظمها عبارة عن شريط. أي أن البث من مصدر طبيعي معين يحدث عبر ترددات عديدة. ومن ناحية أخرى، يتم إنتاج مصادر الراديو الاصطناعية في نطاق ضيق: ومن الأمثلة اليومية على ذلك الضبط الدقيق للراديو التناظري المطلوب للعثور على محطة وسط ضوضاء الخلفية.
يمكن سماع أدناه مثال على انبعاث الراديو الطبيعي من الشفق القطبي في الغلاف الجوي لكوكب زحل. يتغير التردد بسرعة - على عكس محطة الراديو.
[ملف صوتي]
اكتشف غاليليو انبعاثًا راديويًا ثابتًا ضيق النطاق من الأرض بترددات ثابتة. وخلصت الدراسة إلى أن هذا لا يمكن أن يأتي إلا من الحضارة التكنولوجية، ولم يتم اكتشافه إلا في القرن الماضي. ولو كانت مركبتنا الفضائية الفضائية قد قامت بمرور مماثل بالقرب من الأرض في أي وقت خلال مليارات السنين قبل القرن العشرين، فإنها لم تكن لتجد أي دليل لا لبس فيه على وجود أي حضارة على الأرض على الإطلاق.
لذلك ليس من المستغرب أنه حتى الآن لم يتم العثور على أي دليل على وجود حياة خارج كوكب الأرض. وحتى المركبة الفضائية التي تطير على بعد آلاف الكيلومترات فقط من الحضارة الإنسانية على الأرض لن تكتشفها بالضرورة. ولذلك فإن تجارب المراقبة هذه تعتبر حاسمة في توجيه البحث عن الحياة في أماكن أخرى.
وفي العصر الحالي اكتشفت البشرية حتى الآن أكثر من 5,000 كوكب يدور حول نجوم أخرى، بل واكتشفنا وجود الماء في أجواء بعض الكواكب. تظهر تجربة ساجان أن هذه الاكتشافات ليست كافية في حد ذاتها.
إن التوصل إلى استنتاج مؤكد بشأن وجود حياة على كوكب آخر يتطلب مجموعة من الأدلة المتداعمة، مثل امتصاص الضوء عن طريق عمليات شبيهة بعملية التمثيل الضوئي، والانبعاث الراديوي ضيق النطاق، ودرجات الحرارة والطقس المعتدلين، والآثار الكيميائية في الغلاف الجوي التي يصعب تحديدها. شرح بالوسائل غير البيولوجية. ومع دخولنا عصر الأدوات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي، فإنه يظل على نفس القدر من الأهمية كما كان قبل 30 عامًا.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
الردود 4
ولا أعلم إذا كان هناك تفسير لكميات الأكسجين الموجودة في الغلاف الجوي للأرض غير الحياة. وهذا بالطبع هو المصدر، ولكن حتى لو افترضنا مصدرًا غير حيوي مع مرور الوقت، فسوف يتحد الأكسجين مع مواد أخرى. إن غاز الميثان يشكل أيضاً مشكلة كبيرة في غياب الحياة، وكميته كبيرة جداً، لذا فلابد من وجود مصدر مهم للإمدادات غير الحيوية. فهل لدى أحد أي اقتراحات؟
إذا تم اكتشاف كوكب يحتوي على الأكسجين والميثان في جو حي، فهذا هو الاقتراح المعقول طالما لا يوجد تفسير معقول آخر
كارل ساجان - الرجل والأسطورة! المسلسل التلفزيوني كوزموس مذهل.
كائنات فضائية؟ في غزة وهم قساة جدا، والأجانب.
مقال مثير للاهتمام للغاية، يبعث على الحنين إلى كارل ساجان وسلسلته الرائعة. (يجب تصحيح الجملة الأخيرة، فقد خرجت مفقودة وغير مفهومة - ما الذي بقي على نفس القدر من الأهمية كما كان قبل 30 عاما؟)