به گزارش مجله خبری نگار، «جان اسکیلز ایوِری»، شیمیفیزیکدان نامبردار آمریکایی که سالیان درازی را در انستیتو فیزیک نیلس بورِ دانمارک پژوهیده است، چند سال پیش کتابی با نام شگفت نوشت: «از کجا آمدهایم، چه هستیم و به کجا خواهیم رفت».
او در این کتاب شگرف نگاهی دانشمحور را در پیش گرفته و خاستگاه گونه انسان را در کنار دیگر موجودات بررسی کرده است. همچنین اشاره کرده که حیات از آن ابتدایش تاکنون چه فرگشتی داشته، سیاره زمین چگونه پدید آمده، راژمان خورشیدی (منظومه شمسی) چگونه شکل گرفته، ستارگان و کهکشانها چگونه پدید آمدهاند و گیتی چگونه پدیدار شده است.
رویکرد «ایوِری» در کتابش نگاهی گلی و فراگیر به پدیده پیدایش از دریچه دانش است، اما به نکته ریزی اشاره میکند. گیتی ما سرشار از نادانستهها و شگفتیهاست. او خاستگاه مادّه، زیست یا حیات، انسان و بِگِرت (مفهوم) هوش را کنار هم میچیند و خواننده را به سمتی میبرد که او دریابد هیچچیز در این گیتی ناممکن نیست، اما درعینحال پافشاری میکند که مرز میان خیال و واقعیت را بدانیم.
در این مقاله میخواهیم پرونده یکی از جنجالیترین رویدادهای دانشی-اخترشناسی را بگشاییم و بدون هرگونه سوگیری شما را به ژرفاندیشی و کاوش بیشتر دعوت کنیم. بیشک نام هوش فرازمینی یا تمدن فرازمینی یا زیست فرازمینی را شنیدهاید و چهبسا دربارهاش خواندهاید. زیستِ فرازمینی و گامی فراتر از آن زیستِ هوشمند فرازمینی از آن دسته موضوعهایی است که شبهدانش و بلکه تارهای پاددانشیِ بسیاری پیرامون آن تنیده شده است و سدی شده تا همگان نگره دانشی دربارهاش را بیاموزند.
پیش از ورود به داستانمان اجازه دهید نکتهای ظریف را درباره پیشوند «فرا» بگوییم. پیشوند «فرا» را برای واژگانی همچون «سیارههای فراخورشیدی» یا «جرمهای فراکهکشانی» بسیار دیده و شنیدهاید. اگر بخواهیم پیشوندی کاملا همخوان با تواناییهای دانشیِ زبان فارسی برگزینیم، باید از پیشوند «اُستر» بهره جوییم و برای نمونه بگوییم «سیارههای اُسترخورشیدی». اما در این مقاله، چون برای همگان نوشتهایم و نخستین هدف ما جاانداختن مطلب بدون دشواریهای واژگانی، هرچند درست و پَرسون (دقیق) است، از همان واژه آشنای فراخورشیدی و فراکهکشانی استفاده کردهایم.
داستان به برآخت یا جسمی آسمانی ارتباط دارد که «اوموآموآ» نام دارد. جسمی آسمانی که سروصدای بسیاری به راه انداخته است. پرچمدار داستان اوموآموآ اخترفیزیکدان پرآوازهای با نام «اَوی لوئب» است که اصالتی خاورمیانهای دارد و دانشمندی آمریکایی به شمار میرود. او در بسیاری از پژوهشهای اخترفیزیک و کیهانشناسی نوین پیشگام است: از فیزیکِ ستارگانِ نخستیِ کیهان تا کشف سیارات فراخورشیدی.
کتابهایش را دانشگاههایی همچون پرینستون چاپ کردهاند، دانشجویانش در پرآوازهترین دانشگاههای دنیا کرسی استادی و پژوهشی دارند و نزدیک به هزار مقاله دارد که برخی از آنها زبانزد دانشمندان است. حالا او درباره برآخت یا جسمی آسمانی نظریه و نگرهای را پیش کشیده که همنوایان و مخالفان بسیاری دارد. در این مقاله نخست زیربنای دانشیِ لازم را بسیار ساده و گزیده خواهیم گفت؛ سپس به داستان هیجانانگیز اوموآموآ خواهیم پرداخت. به جهان اوموآموآ خوشآمدید.
