كيف تبدو الحياة على الكواكب الأخرى. ما مدى احتمالية الحياة على الكواكب الأخرى؟ تمثال من الحجر الرملي
وتتوقع وكالة ناسا أننا سوف نجد حياة خارج كوكبنا، وربما خارج نظامنا الشمسي، في وقت مبكر من هذا القرن. لكن أين؟ كيف ستكون هذه الحياة؟ هل سيكون من الحكمة التواصل مع الأجانب؟ سيكون البحث عن الحياة أمرًا صعبًا، لكن البحث عن إجابات لهذه الأسئلة يمكن، من الناحية النظرية، أن يستغرق وقتًا أطول. فيما يلي عشر نقاط تتعلق بطريقة أو بأخرى بالبحث عن حياة خارج كوكب الأرض.
وتعتقد وكالة ناسا أنه سيتم اكتشاف الحياة خارج كوكب الأرض في غضون 20 عاما
يقول مات ماونتن، مدير معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور:
"تخيل اللحظة التي يستيقظ فيها العالم ويدرك الجنس البشري أنه لم يعد وحيدا في المكان والزمان. لدينا القدرة على تحقيق اكتشاف من شأنه أن يغير العالم إلى الأبد.
وباستخدام التكنولوجيا الأرضية والفضائية، يتوقع علماء ناسا أننا سوف نجد حياة خارج كوكب الأرض في مجرة درب التبانة خلال العشرين سنة القادمة. تم إطلاق تلسكوب كيبلر الفضائي في عام 2009، وقد ساعد العلماء في العثور على آلاف الكواكب الخارجية (كواكب خارج النظام الشمسي). يرصد كيبلر وجود كوكب عند مروره أمام نجمه، مما يتسبب في انخفاض طفيف في سطوع النجم.
واستنادا إلى بيانات كيبلر، يعتقد علماء ناسا أن 100 مليون كوكب في مجرتنا وحدها يمكن أن تكون موطنا للحياة خارج كوكب الأرض. ولكن فقط مع بدء تشغيل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (المقرر إطلاقه في عام 2018)، ستكون لدينا الفرصة الأولى لاكتشاف الحياة على الكواكب الأخرى بشكل غير مباشر. سيبحث تلسكوب ويب عن الغازات الموجودة في أجواء الكواكب والتي تولدها الحياة. الهدف النهائي هو العثور على الأرض 2.0، توأم كوكبنا.
الحياة خارج كوكب الأرض قد لا تكون ذكية
سيبحث تلسكوب ويب وخلفاؤه عن البصمات الحيوية في أجواء الكواكب الخارجية، وتحديدًا الماء الجزيئي والأكسجين وثاني أكسيد الكربون. ولكن حتى لو تم اكتشاف البصمات الحيوية، فإنها لن تخبرنا ما إذا كانت الحياة على كوكب خارج المجموعة الشمسية ذكية أم لا. قد تكون الحياة الغريبة كائنات وحيدة الخلية مثل الأميبا، وليست كائنات معقدة يمكنها التواصل معنا.
نحن أيضًا مقيدون في بحثنا عن الحياة بسبب تحيزاتنا وافتقارنا إلى الخيال. نحن نفترض أنه لا بد من وجود حياة قائمة على الكربون مثلنا، ويجب أن يكون ذكاؤها مشابهًا لذكاءنا. وفي تفسير هذا الفشل في التفكير الإبداعي، تقول كارولين بوركو من معهد علوم الفضاء: "لا يبدأ العلماء بالتفكير في أشياء مجنونة ولا تصدق تمامًا إلا بعد أن تجبرهم بعض الظروف على ذلك".
يعتقد علماء آخرون مثل بيتر وارد أن الحياة الفضائية الذكية ستكون قصيرة الأجل. يعترف وارد بأن الأنواع الأخرى قد تعاني من الاحتباس الحراري والاكتظاظ السكاني والمجاعة والفوضى في نهاية المطاف التي ستدمر الحضارة. ويعتقد أن نفس الشيء ينتظرنا.
حاليًا، المريخ بارد جدًا بحيث لا يدعم الماء السائل والحياة. لكن مركبات "أبورتيونيتي" و"كيوريوسيتي" التابعة لناسا، والتي قامت بتحليل الصخور على المريخ، أظهرت أنه قبل أربعة مليارات سنة كان الكوكب يحتوي على مياه عذبة وطين يمكن أن تزدهر فيه الحياة.
مصدر آخر محتمل للمياه والحياة هو ثالث أعلى بركان على سطح المريخ، أرسيا مونس. قبل 210 مليون سنة، اندلع هذا البركان تحت نهر جليدي ضخم. تسببت حرارة البركان في ذوبان الجليد، وتشكيل بحيرات في النهر الجليدي، مثل الفقاعات السائلة في مكعبات الثلج المجمدة جزئيًا. ربما كانت هذه البحيرات موجودة لفترة كافية لتكوين الحياة الميكروبية.
من الممكن أن تتمكن بعض أبسط الكائنات الحية على الأرض من البقاء على قيد الحياة على المريخ اليوم. على سبيل المثال، تستخدم مولدات الميثان الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الميثان ولا تتطلب الأكسجين أو العناصر الغذائية العضوية أو الضوء. إنها طرق للنجاة من التغيرات في درجات الحرارة مثل تلك الموجودة على المريخ. لذلك عندما اكتشف العلماء غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ عام 2004، افترضوا أن مولدات الميثان كانت تعيش بالفعل تحت سطح الكوكب.
عندما نذهب إلى المريخ، قد نلوث بيئة الكوكب بالكائنات الحية الدقيقة القادمة من الأرض. وهذا يثير قلق العلماء لأنه قد يعقد مهمة العثور على أشكال الحياة على المريخ.
تخطط ناسا لإطلاق مهمة في عشرينيات القرن الحالي إلى أوروبا، أحد أقمار كوكب المشتري. ومن بين الأهداف الرئيسية للمهمة هو تحديد ما إذا كان سطح القمر صالحًا للسكن وتحديد المواقع التي يمكن أن تهبط فيها المركبات الفضائية المستقبلية.
بالإضافة إلى ذلك، تخطط ناسا للبحث عن حياة (ربما ذكية) تحت طبقة الجليد السميكة في أوروبا. وفي مقابلة مع صحيفة الغارديان، قالت الدكتورة إلين ستوفان، كبيرة العلماء في وكالة ناسا: "نحن نعلم أن هناك محيطًا تحت هذه القشرة الجليدية. تخرج الرغوة المائية من الشقوق الموجودة في المنطقة القطبية الجنوبية. توجد بقع برتقالية على كامل السطح. ما هذا بعد كل شيء؟
ستقوم المركبة الفضائية التي ستذهب إلى أوروبا بعدة رحلات حول القمر أو ستبقى في مداره، وربما تدرس أعمدة الرغوة في المنطقة الجنوبية. سيسمح هذا للعلماء بجمع عينات من الجزء الداخلي لأوروبا دون الهبوط الخطير والمكلف للمركبة الفضائية. ولكن يجب على أي مهمة التأكد من حماية السفينة وأجهزتها من البيئة المشعة. تريد وكالة ناسا أيضًا ألا نلوث أوروبا بالكائنات الحية الأرضية.
حتى الآن، كان العلماء محدودين من الناحية التكنولوجية في بحثهم عن الحياة خارج نظامنا الشمسي. يمكنهم فقط البحث عن الكواكب الخارجية. لكن علماء الفيزياء من جامعة تكساس يعتقدون أنهم وجدوا طريقة لاكتشاف الأقمار الخارجية (أقمار تدور حول كواكب خارجية) من خلال موجات الراديو. يمكن لطريقة البحث هذه أن تزيد بشكل كبير عدد الأجسام التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة والتي يمكن أن نجد عليها حياة خارج كوكب الأرض.
باستخدام المعرفة بموجات الراديو المنبعثة أثناء التفاعل بين المجال المغناطيسي لكوكب المشتري وقمره آيو، تمكن هؤلاء العلماء من استقراء الصيغ للبحث عن انبعاثات مماثلة من الأقمار الخارجية. ويعتقدون أيضًا أن موجات ألففين (تموجات البلازما الناتجة عن تفاعل المجال المغناطيسي للكوكب وقمره) يمكن أن تساعد أيضًا في اكتشاف الأقمار الخارجية.
في نظامنا الشمسي، تمتلك أقمار مثل يوروبا وإنسيلادوس القدرة على دعم الحياة، اعتمادًا على بعدها عن الشمس، وغلافها الجوي، واحتمال وجود الماء. ولكن مع ازدياد قوة تلسكوباتنا وبُعد نظرها، يأمل العلماء في دراسة أقمار مماثلة في أنظمة أخرى.
يوجد حاليًا كوكبان خارج المجموعة الشمسية مع أقمار خارجية محتملة صالحة للحياة: Gliese 876b (حوالي 15 سنة ضوئية من الأرض) وEpsilon Eridani b (حوالي 11 سنة ضوئية من الأرض). كلا الكوكبين عملاقان غازيان، مثل معظم الكواكب الخارجية التي اكتشفناها، لكنهما يقعان في مناطق يحتمل أن تكون صالحة للحياة. يمكن لأي أقمار خارجية على مثل هذه الكواكب أن يكون لديها القدرة على دعم الحياة.
حتى الآن، بحث العلماء عن حياة خارج كوكب الأرض من خلال النظر إلى الكواكب الخارجية الغنية بالأكسجين أو ثاني أكسيد الكربون أو الميثان. ولكن بما أن تلسكوب ويب سيكون قادرًا على اكتشاف مركبات الكلوروفلوروكربون المستنفدة للأوزون، يقترح العلماء البحث عن حياة ذكية خارج كوكب الأرض في مثل هذا التلوث "الصناعي".
وبينما نأمل في اكتشاف حضارة خارج كوكب الأرض لا تزال على قيد الحياة، فمن المحتمل أن نجد ثقافة منقرضة دمرت نفسها. يعتقد العلماء أن أفضل طريقة لمعرفة ما إذا كان كوكب ما قد شهد حضارة هو البحث عن الملوثات طويلة العمر (التي تبقى في الغلاف الجوي لعشرات الآلاف من السنين) والملوثات قصيرة العمر (التي تختفي في غضون عشر سنوات). . إذا اكتشف تلسكوب ويب الملوثات طويلة العمر فقط، فهناك احتمال كبير لاختفاء الحضارة.
هذه الطريقة لها حدودها. لا يستطيع تلسكوب ويب حتى الآن سوى اكتشاف الملوثات الموجودة على الكواكب الخارجية التي تدور حول الأقزام البيضاء (بقايا نجم ميت بحجم شمسنا). لكن النجوم الميتة تعني حضارات ميتة، لذلك قد يتأخر البحث عن الحياة الملوثة بشكل نشط حتى تصبح التكنولوجيا لدينا أكثر تقدما.
لتحديد الكواكب التي يمكن أن تدعم الحياة الذكية، يعتمد العلماء عادة نماذجهم الحاسوبية على الغلاف الجوي للكوكب في منطقته التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة. وقد أظهرت الأبحاث الحديثة أن هذه النماذج قد تشمل أيضًا تأثير المحيطات السائلة الكبيرة.
