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 حياة، فستكون على كوكب المريخ، فهو كوكب مشابه جدًا للأرض: درجة الحرارة هناك أقل من درجة الحرارة على الأرض، ولكن ليس إلى حد كبير - في المكان الأكثر سخونة. وفي أشد الأيام حرارة ترتفع درجات الحرارة إلى 25 درجة في منتصف الليل؛ وفي أبرد مكان تنخفض درجة الحرارة إلى 100 درجة تحت الصفر، علاوة على ذلك، هناك يوم 24 ساعة على المريخ؛
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 غلافها الجوي مختلف، ولكن حتى لو كان يحتوي على كمية أقل من الأكسجين فإنه لا يزال غير حاسم لوجود الحياة. في السنوات الأولى من وجود الحياة على الأرض، لم يكن الأكسجين حرا وكانت الكميات المتاحة من كان الأكسجين أقل، ومع ذلك كانت الحياة البدائية موجودة هنا".
الأساطير حول الأشخاص الخضر الذين يعيشون على المريخ نفىها الشعرة تمامًا. "جميع النتائج العلمية تشير إلى أنه لا يوجد شيء من هذا القبيل. لا يمكن للإنسان أن يتواجد على المريخ، ولكن يمكن لكائن آخر أن يتواجد فيه. ويمكن التقدير أنه حتى لو تم العثور على الحياة، فلن تكون أكثر تعقيدا من البكتيريا أو الفيروس. إذا فإذا تم العثور على كائن أكثر تعقيدًا، فستكون مفاجأة عظيمة".

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 نتيجة عمل لمدة عام وتشمل صور ناسا، بما في ذلك صور 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: "الماء هو أهم عنصر للحياة وبدونه لن توجد كائنات حية. كنا نعتقد في الماضي أن الشمس والأكسجين هما أيضا المصدر الوحيد للحياة، لكننا اكتشفنا، على سبيل المثال، البكتيريا التي يمكنهم العيش بدون الأكسجين الذي يقتلهم في الواقع، كما تم دحض الافتراض القائل بأن الشمس ضرورية لخلق الحياة. اكتشفنا في أعماق البحر أن هناك كائنات حية يمكن أن توجد في الظلام وتحصل على الطاقة والمواد المغذية. من الانفجارات البركانية في قاع المحيطات الكائنات الحية التي تعيش على كواكب أخرى، والتي تحتاج إلى شيء آخر غير الماء، على سبيل المثال، الأمونيا أو الميثان، ولكن علينا أن نبدأ من نقطة بداية ما.

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 الصخور والمياه وربما الحياة من المريخ. لا توجد خطة واضحة بعد، لكن ذلك سيحدث في وقت ما بين السنوات العشر إلى الخمس عشرة القادمة."

ومع ذلك، كما يقول، فإن المهمة إلى المريخ لن تكون بسيطة. "من أجل الوصول إلى مقومات الحياة، سيكون من الضروري الحفر. الماء لا يوجد على سطح المريخ، بل بداخله. الضغط الجوي على المريخ منخفض مقارنة بالأرض، وعندما يظهر الماء على السطح المريخ يتسبب في تبخره وتجميده بشكل فوري، ونتوقع أنه على عمق متر واحد إلى 100 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 آلاف السنين ثم سقط على الأرض، وكان بداخله قطع صغيرة من مادة مغناطيسية تشبه المادة المغناطيسية الموجودة في البكتيريا الموجودة على الأرض، لكن حجم الحبيبات كان أصغر بكثير. وهذا الحجم والنوع من النيزك الحبوب غير موجودة 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، وحتى حياة بدائية، فهذا يعني أننا سنجد على الأقل حياة بسيطة في كل ركن من أركان الكون. ما نتعلمه من نظرية التطور هو أن كل شكل من أشكال الحياة الموجودة يتطور في الاتجاه من التعقيد والذكاء بحيث لا يكون هذا الاكتشاف نهاية الأمر، فإذا لم نجد الحياة على المريخ، فإن المعنى بالنسبة لنا هو 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 على 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 يبلغ سمكها عشرات الكيلومترات. التحدي هو محاولة الوصول إلى أوروبا والحفر حتى عمق 100 كيلومتر. لذلك، نعتقد أن هناك محيطًا كبيرًا يمكن أن تكون درجة حرارة الماء مماثلة لدرجة حرارة الماء في قاع محيطات الأرض ، وهي مساحة واسعة للحياة.

"صحيح أن هناك مشكلة الظلام في قاع المحيطات، ولكن على الرغم من ذلك، لا تزال الحياة موجودة. وهكذا وجدنا في المحيط الهادئ أن هناك كائنات حية في الأعماق 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 الحرارة على النجوم العادية -في أبرد جزء من النجم- إلى 2,226 درجة مئوية، وهي درجة حرارة عالية بحيث لا يمكن بناء سوى أبسط الجزيئات عليها. وفي الكواكب، تكون درجة الحرارة أكثر معقولية، وفي الكواكب وفي كثير من الحالات تكون درجة الحرارة أقل من 526 درجة، وهذا هو 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 من ذلك هو أن نعرف أن العملية التي تبني كواكب مثل المشتري تؤدي في نفس الوقت إلى بناء كواكب من نوع الأرض. وحقيقة أن هناك 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 300 مرة من حيث الضوء وأقل XNUMX مرة من الكواكب من حيث الوزن. وبالتالي فإن تأثير جاذبية الكواكب أضعف بكثير. ومن الصعب اكتشافهم 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، كان هناك تغيير في موقف مجتمع العلماء في مجالنا تجاه عامة الناس. واليوم هناك فهم في مجتمع الفيزياء الفلكية لأهمية الاستثمار في تعليم عامة الناس إن مستوى فهم العلوم في الولايات المتحدة ليس جيدًا وهو آخذ في التناقص. فتزايد الاهتمام بعالمنا والكون يمكن أن يزيد من اهتمام الجمهور بالفيزياء والرياضيات. علاوة على ذلك، يجب ألا ننسى أن من يموله كبيرًا جزء من البحث في مجال الفيزياء الفلكية هو دافع الضرائب، ويجب أن نعطيه شيئًا في المقابل".

حاييم هاندوكر، هآرتس، نيويورك