نخست باید با این پرسش مهم روبهرو شویم که حیات یا زیست چیست. پاسخ ما به این پرسش هرچه پرسونتر باشد، پرسشهای بعدی را پرسونانهتر پاسخیابی خواهیم کرد. ازآنجاییکه پاسخ این پرسش که زیست چیست با دو پرسش دیگر یعنی آیا ما تنهاییم و آیا در جایی جز زمین زیست وجود دارد، درهمتنیده شده، بنابراین اخترشناسی نوین کمک میکند تا پرسش اصلی یعنی «حیات یا زیست چیست» را بهتر پاسخ دهیم. نخست نیاز داریم بدانیم منظور ما از زیست چیست. تعریف این بگرت (مفهوم) دشوار است، اما بهطورکلی پذیرفتهایم که زیست سازمانیافتگیِ مادّهای است که هفت ویژگی کلیدی دارد. رشد، تنفس به معنی تبادل گازها، دفع، زادوری (تولیدمثل)، واکنش به محرکهای بیرونی و توان حرکت یا جابهجاییپذیری.
البته جابهجاشدن درباره گیاهان و برخی جانوران درست نیست درحالیکه در تعریف زیست جای میگیرند. مادّه در یک بلور سازمانیافته و مرتب است و میتوان استدلال کرد که بلور با تغذیه رشد میکند. همچنین به تکثیر اتمها در همسایگیاش واکنش نشان میدهد. به محرکهای بیرونی همچون بار الکتریکی واکنش نشان میدهد. بااینحال از خود دفع و تنفس ندارد؛ بنابراین در تعریف زیست نمیگنجد.
آتش چطور؟ آتش از مواد آتشزا تغذیه میکند، اکسیژن را جذب میکند که فرایندی شبیه تنفس است. رشد میکند، حرکت میکند، میتواند آتشهای دیگر را در جاهای دیگر برباید و در جاهای دیگر تولید شود. به محرکهای خارجی همچون باد و آب و کپسول آتشنشانی پاسخ دهد. اگر فرض کنیم آتش میتواند هفت شرط نخستین را برآورده کند، تفاوتی مهم با موجودات زنده دارد که یک شرط مهم دیگر را دارند. موجود زنده میتواند جهش داشته باشد.
جهش به جاندار یا موجود اجازه میدهد تا با محیطهای جدید سازگار شود و فرگشت یابد. آتش نمیتواند بهگونهای متفاوت از اکسیدشدگی همچون زنگزدگی تبدیل شود؛ اما از روی پیشینههای فسیلی میدانیم که زیست همواره خود را سازگار کرده و بنابراین پُرگونی شگفتانگیزی در اطراف ما پدید آمده است؛ از باکتری و صدف تا هندوانه و فیل. ویروس را هم میتوان گونهای از زیست در نظر گرفت؛ بنابراین تعریف پیشین زیست که ناکافی، محدودزا و ناکامل بود، جای خود را به تعریف جدیدی داده که میتواند به دیگر جاهای گیتی هم گسترش یابد.
در اساس آنچه زیست را از مادّه بیاثر جدا میکند، رشد، واکنش به محرک خارجی، زادورزی و فرگشتِ برگرفته از انتخاب زاستاری (انتخاب طبیعی) است. روی زمین مولکول مارپیچ دیاِنای پادشاه همهکاره است و قدرت در دست اوست. با همانندسازی خود زادآوری میکند، با جهش فرگشت مییابد، برای میزبانش برنامهریزی میکند، رشد میکند و به محرک خارجی واکنش میدهد.
ما از گاز و غبار و گرد ستارگان پدید آمدهایم. اگر ستارگان نبودند و اگر گیتی ستارهزایی نمیداشت ما نیز پدید نمیآمدیم و زیست، بهویژه زیست هوشمند وجود نداشت. از این منظر ما فرزندان ستارگان هستیم و میان انسان و ستارگان پیوندی ناگسستنی وجود دارد. نزدینانه (تقریبا) تمام بُنپارهای شیمیایی در بدن انسان و دیگر موجودات زنده از ستارگان است.