لنأخذ نظامنا الشمسي كمثال. تتمتع الأرض ببيئة مستقرة تدعم الحياة، لكن المريخ - الذي يقع على الحافة الخارجية للمنطقة الصالحة للسكن - هو كوكب متجمد. يمكن أن تتقلب درجات الحرارة على سطح المريخ بما يصل إلى 100 درجة مئوية. وهناك أيضًا كوكب الزهرة، الذي يقع ضمن المنطقة الصالحة للسكن وهو حار بشكل لا يطاق. لا يعتبر أي من الكوكبين مرشحًا جيدًا لدعم الحياة الذكية، على الرغم من أن كلاهما قد تسكنه كائنات دقيقة يمكنها البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية.
على عكس الأرض، لا يوجد في المريخ ولا الزهرة محيط سائل. ووفقا لديفيد ستيفنز من جامعة إيست أنجليا، فإن "المحيطات لديها إمكانات هائلة للتحكم في المناخ. وهي مفيدة لأنها تسمح لدرجات حرارة السطح بالاستجابة ببطء شديد للتغيرات الموسمية في التسخين الشمسي. وهي تساعد في الحفاظ على التغيرات في درجات الحرارة في جميع أنحاء الكوكب ضمن الحدود المقبولة.
ستيفنز واثق تمامًا من أننا بحاجة إلى تضمين المحيطات المحتملة في نماذج الكواكب التي تحتوي على حياة محتملة، وبالتالي توسيع نطاق البحث.
يمكن للكواكب الخارجية ذات المحاور المتذبذبة أن تدعم الحياة حيث لا تستطيع الكواكب ذات المحور الثابت مثل الأرض ذلك. وذلك لأن مثل هذه "العوالم الدوارة" لها علاقة مختلفة مع الكواكب المحيطة بها.
تدور الأرض والكواكب المجاورة لها حول الشمس في نفس المستوى. لكن العوالم الدوارة والكواكب المجاورة لها تدور بزوايا، مما يؤثر على مدارات بعضها البعض، بحيث يمكن للأولى أن تدور أحيانًا بحيث يكون قطبها مواجهًا للنجم.
من المرجح أن تحتوي مثل هذه العوالم على مياه سائلة على سطحها أكثر من الكواكب ذات المحور الثابت. وذلك لأن حرارة النجم الأم سوف تتوزع بالتساوي على سطح العالم غير المستقر، خاصة إذا كان قطبه مواجهًا للنجم. سوف تذوب القمم الجليدية للكوكب بسرعة، لتشكل محيطًا عالميًا، وحيثما يوجد محيط، توجد حياة محتملة.
في أغلب الأحيان، يبحث علماء الفلك عن الحياة على الكواكب الخارجية التي تقع ضمن المنطقة الصالحة للسكن لنجمهم. لكن بعض الكواكب الخارجية "غريبة الأطوار" تظل في المنطقة الصالحة للسكن لجزء من الوقت فقط. عندما تكون خارج المنطقة، يمكن أن تذوب أو تتجمد بعنف.
وحتى في ظل هذه الظروف، يمكن لهذه الكواكب أن تدعم الحياة. يشير العلماء إلى أن بعض أشكال الحياة المجهرية على الأرض يمكنها البقاء على قيد الحياة في ظروف قاسية - سواء على الأرض أو في الفضاء - البكتيريا والأشنات والجراثيم. يشير هذا إلى أن المنطقة الصالحة للسكن للنجم قد تمتد إلى أبعد بكثير مما كان يعتقد. سيتعين علينا فقط أن نتصالح مع حقيقة أن الحياة خارج كوكب الأرض لا يمكن أن تزدهر فحسب، كما هو الحال هنا على الأرض، ولكنها أيضًا تتحمل ظروفًا قاسية حيث يبدو أنه لا يمكن أن توجد حياة.
تتخذ وكالة ناسا نهجا جريئا في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض في عالمنا. كما أصبح مشروع البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض (SETI) طموحًا بشكل متزايد في محاولاته للاتصال بحضارات خارج كوكب الأرض. يريد SETI أن يذهب إلى ما هو أبعد من مجرد البحث وتتبع الإشارات خارج كوكب الأرض والبدء في إرسال الرسائل بشكل فعال إلى الفضاء لتحديد موقعنا بالنسبة للآخرين.
لكن الاتصال بكائنات فضائية ذكية قد يشكل مخاطر قد لا نتمكن من التعامل معها. حذر ستيفن هوكينج من أن الحضارة المهيمنة من المرجح أن تستخدم قوتها للتغلب علينا. هناك أيضًا حجة مفادها أن وكالة ناسا ومشروع SETI يتجاوزان الحدود الأخلاقية. يسأل عالم النفس العصبي غابرييل دي لا توري:
"هل يمكن أن يتخذ الكوكب بأكمله مثل هذا القرار؟ ماذا يحدث إذا تلقى شخص ما إشارتنا؟ فهل نحن مستعدون لهذا النوع من التواصل؟
يعتقد De la Torre أن عامة الناس يفتقرون حاليًا إلى المعرفة والتدريب اللازمين للتفاعل مع الكائنات الفضائية الذكية. تتأثر وجهة نظر معظم الناس بشكل خطير بالدين.
إن البحث عن حياة خارج كوكب الأرض ليس سهلاً كما يبدو
لقد تحسنت التكنولوجيا التي نستخدمها للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض بشكل كبير، لكن البحث لا يزال ليس بالسهولة التي نرغب فيها. على سبيل المثال، تعتبر التوقيعات الحيوية عمومًا دليلاً على الحياة، في الماضي أو الحاضر. لكن العلماء اكتشفوا كواكب هامدة لها أقمار هامدة لها نفس البصمات الحيوية التي نرى فيها عادةً علامات الحياة. وهذا يعني أن أساليبنا الحالية للكشف عن الحياة غالبًا ما تفشل.
بالإضافة إلى ذلك، قد يكون وجود الحياة على كواكب أخرى أمراً لا يصدق أكثر بكثير مما كنا نعتقد. النجوم القزمة الحمراء، وهي أصغر حجمًا وأكثر برودة من شمسنا، هي النجوم الأكثر شيوعًا في كوننا.
ولكن وفقًا لأحدث المعلومات، قد يكون الغلاف الجوي للكواكب الخارجية الموجودة في المناطق الصالحة للحياة للأقزام الحمراء قد تم تدميره بسبب الظروف الجوية القاسية. هذه المشاكل والعديد من المشاكل الأخرى تؤدي إلى تعقيد عملية البحث عن حياة خارج كوكب الأرض بشكل كبير. لكني أريد حقًا أن أعرف ما إذا كنا وحدنا في الكون.
ليس لدينا أي دليل مباشر على إمكانية وجود حياة في مكان ما على كواكب أخرى، أو أقمار، أو في الفضاء بين النجوم. ومع ذلك، هناك احتمالات جدية للغاية بأننا سنجد الحياة في نهاية المطاف في مكان آخر غير الأرض، وربما حتى في النظام الشمسي.
1. المتطرفون على الأرض
بطيء المشية الكائنات الحية المتطرفة هي كائنات حية يمكنها البقاء على قيد الحياة في ظروف لا تطاق على الإطلاق من وجهة نظر الإنسان: الحرارة الشديدة والبرودة والمواد الكيميائية السامة وحتى في الفراغ. لقد اكتشفنا كائنات تعيش في فتحات بركانية، وفي الخزانات المالحة في جبال الأنديز، وفي القطب الشمالي المغطى بالجليد. تسمى المخلوقات الصغيرة بأنها قادرة على البقاء على قيد الحياة في فراغ الفضاء. بمعنى آخر، نحن نعلم أن الحياة يمكن أن توجد في ظروف نواجهها أحيانًا على الكواكب والأقمار الأخرى. نحن فقط لم نعثر عليه بعد
2. وجود سلائف كيميائية للحياة على الكواكب الأخرى
السلائف هي مادة تشارك في تفاعل يؤدي إلى تكوين المادة المستهدفة. على ما يبدو، كان أصل الحياة على الأرض نتيجة لسلسلة من التفاعلات الكيميائية التي شكلت مركبات عضوية معقدة - الأحماض النووية والبروتينات والكربوهيدرات والدهون - في الغلاف الجوي والمحيطات. هناك أدلة على أن "سلائف الحياة" هذه موجودة على كواكب أخرى. على سبيل المثال، تم العثور على السلائف في وفي. وعلى الرغم من أننا لم نجد الحياة، إلا أننا وجدنا "مكوناتها".
3. النمو السريع في عدد الكواكب الأرضية
تلسكوب هابل تتسارع وتيرة اكتشاف الكواكب المشابهة لكوكبنا: على مدار السنوات العشر الماضية، اكتشف العلماء مئات الكواكب الخارجية، والعديد منها عبارة عن عمالقة غازية مثل . لكن تقنيات الكشف عن الكواكب الجديدة تجعل من الممكن العثور على عوالم صخرية صغيرة مثل الأرض. حتى أن بعضها يدور حول نظرائه الشمسيين. وبالنظر إلى عدد الكواكب التي وجدناها، فمن المرجح أن الكوكب التالي سيدعم شكلاً من أشكال الحياة.
4. تنوع ومثابرة الأنواع التي تعيش على الأرض
تظهر هذه الصورة أربعة من أقمار زحل: تيتان، ديون، باندورا وبان. لقد مرت الأرض أكثر من مرة بأوقات مختلفة من الأزمات: الانفجارات البركانية الضخمة، وهجمات النيازك، والعصور الجليدية، والجفاف، والتغيرات الجذرية في الغلاف الجوي، وما إلى ذلك. ومع ذلك، تستمر الحياة عليها حتى يومنا هذا. يمكننا أن نقول أن الحياة عنيدة للغاية. مع الأخذ في الاعتبار هذا الثبات، فضلاً عن التنوع المذهل للكائنات الحية التي تعيش على الأرض، يمكننا مرة أخرى أن نستنتج أنه لا بد من وجود شيء مماثل في مكان ما في الكون. ولماذا لا يكون على أحد أقمار زحل مثلا؟..
5. ألغاز تحيط بأصل الحياة على الأرض
لدينا نظريات مختلفة حول كيفية نشوء الحياة على كوكبنا، لكننا ما زلنا لا نعرف أي شيء على وجه اليقين. لا يزال من غير الواضح ما الذي أعطى الزخم للمركبات الكيميائية بحيث تشكل بشكل جماعي خلية حية. خاصة بالنظر إلى البيئة غير المواتية تمامًا منذ ملايين السنين التي حدث فيها هذا: كان الغلاف الجوي مليئًا بغاز الميثان، وكان سطح الكوكب مغطى بالحمم البركانية المغلية. ومن النظريات المنتشرة على نطاق واسع أن الحياة لم تنشأ على الأرض على الإطلاق، بل على كوكب يتمتع بظروف أكثر ملاءمة لذلك، على سبيل المثال، على المريخ، ثم تم إحضارها إلى الأرض عن طريق النيازك. وتسمى هذه النظرية نظرية البانسبرميا. وإذا كان هذا صحيحا، فلماذا لا تنتشر الحياة في مكان آخر غير الأرض؟
6. الأدلة المتزايدة على وجود البحار والأنهار والبحيرات على كواكب أخرى في النظام الشمسي
أوروبا لقد نشأت الحياة على الأرض في المحيط، ولولاه لما كنا جميعاً موجودين. ولكن هل يمكن أن يحدث هذا على الكواكب الأخرى؟ ربما لأننا تلقينا ما يكفي من الأدلة المقنعة، بما في ذلك الصور، على أن جيراننا في النظام الشمسي لديهم أيضًا مسطحات مائية. ذات مرة كان هناك ماء على تيتان مجاري الأنهار الجافةوعلى أوروبا (قمر كوكب المشتري) تم اكتشافه مغطى بالكامل بطبقة سميكة من الجليد. ومن الممكن أن تكون الحياة موجودة سابقًا على أي من هذه الكواكب. ربما تكون موجودة هناك الآن، ولكننا لا نعرف عنها شيئًا بعد.
7. نظرية التطور
نيل ارمسترونج على القمر غالبًا ما يستخدمه الناس لشرح سبب عدم وجود حياة ذكية في الكون أبدًا. ومن ناحية أخرى، هناك نظرية التطور، التي تشير إلى أن الحياة تتكيف مع متطلبات البيئة. على الرغم من أنه من غير المرجح أن يفكر داروين وزملاؤه في الحياة على الكواكب الخارجية عند تطوير هذه النظرية، إلا أن التفسيرات غير التقليدية تشير إلى أن الحياة يمكن أن تتكيف مع أي بيئة، مثل الفضاء الخارجي. من الممكن أنه في يوم من الأيام، سنظل نجد الحياة في الكون، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فسوف نتطور بأنفسنا إلى حد أننا قادرون على العيش على كواكب أخرى.
أهم الاكتشافات العلمية لعام 2014
10 أسئلة رئيسية حول الكون يبحث العلماء عن إجابات لها في الوقت الحالي هل وصل الأمريكيون إلى القمر؟
نبذة مختصرة عن المقال:تقودنا الدراسات المختلفة مرة تلو الأخرى إلى استنتاج مفاده أنه لا يوجد "رجال خضر صغار" داخل النظام الشمسي. من المحتمل جدًا أن تكون أشكال الحياة البروتينية المألوفة لدينا قد تطورت على كواكب بعيدة استوفت ظروفًا معينة وقاسية إلى حد ما. أيها؟ اقرأ المادة التي كتبها ميخائيل بوبوف.
من هناك؟
الحياة على الكواكب الأخرى
الدودة: "أريد فقط أن أعرف ما إذا كانت هناك ديدان على الكواكب الأخرى، ولست بحاجة إلى أي شيء آخر."
كاريل كابيك
هل توجد حياة على كواكب أخرى؟ هذا هو السؤال الرئيسي الذي بدأ منه كل الخيال العلمي. غالبًا ما يتم تصوير الأشكال العليا والذكية للحياة الفضائية على أنها شبيهة بالبشر. لكن ظهور الحيوانات الغريبة، كقاعدة عامة، يتم إنشاؤه وفقا لمبدأ "كلما كان ذلك أفضل، كلما كان ذلك أفضل". لكن وراء كل أعمال الشغب هذه من الخيال تكمن حقيقة واحدة بسيطة - ليس لدينا أدنى فكرة عن الكائنات التي تعيش في عوالم أخرى وما إذا كان من الممكن وجودها على الإطلاق. وإذا استطاعوا، فأين وكيف؟
ينظر بعض العلماء إلى الفضاء من خلال التلسكوب وينتظرون بصبر حتى يلوح لهم أحد بيده من هناك. يقوم آخرون بتدوير أصابعهم على معابدهم ويعلنون أن أعلى شكل من أشكال المواد العضوية الغريبة لا يمكن أن يكون إلا جزيء كحول. ولا يزال آخرون يمسحون المجسات بهذا الكحول نفسه حتى لا "يدخلون البكتيريا الأرضية إلى النظام البيئي الهش للمريخ". من يصدق؟
الشمس الصالحة للسكن
من أول من فكر بوجود الحياة على الكواكب الأخرى؟ على الأرجح، كان هؤلاء هم الإغريق القدماء. آمن طاليس وطالبه أناكسيماندر في القرنين السابع والسادس قبل الميلاد بلانهاية الكون واستمدا من هذه الفكرة فكرة لانهاية العوالم المأهولة (على الرغم من أن أرسطو وبطليموس طورا فيما بعد نظرية مركزية الأرض - "الأرض" "في مركز العالم" - ولقرون عديدة دفنت فكرة البحث عن حياة أخرى).
ويتفق التلمود مع اليونانيين ويتحدث عن 18000 عالم مسكون. بالإضافة إلى ذلك، تعلم اليهودية أن الكائنات خارج كوكب الأرض تفتقر إلى الإرادة الحرة وتختلف عني وعنك بنفس الطريقة التي تختلف بها الكائنات البحرية عن الكائنات البرية.
في أوروبا في العصور الوسطى، لم تتم الموافقة على مثل هذه الأفكار بطبيعة الحال. جون ميلتون، في الفردوس المفقود، اقترح بحذر أن الحياة الفضائية ستكون ثنائية الجنس. وكان العلماء أكثر جرأة. قال عالم الفلك التشيكي أنتونين ماريا شيرليوس (القرن السابع عشر): "... إذا كان هناك سكان على كوكب المشتري، فلا بد أنهم أكبر وأجمل من سكان الأرض، بناءً على نسب هذين المجالين".
بحلول القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، كان جميع المتعلمين تقريبًا مقتنعين بوجود حياة على كواكب النظام الشمسي، وربما الأنظمة النجمية الأخرى. وقد اعتقد كل من بنجامين فرانكلين وإيمانويل كانط ذلك. وقد جادل بعض المتحمسين أنه حتى الشمس مأهولة!
لم يهدأ الضجيج إلا في القرن العشرين، عندما لم تقابل الأجهزة المرسلة إلى المريخ والزهرة أي شخص هناك. كما فشل البرنامج العلمي SETI (البحث عن كائنات ذكية خارج الأرض) في تحقيق نتائج خلال ما يقرب من 40 عامًا من وجوده. لقد تبرد اهتمام الناس بـ "الأخوة في العقل" بشكل كبير وفقد نطاقه. الآن لا يتجادل العلماء كثيرًا حول الرجال الخضر، بل حول الميكروبات والبكتيريا الغريبة.
| هذا مثير للاهتمام |
|
الكيمياء والحياة
الحياة في نسختها الأرضية مبنية على مادتين: ماءو كربون. ويتميز الأخير بقدرته على الدخول في العديد من المركبات مع العناصر الأخرى (حوالي 10 ملايين خيار)، والماء بدوره بمثابة بيئة مثالية لظهور أنواع جديدة من المواد العضوية. ولهذا السبب يميل الكثيرون إلى الاعتقاد بأن أشكال الحياة الغريبة من المرجح أن يتبين أنها عبارة عن ماء كربون.
البديل الأكثر شيوعًا للكربون هو السيليكون- عنصر له خصائص مشابهة للكربون. للأسف، مركبات السيليكون المعقدة عادة ما تكون غير مستقرة ومن غير المرجح أن تصبح مشاركين كاملين في العمليات الكيميائية الحيوية في البيئة المائية.
ومع ذلك، يمكن أن يتحول السيليكون بسهولة إلى عنصر مهم في أي بنية عضوية معقدة. مثال واقعي - مجهري الدياتوماتوجود قذيفة السيليكون الصلبة.
نتروجينو الفوسفور- أيضًا مرشحون للحصول على لقب "المبدأ الأساسي" للحياة الأرضية. كل واحد منهم ليس مناسبًا جدًا لهذا الغرض بشكل فردي، ولكن بالاشتراك مع بعضهم البعض فهم قادرون على تكوين سلاسل جزيئية طويلة، والتي (من الناحية النظرية) يمكن أن تتطور إلى نوع من الوحل الفضائي غير الودي.
يحتوي الغلاف الجوي للأرض على ما يقرب من 80% من النيتروجين، ولكن في شكله النقي يكون هذا الغاز خاملًا تقريبًا. لقد تعلمت بعض النباتات (على سبيل المثال، البقوليات) استخدام النيتروجين الجزيئي النقي، مما يمنحه للبكتيريا المتعايشة التي تعيش في جذورها للمعالجة، ولكنه بشكل عام غير مفيد للمواد العضوية.
الأمونيا السائلة- بديل مثير للاهتمام للمياه. له بعض الخصائص المتشابهة (يذيب المواد العضوية وبعض المعادن بسهولة) ويمكن أن تحدث فيه مجموعة واسعة من التفاعلات الكيميائية.
سيبدو المحيط الحيوي للأمونيا غير عادي للغاية. الحقيقة هي أن الحياة الأرضية موجودة في نطاق درجات حرارة ضيق إلى حد ما. عند الضغط الطبيعي، تتراوح درجة غليان الأمونيا السائلة من -78 إلى -33 درجة مئوية. في مثل هذا الطقس البارد، ينخفض \u200b\u200bمعدل التفاعلات الكيميائية بشكل حاد، مما يقلل من احتمالية ظهور حتى المركبات العضوية الأكثر بدائية.
يمكن أن تظل الأمونيا سائلة عند درجات الحرارة "العادية"، لكن هذا يتطلب ضغطًا يبلغ حوالي 60 ضغطًا جويًا، وهو أيضًا غير مفيد للتطور الفضائي. ومع ذلك، يعتقد إسحاق أسيموف، عالم الكيمياء الحيوية عن طريق التدريب، أن الدهون المعقدة (المواد الدهنية) يمكن أن تحل محل بروتينات البروتين وتصبح أساس الحياة حتى في بيئات عدوانية مثل الميثان السائل أو الهيدروجين.
إبرة في كومة قش
من الصعب التحدث بثقة كافية عن ظروف ظهور الحياة في النيتروجين أو أي شكل غريب آخر. لكننا نعرف ما يكفي عن الكائنات البروتينية لمحاولة «اكتشافها» بين النجوم، على الأقل غيابيًا.
التسجيل في الكون:فمن الأفضل أن يكون النجم ذو الكوكب المرشح لـ "الصالحية للسكن" بعيدًا عن الأذرع الحلزونية للمجرات، حيث تندلع المستعرات الأعظم في أغلب الأحيان. كما أن القرب من مركز المجرة، مصدر الإشعاع القوي، أمر غير مرغوب فيه أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، من المفترض أن نوى معظم المجرات تحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة.
وبهذا المعنى، فإن الشمس محظوظة - فهي تحتل مدارًا دائريًا مثاليًا تقريبًا على مسافة 8 كيلو فرسخ فلكي من مركز المجرة، وليس بعيدًا عن دوامة أوريون.
نجمةيجب أن تكون غنية بالمعادن. وتقع معظم هذه النجوم بالقرب من قلب مجرتنا، مما يشير مرة أخرى إلى عدم احتمالية وجود كوكب شبيه بالأرض بين ذراعيها. فقط العمالقة الغازية تتشكل حول نجوم فقيرة "غير معدنية".
النجوم الساخنة مثل Sirius أو Vega ليست الخيار الأفضل. تبدأ مناطقها الصالحة للسكن بعيدة جدًا عن ظهور الكواكب "الصخرية" هناك. عادة ما تقع عمالقة الغاز على مسافة كبيرة من النجوم. تكون أقمارها الصناعية مناسبة أحيانًا لدور "الأرض الجديدة"، لكن الإشعاع فوق البنفسجي للنجوم الساخنة قوي جدًا لدرجة أن الغلاف الجوي لهذه الأجرام السماوية سيكون شديد التأين. وأخيرًا، يعيش النجم الساخن فترة قصيرة نسبيًا ويتحول إلى عملاق أحمر (مثل قلب العقرب)، ويلتهم كواكبه.
الأمور ليست أفضل مع النجوم الباردة. المنطقة الصالحة للسكن صغيرة، وفرص سقوط الكواكب المناسبة فيها منخفضة للغاية. والكواكب الأكثر ملائمة للحياة هي تلك التي تدور حول النجوم الصفراء من نوع "G"، مثل شمسنا. لسوء الحظ، هناك عدد قليل جدًا من هذه النجوم المضيئة في مجرتنا (حوالي 5٪). ما يقرب من 90٪ من النجوم هي أقزام حمراء باردة وخافتة. وتشمل هذه "جارتنا" - بروكسيما سنتوري، و20 نجمًا آخر من أصل 30 نجمًا قريبًا. لذلك على الأرجح لا توجد حياة بروتينية بالقرب من الشمس.
كوكبمهما بدا الأمر تافهًا، فلا ينبغي أن يكون كبيرًا ولا صغيرًا. تتمتع الكواكب ذات الكتلة المنخفضة بأجواء ضعيفة للغاية (عند ضغط 0.006 من ضغط الأرض، لم يعد من الممكن أن يصبح الماء سائلاً)، فهي باردة وميتة جيولوجيًا.
وبدون النشاط التكتوني، لن تحدث التفاعلات الكيميائية (على سبيل المثال، تكوين الغلاف الجوي). أحد عوامل هذا النشاط هو وجود قمر صناعي ضخم مثل قمرنا، والذي يعمل بالإضافة إلى ذلك على استقرار محور دوران الكوكب، وبالتالي المناخ. سيواجه القمر الصناعي بعض الكويكبات (يعتقد العلماء أيضًا أن عمالقة الغاز، مثل كوكب المشتري، تلعب دورًا وقائيًا مهمًا). ومن الضروري أيضًا أن يكون لديك مجال مغناطيسي خاص بها - "مظلة" من الإشعاع.
يجب أن يدور الكوكب حول الشمس في مدار دائري. سوف تسبب المسارات الطويلة تقلبات في درجات الحرارة الموسمية. على سبيل المثال، تدور الأرض حول الشمس في دائرة متساوية تقريبًا (انحراف مركزي - 0.02). الأمر نفسه ينطبق على بقية كواكب المجموعة الشمسية، باستثناء بلوتو وعطارد. لكن جميع الكواكب المعروفة الموجودة في النجوم الأخرى تتحرك في مدارات إهليلجية (انحراف مركزي يبلغ حوالي 0.25). تشير زوايا ميل محور الكوكب التي تختلف عن زاوية الأرض (من 21 إلى 24 درجة) إلى مناخ متناقض للغاية.
لا تنطبق قاعدة "كوكب صغير - كوكب ميت" على الأقمار الصناعية لعمالقة الغاز. يتمتع تيتان (قمر زحل) بغلاف جوي كثيف. أقمار كوكب المشتري ليست ميؤوس منها أيضًا: آيو نشط بركانيًا، وأوروبا مغطاة بطبقة من الجليد، والتي قد يكون تحتها بحر مالح.
القتال والبحث
نتائج؟ لا توجد مواد عضوية من النوع الأرضي في النجوم الأقرب إلينا، وسيقوم الناس بوضع نظريات حول أشكال الحياة غير البروتينية لفترة طويلة جدًا - على الأقل حتى خروجهم من النظام الشمسي. حاليًا، كل ما يمكننا فعله هو البحث عن الكائنات الحية الدقيقة على الكواكب المجاورة.
يظل المريخ هو الكائن البحثي الأكثر سهولة في الوصول إليه. في ديسمبر 1984، تم اكتشاف نيزك رقم ALH84001 في القارة القطبية الجنوبية، والذي جاء بالتأكيد من المريخ قبل حوالي 15 مليون سنة (تم طرحه من سطحه نتيجة انفجار نتيجة سقوط كويكب كبير). وكشف قسم تحت المجهر الإلكتروني عن هياكل مرتبة تبدو بشكل مثير للريبة مثل البكتيريا المتحجرة. وقد أثار هذا الظرف مناقشات قديمة مفادها أن الحياة جاءت إلى كوكبنا من الخارج، وربما حتى من المريخ.
ومن المؤسف أن مهمة مارس إكسبرس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي أطلقت في عام 2003، باءت بالفشل الجزئي. تحطمت مركبة الأبحاث Beagle 2، التي كان من المفترض أن تثبت أو تدحض وجود الحياة على المريخ، أثناء الهبوط.
هناك آمال كبيرة معلقة على تيتان، أحد أقمار زحل. وفي عام 1997، زار مسبار هيغنز من المركبة الفضائية كاسيني هذا القمر الصناعي وأرسل لأول مرة معلومات مفصلة عنه إلى الأرض.
والأكثر إثارة للاهتمام هو أوروبا (قمر كوكب المشتري). غلافه الجوي رقيق والأكسجين. تبلغ درجة الحرارة عند خط الاستواء 163 درجة مئوية تحت الصفر. سطحها وعر، لكن لا توجد جبال عالية. ويوجد تحت طبقة رقيقة من الغبار غطاء جليدي يصل سمكه إلى 100 كيلومتر. ولكن حيث توجد ينابيع مياه ساخنة أو حيث سقطت نيازك كبيرة مؤخرًا، توجد عدسات جليدية مسطحة يبلغ سمكها حوالي 30 مترًا. وأسفلها محيط مالح عميق لا يتجمد أبدًا بسبب النشاط البركاني في القاع. لقد حلم العلماء منذ فترة طويلة بإطلاق مسبار حفر في هذا المحيط، لأن المخلوقات التي لم يحلم بها حتى لوفكرافت قد تعيش هناك!
أخيرًا، في الآونة الأخيرة - في 5 مارس 2006 - أفاد العلماء أن مسبار كاسيني اكتشف ينابيع حقيقية من الماء البارد على قمر زحل إنسيلادوس. عند الانفجار، يتجمد الماء على الفور. في ظروف الجاذبية المنخفضة، يتم رمي قطع من الجليد لمئات الكيلومترات. منها ما يتراجع، ومنها ما يدخل ضمن حلقات زحل.
هذا واقع. ماذا عن الخيال؟ هناك الكثير من الحياة الغريبة هناك. أخافنا إتش جي ويلز بالطحلب الأحمر المريخي. في Terry Pratchett's Discworld المتصيدون المباشرون - مخلوقات تحتوي على مادة عضوية من السيليكون تتغذى على الحجارة (لهذا لديهم أسنان ماسية). وصف غريغوري بنفورد الحياة على مذنب، والتي تشتد كلما اقترب من الشمس ("قلب مذنب"، 1986)، كما كتب عالم الفيزياء الفلكية الشهير فريد هويل، مؤلف مصطلح "الانفجار الكبير"، رواية "السحابة السوداء" "(1957)، والتي ظهرت فيها مجموعة ضخمة من الغبار الكوني، والتي تتمتع بذكاء جماعي.
في رواية الفيزيائي روبرت فوروارد كاميلوت 30 كيه، كان كويكب بعيد في سحابة أورت (ضواحي النظام الشمسي) يتمتع بنظام بيئي يعتمد على الفلوروكربون، وحتى مخلوقات ذكية خلقت ثقافة مثل ثقافة الملك آرثر الإنجليزية. كما وصف المؤلف نفسه شكلاً من أشكال الحياة النووية موجودًا على سطح النجوم النيوترونية ("بيضة التنين"، و"الزلزال النجمي"). لكن ستيفن باكستر ذهب إلى أبعد من ذلك - ففي دورة Xeely كانت هناك حياة فوتونية تسكن آبار الجاذبية للنجوم.
* * *
هناك شيء واحد واضح فقط - للأسف، لا توجد كائنات حية متطورة للغاية على كواكب أخرى في النظام الشمسي. على الأرجح، إذا كانت هناك حياة غريبة، فستكون في مكان بعيد جدًا. يجب أن يكون مختلفًا تمامًا عن المواد العضوية الأرضية، حتى نتمكن من تخيل مظهره بقدر ما نحب. ما زلنا لا نخمن.
قد يكون البحث عن إخواننا من البشر على النجوم البعيدة مهمة لا تستحق الشكر، لكنها على الأقل مهمة جديرة بالاهتمام. بعد كل شيء، حتى في النكتة هناك بعض الحقيقة: "لكي يعيش الشخص ورأسه مرفوعًا، يجب أن يكون مهتمًا بعلم الفلك".
هل توجد حياة على كواكب أخرى أم أن الكائنات الذكية تعيش على الأرض فقط؟ الآن، عشية الرحلات الجوية البشرية إلى الفضاء البعيد، هذا السؤال يهم جميع سكان كوكبنا.
نحن غير قادرين على تغطية هذه المشكلة على نطاق واسع وسوف نقتصر على البيانات الأساسية فقط.
دعونا نحاول أولاً أن نتخيل حجم الكون.
نحن نعلم أن الفضاء يتكون من عدد لا يحصى من الأنظمة النجمية المجمعة في مجرات منفصلة. نظامنا الشمسي، ومعه الأرض، جزء من إحدى هذه المجرات. يوجد في مجرتنا وحدها حوالي مائة مليار نظام نجمي مشابه لنظامنا الشمسي، وفي المجرات الأخرى يتم جمع الملايين والمليارات والتريليونات من الأجرام السماوية المختلفة.
هل يمكن الافتراض أن الحياة موجودة فقط على كوكبنا المتواضع؟ وربما يكون من المعقول أكثر الحكم على وجود حياة عضوية على ملايين الكواكب الأخرى. ولسوء الحظ، لا يزال هذا مجرد افتراض، وحتى لو كان لدى العلماء بعض البيانات، فهي غير كافية على الإطلاق.
المسافة من الأرض إلى الكواكب الأخرى كبيرة جدًا لدرجة أن المراقبة المباشرة، حتى بمساعدة أقوى التلسكوبات، لا يمكنها الإجابة على سؤال ما إذا كانت هناك حياة على الكواكب الأخرى.
ما هي المسافة منا إلى أقرب الكواكب والنجوم والمجرات؟
ولتصور ذلك، دعونا نتخيل أن الكرة الأرضية، التي يبلغ قطرها 12.740 كيلومترًا، بالمقياس الذي نقبله، قد حصلت على حجم نقطة بالكاد ملحوظة، لا يزيد حجمها عن علامة وخز الدبوس. وهذا يعني أن حجم رسمنا سيكون حوالي 1.25.000.000.000 (أي أن سنتيمترًا واحدًا في الرسم يتوافق مع مسافة 250 ألف كيلومتر). وعلى هذا المقياس، ستكون المسافة من الأرض إلى القمر 16 ملم، وإلى الشمس - 6 أمتار، وإلى النجم الأقرب إلى نظامنا الشمسي - 1600 كيلومتر. قطر مجرتنا بالمقياس الذي نقبله سيكون 40.000.000 كيلومتر، والمسافة إلى مجرة المرأة المسلسلة الكبرى ستكون 750 مليون كيلومتر. وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن مجرة المرأة المسلسلة هي أقرب مجرة إلينا، ولكن هناك مليارات أخرى، أبعد بكثير.
تم التطرق إلى الموضوع الذي يهمنا في أعماله من قبل عالم الأحياء السوفيتي البروفيسور أ. أوبارين، مبتكر الفرضية حول أصل الحياة على الأرض. يعتقد هذا العالم أن هناك ثلاث مراحل من التطور أدت إلى الوضع الحالي للحياة العضوية على الأرض. في البداية، نشأت أبسط المواد العضوية: مركبات الكربون والهيدروجين والكربون والنيتروجين، وكذلك أبسط مشتقات هذه المركبات. في عملية التطوير الإضافي، أصبحت هذه المركبات أكثر تعقيدا تدريجيا، وتم دمج جزيئاتها في جزيئات كبيرة. حدثت هذه العملية في مياه البحار والمحيطات النقية. وتدريجياً تحولت هذه المياه إلى محلول من مواد عضوية شديدة التعقيد تشبه تلك الموجودة في الكائنات الحية. في ذلك الوقت، لم تكن أشكال الحياة شديدة التنظيم موجودة، ولم يكن هناك سوى "الحساء العضوي". وفقط في المرحلة الثالثة من التطور ظهرت الكائنات الحية البدائية الأولى. أدى تطورها وتفاعلها مع البيئة والانتقاء الطبيعي إلى ظهور الكائنات الحية الأولية، والتي تشكل منها، على مدار ملايين السنين اللاحقة، التنوع الكامل للكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا، بما في ذلك البشر.
كم من الوقت استمرت هذه العملية المعقدة؟
يبلغ عمر الأرض حوالي 5 مليارات سنة، لكن الحياة على الأرض نشأت في وقت لاحق بكثير، منذ حوالي 2.5 مليار سنة. خلال ملياري سنة الأولى، ظهر الغلاف الجوي والماء؛ حدثت المزيد والمزيد من التفاعلات الكيميائية المعقدة، وتم إنشاء الظروف التي يمكن أن تنشأ فيها الحياة وتتطور. لكن الأرض ليست أقدم كوكب في مجرتنا. هناك كواكب عمرها 9 و 10 وحتى 15 مليار سنة. وبالتالي، إذا أخذنا مثال الأرض، الذي استغرق ظهور الكائنات المفكرة 2.5 مليار سنة كأساس، فيمكننا افتراض وجود كائنات أكثر تطوراً منا على الكواكب الأقدم في مجرتنا. بل من الممكن أن يكونوا متفوقين علينا في تطورهم بقدر ما نتفوق نحن أنفسنا على الأسماك أو البرمائيات البدائية التي عاشت على الأرض منذ ملايين السنين.
يمكن أن يأتي الدليل غير المباشر على وجود الحياة على كواكب أخرى من البيانات التي يجمعها علماء الفلك باستخدام الأدوات الأكثر حساسية. وأصبح من المعروف، على سبيل المثال، أن مركبات الكربون، التي أصبحت أساس المرحلة الأولى من تطور الحياة على الأرض، ليست نادرة بأي حال من الأحوال في الفضاء الخارجي. توجد مركبات الكربون مع الهيدروجين أو النيتروجين في جميع الأجرام السماوية تقريبًا - فهي موجودة في طيفها، وتوجد في الغبار الكوني، وفي النيازك، وتُلاحظ في طيف المذنبات.
يجب أن أقول أنه عند تقييم إمكانية الحياة على الكواكب الأخرى، غالبا ما يتم ارتكاب خطأ كبير. وهي تتمثل في حقيقة أن الظروف السائدة على كوكب معين تتم مقارنتها بتلك الموجودة على الأرض، وإذا اختلفت بطريقة ما، يستنتجون أن الحياة على مثل هذا الكوكب مستحيلة، وكأن الحياة العضوية لا يمكن أن توجد وتتطور إلا في ظروف مشابهة لتلك الموجودة على الأرض، أي عند درجات حرارة أعلى من الصفر، مع وجود الأكسجين والماء وضغط معين ونحو ذلك.
لكن الكائنات الحية تتميز بدرجة هائلة من القدرة على التكيف مع الظروف البيئية، ولا يُستبعد على الإطلاق وجود الحياة في غياب الغلاف الجوي والأكسجين والماء.
إن دراسة "هدايا الفضاء"، أي النيازك التي سقطت على الأرض، تلقي بعض الضوء على مسألة وجود حياة عضوية في الفضاء. في السنوات الأخيرة، كتبت المجلات والصحف كثيرًا عن الاكتشاف المزعوم لكائنات وحيدة الخلية على النيازك، على الرغم من ظهور شكوك حول هذا الأمر أيضًا. أثار العلماء الأمريكيون ضجة كبيرة في عام 1961 عندما نشروا نتائج أبحاثهم حول نيزك أوركويل، الذي سقط في فرنسا في عام 1894. ينتمي النيزك إلى نوع شائع جدًا مما يسمى "الكوندريتات الكربونية". ويعتبر هذا النوع من الكوندريت أقدم المعادن المعروفة لدينا، وكما يشير العلماء، فهي المادة الأولية التي تشكلت منها الشمس. وباستخدام النظائر، ثبت أنه لمدة 5 مليارات سنة لم تخضع الكوندريت لأي تغيرات كيميائية ملحوظة.
اكتشف العلماء الأمريكيون، الذين فحصوا ألواح الكوندريت تحت المجهر، "جسيمات" غريبة تختلف عن جميع التكوينات المعدنية المعروفة لنا، ولكنها تشبه إلى حد كبير الأعشاب البحرية الحديثة. وقد انتشرت الرسومات والصور الفوتوغرافية لهذه "الجسيمات"، التي تسمى "العناصر المنظمة"، في معظم المجلات العلمية. وقد شارك العديد من العلماء في الأبحاث المتعلقة بكوندريتات الكربونات، وتحتوي الأدبيات المتعلقة بهؤلاء الضيوف القادمين من الفضاء على العديد من المجلدات. أتاحت هذه الدراسات اكتشاف ما لا يقل عن عشرين نوعًا مختلفًا من "العناصر المنظمة" ذات الأصل خارج كوكب الأرض.
لكن لم يكن من الممكن حتى الآن اكتشاف «عنصر» واحد على النيازك يمكن أن يتميز بالسمات الكامنة في كائن حي معروف لنا جميعا، أي القدرة على الحركة والتكاثر. ومع ذلك، وعلى الرغم من ذلك، يفترض معظم العلماء أن "العناصر المنظمة" هي في الواقع حفريات لكائنات حية نشأت خارج الأرض.
الأهداف المباشرة للسفر إلى الفضاء
ليس من الممكن حتى الآن الحديث عن السفر إلى كواكب الأنظمة النجمية الأخرى بسبب عدم الواقعية الكاملة لمثل هذا السفر في الوضع التكنولوجي الحالي. لكن السفر إلى كواكب نظامنا الشمسي أمر ممكن بالفعل، مما يسمح لنا بالأمل في تنفيذها الوشيك.
يضم النظام الشمسي تسعة كواكب وهي (بدءا من الكوكب الأقرب للشمس): عطارد، الزهرة، الأرض، المريخ، المشتري، زحل، أورانوس، نبتون وبلوتو. وبالإضافة إلى هذه الكواكب، هناك العديد من الأجرام السماوية الصغيرة الأخرى التي تدور حول الشمس. هذه هي ما يسمى الكواكب، أو الكويكبات - الكواكب الصغيرة، أكبرها، سيريس، يبلغ قطرها 770 كيلومترا فقط؛ الكواكب الأخرى أقل من ذلك: بالاس - 490 كيلومترًا، فيستا - 390 كيلومترًا، جونو - 200 كيلومتر. وبالإضافة إلى ذلك، هناك حوالي 2000 منها أصغر حجمًا. لكن هذه بالطبع ليست جميع الكواكب. ومع تحسن التلسكوبات وأدوات الرصد الأخرى، يكتشف علماء الفلك باستمرار أجرامًا سماوية جديدة. تدور معظم الكواكب في مدارات تقع بين مداري المريخ والمشتري، ولكن هناك أيضًا تلك التي تكون مداراتها أكبر من مدار المشتري.
بعض الكواكب لها أقمارها الصناعية الخاصة، مثل القمر الصناعي للأرض. عند التخطيط للسفر بين الكواكب، يجب أيضًا أخذها بعين الاعتبار. من المحتمل أن يكون قمرنا الصناعي، القمر، هو هدف الرحلة الاستكشافية رقم 1، والتي من المرجح أن يتم تنظيمها خلال العقد المقبل. السؤال الأول والأكثر إلحاحًا الذي سيتعين على المسافرين بين الكواكب الإجابة عليه يتعلق بإمكانية مقابلة كائنات حية وسكان عوالم أخرى. هل هم على الكواكب الأقرب إلينا؟ وهل هناك ظروف مواتية لنشوء الحياة وتطورها هناك؟ هل أشكال الطبيعة الحية على الكواكب الأخرى مشابهة لتلك الموجودة على الأرض، أم أنها تختلف عنها جوهريًا؟ فهل سنلتقي هناك بكائنات ذكية، ربما أكثر ذكاءً وأكثر تطوراً منا؟
دعونا نحاول تقديم أفكار أولية حول الإجابات التي سيجلبها لنا المسافرون المستقبليون إلى عوالم أخرى.
إذا لاحظ الإنسان الأرض من سطح المريخ، فيبدو له أن الكوكب الذي نعيش عليه مزدوج. كان سيشاهد (من خلال التلسكوب) بجانب قرص الأرض قرصًا ثانيًا أصغر إلى حد ما - القمر الصناعي للأرض.
يبلغ متوسط مسافة القمر عن الأرض 381 ألف كيلومتر (الحد الأدنى 356 ألف، والحد الأقصى 406 ألف كيلومتر)، أي على المقياس الكوني قريب جدًا، وهو ما يسمى “في متناول اليد”. قطر القمر أصغر بأربع مرات من قطر الأرض ويبلغ 3476 كيلومترا، وكتلته أقل بـ 81 مرة. متوسط كثافة المادة القمرية أقل من كثافة الأرض وهي 3.34 جم/سم3 مقارنة بكثافة الأرض -5.52 جم/سم3. ولأن القمر أصغر بكثير من الأرض، فإن قوة جاذبية القمر أقل. لذلك، فإن جميع الكائنات والمخلوقات التي تصل إلى هناك من الأرض سوف تزن 6 مرات أقل من وزنها على الأرض. لن يزيد وزن رائد الفضاء الذي يرتدي بدلة فضاء ثقيلة على القمر عن 20 كيلوجرامًا.
ماذا سيراه رائد الفضاء على القمر؟
من خلال الملاحظات والصور التي تم الحصول عليها بمساعدة المحطات الأوتوماتيكية السوفيتية والأمريكية التي نزلت بهدوء على سطح القمر (!) ، نعلم أن المشهد القمري يختلف بشكل كبير عن المشهد الأرضي، ولكنه ليس غريبًا كما يتخيل الكثيرون. وعلى القمر توجد سهول واسعة، تسمى أحياناً "البحار"، كما توجد سلاسل جبلية ترتفع قممها الفردية 10 آلاف متر أو أكثر فوق السطح المحيط بها. ومع ذلك، فإن الجبال لا تتميز بارتياح حاد، فهي لا تشبه حتى جبال الكاربات بحوافها الحادة، وربما يمكن مقارنتها بجبال الأورال. يمكن رؤية الحفر هنا وهناك على السهل - وهي السمة الأكثر تميزًا للتضاريس القمرية. ومن بين الحفر حفر كبيرة جداً - يصل قطرها إلى عدة مئات من الكيلومترات، وهناك حفر متوسطة الحجم وصغيرة، حتى أصغرها، لا يتجاوز قطرها عدة سنتيمترات، ويبدو أن المشهد القمري يشبه ساحة معركة منقطقة مع الحفر الناجمة عن القذائف والقنابل.
إن سطح القمر، في جميع الاحتمالات، أصلب بكثير مما كان يعتقد سابقا، كما أن كثافة الطبقات العليا من المادة القمرية لا تقل عن كثافة تربة الأرض، أو الثلوج في المناطق الجبلية (ما يسمى بالتنوب )، لذلك سيتمكن رواد الفضاء من التحرك على سطح قمرنا الصناعي سيرًا على الأقدام دون أي صعوبات خاصة أو على مركبات صالحة لجميع التضاريس. صحيح، بالإضافة إلى الحفر والسلاسل الجبلية، هناك العديد من الشقوق على القمر والتي يمكن أن تصبح عقبة خطيرة أمام رواد الفضاء. يمكن ملاحظة هذه الشقوق بشكل خاص بالقرب من بعض الحفر الكبيرة. ويتجاوز طول الشقوق أحيانا عدة كيلومترات، وعرضها مئات، وعمقها عشرات الأمتار. في جميع الاحتمالات، ستكون هذه الشقوق مناسبة لبناء مباني لمحطات وقواعد الأبحاث المستقبلية على القمر. من المحتمل أن تكون الجدران الرأسية للشقوق مليئة بالكهوف، والتي يمكن استخدامها بسهولة لبناء ملاجئ للمعدات الفنية للمحطات.
ونظرًا لقلة الغلاف الجوي، سيرتدي الأشخاص بدلات فضائية على القمر، أو سيختبئون في غرف معزولة جيدًا. صحيح أن هناك بعض الغلاف الجوي على القمر، لكنه نادر جدًا لدرجة أنه يتوافق مع الغلاف الجوي للأرض على ارتفاع 75 كيلومترًا.
وبالإضافة إلى غياب الغلاف الجوي، يواجه الإنسان مخاطر أخرى على القمر، أهمها الإشعاع الشمسي، خاصة أثناء ظهور البروز على الشمس. هناك أيضًا خطر مباشر من سقوط النيازك دون عوائق على سطح القمر. تأتي هذه النيازك بأحجام مختلفة ولها سرعات مختلفة. صحيح أن النيازك الكبيرة تسقط على القمر نادرًا للغاية (مرة كل بضعة عشرات الآلاف من السنين)، لكن النيازك الصغيرة (بحجم قبضة اليد أو حبة الجوز) يمكن أن تصطدم بسطح القمر كل يوم تقريبًا. إذا ضرب مثل هذا النيزك شخصًا بسرعة أكبر بعشرين مرة من سرعة رصاصة البندقية، فيمكنك تخيل ما سيحدث.
المناخ على القمر قاسي بشكل غير عادي، مما يزيد من تفاقم الصعوبات التي سيواجهها رواد الفضاء على سطح قمرنا الصناعي. خلال اليوم القمري، الذي يستمر 14 يومًا، 18 ساعة و22 دقيقة، تقوم أشعة الشمس بتسخين سطح الكوكب إلى درجة حرارة تزيد عن 120 درجة، وخلال الليل الطويل بنفس القدر يبرد القمر إلى 160 درجة تحت الصفر.
وكما يمكن أن نستنتج من ذلك، فإن قمرنا الصناعي ليس صالحا للضيافة، وسيواجه رواد الفضاء صعوبات ومخاطر كبيرة على القمر. ولا شك أنه قبل هبوط الإنسان على سطح القمر، أي «الأرض»، سيكون من الضروري إجراء دراسات عديدة باستخدام محطات الهبوط الآلي الناعمة. وستتيح نتائج هذه الدراسات دراسة الظروف السائدة على القمر والاستعداد لهبوط البشر. ولكن ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه حتى المعلومات الأكثر دقة التي يتم تسليمها باستخدام الآلات الأوتوماتيكية لا يمكن أن تحل محل الملاحظات البشرية المباشرة. سيتم إعداد رواد الفضاء بعناية وحمايتهم من الأخطار التي تهددهم، لكن المفاجآت ممكنة دائمًا.
إن الظروف المناخية القاسية السائدة على القمر تعطينا الحق في استنتاج أنه من المستحيل وجود كائنات حية على سطح قمرنا الصناعي. لكن من الممكن أن يجد رواد الفضاء على القمر مواد عضوية بدائية وحتى كائنات تعيش في الطبقات العميقة من تربة القمر أو في كهوف مخبأة تحت سطح القمر.
ليس هناك شك في أنه بعد القمر، سيكون الهدف المباشر للبعثات الفضائية هو "الكوكب الأحمر" - المريخ، الذي سمي على اسم إله الحرب، والذي تمت دراسته من قبل الناس بشكل أفضل من أي كوكب آخر في النظام الشمسي. .
يدور المريخ حول الشمس لفترة أطول بكثير من الأرض. تستمر السنة المريخية 687 يومًا أرضيًا، ويختلف مدار هذا الكوكب بشكل كبير عن مدار الأرض. مرة كل عامين تقريبًا، تلحق الأرض بالمريخ وتقترب منه. وفي هذه اللحظة، يبعد كلا الكوكبين عن بعضهما البعض 78 مليون كيلومتر فقط. ومرة كل 16 سنة، تصبح هذه المسافة أصغر، أي 56 مليون كيلومتر (ما يسمى بالمواجهة الكبرى)؛ في هذا الوقت تتاح لعلماء الفلك الفرصة لمراقبة المريخ من أقصر مسافة. المواجهة التالية ستحدث في عام 1971.
المريخ أصغر بكثير من الأرض - يبلغ قطره حوالي نصف قطر الأرض (6780 كيلومترًا)، كما أن تسارع الجاذبية على سطح المريخ أقل بثلاث مرات تقريبًا من الأرض؛ الضغط الجوي أقل بعشر مرات. الغلاف الجوي على المريخ، على الرغم من أنه أكثر كثافة من الغلاف الجوي على القمر، إلا أنه لا يمكن مقارنته بالغلاف الجوي للأرض. يتكون "الهواء" الموجود على المريخ من النيتروجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون وكمية صغيرة من الأكسجين وبخار الماء.
المريخ أبعد عن الشمس من الأرض ويستقبل حرارة شمسية أقل، ولهذا السبب يكون مناخ المريخ أقسى من مناخ الأرض. يبلغ متوسط درجة الحرارة السنوية على سطح المريخ في منطقة خط الاستواء 50 درجة تحت الصفر، وتكون تقلبات درجات الحرارة اعتمادًا على الفصول كبيرة جدًا لدرجة أن درجة الحرارة على خط الاستواء في الأماكن المضاءة بالشمس يمكن أن تصل إلى 30 درجة إضافية.
يبدو أن إمكانية الحياة على المريخ، على الرغم من عدم توفر الظروف المواتية، موجودة. صحيح أن المريخ كوكب جاف وصحراوي ذو مناخ قاسي للغاية، ولكن في الموسم الدافئ تكون مظاهر الحياة البدائية ممكنة على المريخ. يدعي بعض علماء الفلك أن المريخ به نباتات (شبيهة بصحاري الأرض) تغطي ما يصل إلى 25 بالمائة من سطح المريخ. وبوسائل الرصد الحالية، لم يتم العثور على آثار لأي حيوانات على المريخ، لكن هذا لا يعني بالتأكيد عدم وجود مظاهر للحياة هناك على الإطلاق. هل توجد مخلوقات ذكية على المريخ؟ لسنوات طويلة، شغلت "القنوات" الشهيرة أذهان علماء الفلك، الذين رأوا فيها دليلا على وجود حضارة ذكية على المريخ، لكن تبين لاحقا أن "القنوات" لم تكن سوى وهم بصري.
كوكب الزهرة هو ألمع نجم في سمائنا. على أية حال، فهو من حيث سطوع الضوء يأتي في المرتبة الثالثة بعد الشمس والقمر؛ إن كثافة المادة التي يتكون منها كوكب الزهرة وأبعاد هذا الكوكب قريبة جدًا من كثافة وأبعاد الأرض مما يعطي الحق في تسمية كوكب الزهرة بأخت كوكبنا. من السمات المميزة لكوكب الزهرة غطاءه السحابي السميك الذي لا يمكن رؤية سطحه من خلاله. ولهذا السبب، فإن جميع ملاحظات كوكب الزهرة من الأرض تشير فقط إلى الطبقة العليا من سحبه.
ويثبت وجود السحب وجود غلاف جوي كثيف على كوكب الزهرة، وهذا بدوره يمكن أن يكون بمثابة أساس للحكم على وجود الحياة على هذا الكوكب.
يختلف جو كوكب الزهرة بشكل كبير عن جونا. ويهيمن عليها ثاني أكسيد الكربون. لم يتم اكتشاف الأكسجين وبخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. وبحسب عالم الفلك ر.فيلدت، فإن سطح الكوكب كان مغطى في السابق بالمياه، التي دخلت في اتحاد كيميائي مع ثاني أكسيد الكربون، لتشكل الفورمالديهايد والأكسجين الحر، الذي بدوره شكل أكاسيد مع معادن الكوكب واختفى تماما من الكوكب. أَجواء. شكل الألدهيد مع الماء المتبقي وربما مركبات كيميائية أخرى كتلًا بلاستيكية مشابهة لتلك المعروفة على الأرض. ووفقا لويلدت، تلعب هذه الكتل على كوكب الزهرة نفس الدور الذي يلعبه الماء على الأرض: فهي تدور في الغلاف الجوي للكوكب وتشكل البحار والمحيطات على سطحه. ومن الممكن أن تكون هذه الجماهير بمثابة الأساس لانتشار بعض أشكال الحياة المختلفة عن الحياة الأرضية.
حلقت محطة الفضاء الأمريكية مارينر 2 بالقرب من كوكب الزهرة في ديسمبر 1962 على مسافة 35 ألف كيلومتر فقط من سطح الكوكب. وأظهرت أجهزة هذه المحطة، على وجه الخصوص، أن درجة الحرارة على سطح الكوكب تبلغ 426 درجة، أي أعلى من درجة انصهار الرصاص؛ تبلغ درجة الحرارة في الطبقة السحابية السفلية من كوكب الزهرة حوالي 92 درجة، وفي الطبقة العليا - 52 درجة. ومع ذلك، أخذ معظم العلماء هذه البيانات بعدم الثقة، لأن الأخطاء في قراءات الأجهزة ممكنة بسبب عيوبها الفنية.
كيف يبدو سطح كوكب الزهرة؟ لا يسع المرء إلا أن يخمن هذا. يتخيل أحد العلماء منظر كوكب الزهرة بهذه الطريقة:
"الحرارة والظلام، والتي يتم تفسيرها من وقت لآخر من خلال تصريفات البرق القوية وأحيانًا من خلال أشعة الشمس الشاحبة التي تخترق سماكة السحب في الأماكن التي تتكسر فيها عن طريق الخطأ؛ الأعاصير تثير أمواج البحار الغريبة، وربما النشاط البراكين النشط.
لن نتعرف على الظروف السائدة على كوكب الزهرة إلا عندما تنزل المحطات الأوتوماتيكية بهدوء إلى سطح الكوكب وترسل لنا إشارات بالبيانات اللازمة عبر موجات الراديو.
على أية حال، في خطط غزو الفضاء، يأتي السفر إلى كوكب الزهرة في المركز الثالث بعد القمر والمريخ.
الزئبق
عطارد هو الكوكب الأقرب إلى الشمس ويصعب على علماء الفلك مراقبته. ويبعد عطارد عن الشمس 58 مليون كيلومتر فقط. يواجه عطارد باستمرار جانبًا واحدًا نحو الشمس، وتسود هناك درجات حرارة تصل إلى 410 درجة. على الجانب المظلم الثاني، حيث لا تصل أشعة الشمس، يسود الصقيع الذي لا يمكن تصوره - يبدو أن درجة الحرارة هناك قريبة من الصفر المطلق (ناقص 273 درجة مئوية).
وبالتالي، فإن عطارد هو الكوكب الأكثر برودة والأكثر سخونة في نفس الوقت من بين جميع الكواكب في النظام الشمسي. تبلغ كتلة عطارد 0.054 فقط من كتلة الأرض، كما أن تسارع الجاذبية على سطح الكوكب أقل بثلاث مرات من تسارعه على الأرض. الغلاف الجوي على عطارد نادر جدًا لدرجة أن كثافته أقل بـ 300 مرة من كثافة الغلاف الجوي للأرض. يتكون الغلاف الجوي لعطارد من جزيئات الهيدروجين الخفيفة وأبخرة المعادن الثقيلة. يبلغ قطر الكوكب 5 آلاف كيلومتر.
كوكب المشتري وزحل
أكبر كوكب في النظام الشمسي هو كوكب المشتري. ويبلغ قطر كوكب المشتري 140 ألف كيلومتر، أي 11 مرة أكبر من قطر الأرض. كتلة الكوكب تساوي 318 مرة كتلة الأرض. وعلى الرغم من حجمه الهائل، فإن الكوكب يدور حول محوره بسرعة نسبية، فيكمل دورة كاملة خلال 10 ساعات أرضية فقط، وتصل سرعة الدوران عند خط الاستواء إلى 12 كم/ثانية.
يتمتع كوكب المشتري بغلاف جوي تهيمن عليه مركبات الهيدروجين والأمونيا والميثان والهيدروجين الحر. تتسبب سرعة دوران الكوكب في حدوث دوامات قوية في غلافه الجوي. درجة الحرارة على سطح الكوكب هي 140 درجة تحت الصفر.
كوكب المشتري، على عكس الكواكب الأخرى، لديه أكبر عدد من الأقمار الصناعية، وهي 12. قطرها لا يتجاوز عدة عشرات من الكيلومترات. لا شيء معروف حتى الآن عن بنية أقمار كوكب المشتري.
أما بالنسبة للحياة على كوكب المشتري، فإن احتمالية وجودها منخفضة للغاية لدرجة أنه ربما لا توجد حاجة إلى تعليق آمال جدية عليها، على الرغم من احتمال وجود أشكال حياة مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة على الأرض.
الوضع مشابه لكوكب زحل، الذي يقع بعيدًا عن الشمس أكثر من كوكب المشتري (1.8 مرة أبعد).
يحتوي الغلاف الجوي لزحل أيضًا على الأمونيا والميثان. ويبلغ قطر هذا الكوكب 115 ألف كيلومتر، ومتوسط كثافته 0.71 جم/سم3، أي أقل من كثافة الماء. تبلغ درجة حرارة الطبقة الخارجية للغلاف الجوي 153 درجة.
أورانوس ونبتون وبلوتو
يتكون الغلاف الجوي لهذه الكواكب بشكل رئيسي من الأمونيا والميثان، كما أن درجات حرارتها أقل من درجات حرارة زحل والمشتري، حيث يبلغ متوسطها 200 درجة مئوية تحت الصفر. وبالتالي، في هذه الحالة، لا داعي للحديث عن إمكانية الحياة على هذه الكواكب.
* * *وهذا هو الحال بالنسبة لمعرفتنا بالحياة على كواكب المجموعة الشمسية. ماذا سيحدث بعد ذلك في أعماق المجرة؟ المسافة إلى النجوم الأقرب إلينا كبيرة جدًا لدرجة أنه مع المستوى الحالي للتطور التكنولوجي، من المستحيل الحصول على أي بيانات حول الظروف الموجودة على كواكب الأنظمة النجمية الأخرى. لاستكشاف سطح الكواكب البعيدة عن النظام الشمسي، من الضروري إرسال أشخاص إلى هناك، وهذا لا يزال غير واقعي تماما. أقرب نجم إلينا وهو ألفا من كوكبة القنطور يقع على مسافة 4 سنوات ضوئية منا (نذكركم أن سرعة الضوء هي 300 ألف كيلومتر في الثانية). ومن غير المعروف ما إذا كان لهذا النجم أي شيء الكواكب. ومن الممكن أن يكون للنجمين إبسلون إيريداني وتاو من كوكبة قيطس، الواقعين على مسافة 10.7 (إريدانوس) و10.9 (قيطوس) سنة ضوئية منا، كواكب.
وهذا يعني أنه بسرعات السفن الفضائية الحالية، فإن السفر إلى أحد هذه الأنظمة النجمية سيستغرق حوالي ربع مليون سنة. يمكننا أن نقول بأمان أنه في ظل الحالة الحالية لتكنولوجيا الطيران الفضائي، وحتى في المستقبل، يجب أن يُنسب السفر إلى النجوم إلى عالم الخيال الخالص.
في المستقبل القريب، لن يكون من الممكن سوى الرحلات الجوية إلى القمر والمريخ وربما كوكب الزهرة. من الممكن تمامًا دراسة الكواكب التي تشكل جزءًا من أنظمة النجوم المجاورة باستخدام موجات الراديو. إذا كانت هناك أشكال حياة عالية التنظيم على هذه الكواكب، فيمكننا أن نأمل في الحصول على إجابة لإشاراتنا.
والحقيقة هي أنه في دائرة نصف قطرها مائة سنة ضوئية من الأرض، يوجد أكثر من ألف نجم مشابه لشمسنا، مع كواكب قد تسكنها مواد ذكية. ولكن يجب أن نتذكر أن الاستجابة لإشارات الراديو المرسلة عبر هذه المسافة لا يمكن تلقيها إلا بعد 200 عام.
لذلك دعونا نترك تنفيذ السفر بين النجوم للأجيال القادمة من رواد الفضاء - فمن المحتمل أن يكون لديهم تكنولوجيا أكثر تقدمًا بما لا يقاس مما لدينا. فلننشغل بالسفر إلى القمر والكواكب الأقرب إلينا. مثل هذا السفر حقيقي تمامًا، وعلى الرغم من أن العديد من المشكلات لا تزال دون حل، فقد تم بالفعل تطوير خطط يمكن تسميتها "جدول السفر إلى الفضاء".
يعمل الأمريكيون على حل مشكلة هبوط الإنسان على سطح القمر منذ عدة سنوات. ووفقا لافتراضاتهم، فإن مثل هذا الهبوط يجب أن يحدث في عام 1970. ثم سيأتي دور الرحلات الجوية إلى المريخ والزهرة؛ يمكن توقع الرحلة الاستكشافية الأولى إلى هذه الكواكب قبل عام 1980. أما الاتحاد السوفييتي فلم تنشر خططه التفصيلية بعد.
تجدر الإشارة إلى أن تنفيذ خطط الرحلات الفضائية يتطلب تكاليف "فضائية" هائلة حقًا. ويكفي أن نقول أنه، وفقا للتقديرات الأكثر تحفظا، فإن المحاولة الأولى لهبوط رجل على سطح القمر ستتطلب نفقات تبلغ حوالي 20 مليار دولار.
في دوائر واسعة من المجتمع العالمي، غالبا ما يتم طرح السؤال، ما إذا كان الأمر يستحق إنفاق مثل هذه النفقات الهائلة فقط بسبب الإثارة الرياضية البحتة، لأن ما هي النتائج العملية التي يمكن أن يحققها هبوط رجل على كوكب هامد؟ أليس من الأفضل، كما يقولون، استخدام هذه الكمية لتلبية الاحتياجات الحالية، والتي يوجد الكثير منها على الأرض؟
الجواب على هذا السؤال ليس بهذه البساطة. إن التعطش المستمر للمعرفة، والرغبة في المضي قدمًا، والرغبة في اكتشاف أشياء جديدة، وإيجاد مسارات غير معروفة، وطرح المزيد والمزيد من المشكلات الجديدة وحلها، هي أمور متأصلة في الطبيعة البشرية. ومع ذلك، عند غزو الفضاء، يتم متابعة الأهداف العملية البحتة.
وحتى الآن، في بداية عصر الفضاء، يمكننا القول إن الرحلات المدارية الأولى للأقمار الصناعية والمنافسة بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي أدت إلى تطور التكنولوجيا بشكل عام، وفي فروع مثل الإلكترونيات والمعادن والكيمياء على وجه الخصوص. ويلاحظ نفس التطور في الأرصاد الجوية والاتصالات (خاصة في التلفزيون). ومن المهم أيضًا أن يؤدي غزو الفضاء الخارجي إلى ثورة كبيرة في النظرة العالمية للجماهير العريضة من الناس، في موقفهم من العلوم والتكنولوجيا، التي أدخلت الكثير من الأشياء الجديدة في جميع مجالات الحياة البشرية.
التهديد من البكتيريا الفضائية
ومؤخراً، صدر في الولايات المتحدة الأميركية الشمالية فيلم بعنوان «السلامة في الفضاء» على شاشات السينما حول الاستعداد لرحلات فضائية حتى لا تنتقل البكتيريا من وإلى الأرض، أي عن العقم في الفضاء. وهنا ملخص للفيلم.
"هبطت" المركبة الفضائية على سطح قمرنا الصناعي. يرتدي أحد رواد الفضاء بدلة فضاء خاصة مصنوعة من قماش لامع، ويدخل غرفة معادلة الضغط، ويغلق الباب خلفه ويضغط على الرافعة. أصابته نفاثات من الغاز في نفس الوقت من جميع الجوانب، ولفترة من الوقت اختفى تمامًا في الضباب. هذا غاز سام - أكسيد الإيثيلين، الذي يدمر جميع أنواع البكتيريا المعروفة الموجودة على سطح البدلة الفضائية. رائد فضاء يرتدي بدلة فضائية معزول تمامًا عن البيئة، والغاز غير ضار به.
بعد هذا التعقيم، يفتح رائد الفضاء الباب الخارجي لغرفة معادلة الضغط، ويخرج، ويغلق الباب خلفه، وينزل إلى سطح الكوكب ويبدأ مهمته. يقوم بجمع عينات من التربة القمرية وشظايا الصخور، ويضعها في صناديق محكمة الغلق، ويحدد درجة الإشعاع باستخدام عداد خاص، ويعود إلى السفينة التي، مثل عنكبوت ضخم، ترتكز على عدة أرجل فولاذية. قبل دخول مقصورة المركبة الفضائية، يكرر رائد الفضاء العملية بتعقيم البدلة الفضائية من أجل تدمير البكتيريا القمرية المحتملة على ملابسه. بعد أن يأخذ رائد الفضاء مكانه في مقصورة السفينة، يضغط رفيقه على زر البداية، وتطير السفينة وتعود إلى الأرض. بعد الهبوط، لا يخرج رواد الفضاء على الفور. ينتظرون حتى يقوم فريق صحي خاص، مسلح بالخراطيم وأسطوانات الغاز، بتطهير الجزء الخارجي من السفينة بالكامل. فقط بعد هذه العملية يفتح رواد الفضاء باب مقصورة سفينتهم وينزلون إلى الأرض حاملين في أيديهم مواد قيمة للعلم - عينات من التربة من القمر.
لماذا يتعين علينا أن نكون حذرين للغاية مع القمر، وهو كوكب يبدو خاليًا تمامًا من الحياة؟
لقد وفرت عمليات رصد القمر مادة وفيرة للأحكام حول الحقائق والظواهر التي تحدث على سطح قمرنا الصناعي، وعلى الرغم من أن معرفتنا بهذا الكوكب جيدة بالفعل، إلا أنه لا يوجد حتى الآن علماء على وجه الأرض يمكنهم القول بثقة تامة أن هناك لا توجد حياة على الإطلاق.
ومن المعروف أن غياب الغلاف الجوي والماء والتقلبات الكبيرة في درجات الحرارة ووجود الإشعاع هي عوامل معادية لأي شكل من أشكال الحياة العضوية. ولكن هل يمكن القول أنه لا توجد حياة على الإطلاق في الطبقات العميقة من القارة القمرية؟ ألا يجب أن نأخذ في الاعتبار إمكانية مواجهة كائنات حية مختبئة مثلاً في الكهوف العميقة؟
وحتى الآن لم تتم الإجابة على هذه الأسئلة، ويجب توخي الحذر الشديد أثناء الاتصال المباشر بالقمر. بعد كل شيء، يمكن لرواد الفضاء، دون علمهم، إحضار البكتيريا القمرية على متن السفينة، ثم من السفينة إلى الأرض. ومن يدري كيف ستتصرف هذه البكتيريا عندما تجد نفسها في الظروف الأرضية.
في السنوات الأخيرة، فيما يتعلق بالتطوير الفعلي لمشاريع البعثات إلى القمر والمريخ، نشأ وتطور فرع جديد من العلوم - تعقيم الفضاء. يعمل مئات العلماء في العديد من المختبرات في الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة وإنجلترا الذين يحاولون حل مشكلة الحماية الموثوقة للأرض والكواكب الأخرى من خطر انتشار البكتيريا المسببة للأمراض وغير المرغوب فيها.
يتم اختبار طرق التعقيم المختلفة، ويتم تحديد إمكانيات وطرق اختراق البكتيريا في ظل ظروف مختلفة. وقد تم بالفعل الانتهاء من أعمال محددة لتعقيم المحطات الآلية المرسلة من الأرض نحو المريخ. لقد خضعت جميع المحطات الفضائية من طراز رينجر الأمريكية لعملية تعقيم شاملة، وتعرضت اثنتان منها، لهذا السبب بالتحديد، لحادث ولم تكملا مهامهما. وتبين أنه بسبب ارتفاع درجة الحرارة أثناء التعقيم لم تتحمل الترانزستورات وانطفأت عدد من الأجهزة الإلكترونية وتعطل التحكم في المحطات.
ومن ثم، فإن تعقيم الفضاء يطرح تحديات جديدة أمام مصممي المركبات الفضائية، يصعب حلها للغاية.
دعونا نفكر أولاً في مشكلة تعقيم المركبات الفضائية، التي قد تكون على متنها البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى (على سبيل المثال، العفن والفطريات) التي وصلت إلى هناك أثناء وجود السفينة على الأرض. بعضها مسبب للأمراض، والبعض الآخر غير ضار، والبعض الآخر محايد.
إذا وجدت هذه الكائنات الحية الدقيقة نفسها في ظروف متغيرة على كوكب آخر، فقد تموت، لكنها يمكن أن تتكيف بسرعة مع الظروف الجديدة وتتكاثر. ومع ذلك، لا نعرف ما إذا كانت هناك كائنات ذكية على الكواكب الأخرى، وما إذا كان انتشار أنواع البكتيريا غير المعروفة سابقًا يمكن أن يضر بها، ولكن يمكننا أن نفترض أن السكان الفضائيين سيواجهون مشاكل كبيرة.
والخطر الأكبر هو انتشار البكتيريا الأجنبية على الأرض، على سبيل المثال من المريخ. يعيش الناس على الأرض منذ آلاف السنين في انسجام معين مع بيئتهم، وقد طور جسم الإنسان مناعة ضد العديد من أنواع البكتيريا. إن ظهور بكتيريا غير معروفة سابقًا على كوكبنا يمكن أن يسبب عواقب وخيمة. الكائنات الحية الدقيقة قادرة على التكيف بسرعة مع الظروف الأرضية وتتكاثر في كل مكان. ويمكن أن تسبب أوبئة أمراض لم تكن معروفة من قبل، والتي قد يكون علاجها صعباً في المراحل الأولى من انتشارها.
يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة، على سبيل المثال، تدمير الغطاء النباتي للأرض، والبعض الآخر قد يلوث المياه، ويدمر الفحم والخرسانة وحتى الحديد. ويمكن للمرء أن يتخيل حجم الكارثة التي سيتعين على سكان الأرض أن يواجهوها.
طرق التعقيم
من بين الطرق العديدة لتعقيم المركبات الفضائية، يمكن تحديد ثلاث طرق أكثر فعالية: درجات الحرارة المرتفعة، والإشعاع (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة المؤينة)، والتعرض للمواد الكيميائية (الغازات أو السوائل أو المركبات الصلبة).
ولسوء الحظ، لا توجد حتى الآن وسائل مثالية للتعقيم. لا توفر أي من الطرق ضمانًا بنسبة 100٪ للتعقيم الكامل. تتميز الكائنات الحية الدقيقة بمرونة كبيرة وقدرة على التكيف مع الظروف المعيشية غير المواتية. هناك، على سبيل المثال، الكائنات الحية الدقيقة التي يمكنها تحمل درجات حرارة الأكسجين السائل والنيتروجين والهيدروجين وحتى الهيليوم، أي قريبة من الصفر المطلق (ناقص 273 درجة مئوية). تتحمل العديد من البكتيريا تمامًا التشعيع القوي وطويل الأمد، وتخرج على قيد الحياة بعد العلاج عند درجة حرارة الماء المغلي، وتكون قادرة على الاستغناء عن الأكسجين، وتمرير المرشحات الأكثر كثافة.
بالإضافة إلى ذلك، كما ذكرنا سابقًا، ليست كل طرق التعقيم مناسبة للبشر وغير ضارة للأدوات الموجودة على متن المركبة الفضائية. ففي نهاية المطاف، العديد من الأجهزة معقدة وحساسة لدرجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، والإشعاع، وتأثيرات المواد الكيميائية. كما أن المواد التي تُصنع منها ملابس رواد الفضاء حساسة للعديد من المواد.
وتبين خلال الاختبارات أن أفضل طريقة للتعقيم هي معالجة الأشياء التي يتم تعقيمها بالغازات، وخاصة أكسيد الإيثيلين. ومع ذلك، فإن هذا الغاز شديد السمية ولا يمكن استخدامه دائمًا، خاصة عند علاج رواد الفضاء أنفسهم.
وبالتالي، لا توجد طريقة مثالية. والأصعب من ذلك هو مشكلة حماية الأرض من تغلغل الكائنات الحية الدقيقة من الفضاء. بعد كل شيء، قد يتبين أن الأساليب المناسبة للكائنات الحية الدقيقة الأرضية، المناسبة في ظل الظروف الأرضية، غير مناسبة تمامًا للكائنات الحية الدقيقة التي تم إحضارها إلى مقصورة السفينة من المريخ أو الزهرة. وفي هذه الحالة، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار مخاطر الكوارث، والتي يصعب التنبؤ بعواقبها.
لذلك ليس من المستغرب أن يدرس العلماء هذه المشكلة باستمرار ويناقشونها في الندوات المخصصة لاستكشاف الفضاء. كما أصبح التهديد الذي تشكله الكائنات الحية الدقيقة في الفضاء موضوعًا للعديد من روايات وأفلام الخيال العلمي.
يولي العلماء اهتمامًا خاصًا بالمريخ، حيث توجد ظروف مواتية لحياة الكائنات الحية الدقيقة. قبل أن تطأ أقدامهم سطح هذا الكوكب، سيتعين على الناس حل مشكلة التعقيم، وإلى الحد الذي يضمن تمامًا سلامة كل من يعيش على هذا الكوكب وعلى الكوكب الآخر.
أما بالنسبة للقمر، فإن خطر الإصابة بالعدوى أقل بكثير، لأنه في رأينا أن إمكانية الحياة على القمر مشكوك فيها للغاية. لكن ستكون هناك حاجة إلى احتياطات خاصة للاتصال المباشر بكوكب الزهرة.
قبل أن يصل الإنسان إلى سطح القمر أو المريخ أو الزهرة، سيكون من الضروري جمع الكثير من المعلومات وكشف الكثير من أسرار الحياة على هذه الكواكب. سيكون من الضروري إرسال عدد كبير من المحطات الأوتوماتيكية هناك، والتي، بعد الهبوط على الكواكب، ستنقل المعلومات اللازمة إلى الأرض.
ملحوظات:
أظهرت القياسات التي أجرتها محطة الفضاء السوفيتية فينيرا 4، والتي وصلت إلى كوكب الزهرة في 18 أكتوبر 1967، أن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة يتكون بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون؛ ويشكل الأكسجين وبخار الماء حوالي واحد ونصف بالمائة؛ ولم يتم العثور على آثار ملحوظة للنيتروجين. وعلى مقطع القياس (25 كيلومتراً)، تراوحت درجة حرارة الغلاف الجوي من 40 إلى 280 درجة مئوية، وكان الضغط بالقرب من السطح 15 ضغطاً جوياً أرضياً. (ملحوظة المحرر).