مهمترین بُنپارهای زیست عبارتاند از کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن یا ازت، فسفر، گوگرد. در این میان بُنپار آهن هم بسیار مهم است که در قلب ستارگان تولید میشود. اگرچه بخش زیاد جرم ستارگان را هیدروژن تشکیل میدهد؛ این بُنپار در ستارگان تولید نمیشود t بلکه در مهبانگ تولید شده است. ستارگان تودههای بسیار پرجرمی از گاز هستند که در مرکزشان چگالی و دما چنان زیاد است که در برخی هیدروژن به هلیوم گدازش مییابد و در برخی سه بُنپار کربن و نیتروژن و اکسیژن زیر فشار و دمای سرسامآوری میگذازند.
گداخت فرایندی هستهای است که در آن بُنپارهای سبک به بُنپارهای سنگین تبدیل میشوند. فرایندی که در ستارگانی همچون خورشید رخ میدهد گداخت هیدروژن به هیلیوم است که در هر ثانیه میلیونها تن جرم خورشید به انرژی تبدیل میشود. گویی در هر ثانیه در خورشید میلیونها بمب هیدروژنی منفجر میشود. ۶۵ درصد جرم انسان را اکسیژن تشکیل میدهد که در ستارگان ساخته میشود. همچنین ۱۸ درصد را بُنپار ضروری کربن تشکیل میدهد که باز هم در ستارگان ساخته میشود. ۱۰ درصد را هم هیدروژن. به این نکته توجه کافی داشته باشید که از جرم سخن میگوییم و نه از تعداد. نیتروژن و کلسیم هم به مقدار بسیار اندکی، رویهمرفته کمتر از پنج درصد را تشکیل میدهند و آهن که پنجهزارم درصد است، اما بُنپاری بسیار مهم برای زیست است و سازنده هموگلوبین. آهن در فرگشت ستارهای در ردهای از ستارگان که دستکم ۱۰ برابر خورشید جرم دارند تولید میشود. بُنپارهای سنگینتر از آهن برونداد انفجار ستارگان پرجرم است.
ستارگان پرجرم پس از عمر کوتاه و فرگشت گداختی، تا مرحله آهنسازی در هسته پیش میروند. بُنپارهای سنگینتر از آهن زاییده برخورد نوترونهای پرانرژی هسته ابرنواختر با بنپارهای شیمیایی به بیرون پرتاب شده است. در ساختار زاستار گیتی چیزی در حدود ۱۲۰ بُنپار داریم که بخش هنگفتی از آنها در بدن انسان وجود دارد. درک چنین پدیدههایی و رابطه فیزیکی انسان و ستارگان قدمتی کمتر از صد سال دارد. هر آنچه از مادّه شکل گرفته، در زمین و انسان فرگشتپذیر و فناپدیز است. ستارگان نیز چنیناند و فرگشت ستارگان که از آن با نام «تحول ستارگان» هم نام میبرند، بذر زیست را در کیهان میپراکند.
بد نیست به نکتهای کوتاه درباره جدول تناوبی اشاره کنیم. نخستین جدول تناوبی بشر خردمند پنج بُنپار داشت که در واقع با معنای امروزیِ بُنپار تفاوت داشت. آب و باد و خاک و آتش و اتر. پیشینیان ستارگان را جاودانه میپنداشتند، اما «فیلوپونوس» یونانی نخستین کسی بود که با دو دلیل تفاوت رنگ ستارگان و دگرسانی درخشندگیشان آنها را فناپذیر دانست. ستارگان کارخانههای فراوری بُنپارهای شیمیاییاند. مادّه درونشان را که گاز بسیار داغ است به بیرون پرتاب میکنند، گاز داغ با ابرهای فضای اندراختری درمیآمیزد و ستارگان جدید پدید میآیند.
خورشید یکی از ستارگانی است که از آن گاز زاده شده. سیارههای راژمان خورشیدی از همان گاز در حال فرگشت و زایش ستارهای پدید آمدهاند، زیستِ روی زمین هم خاستگاهی از آن گاز دارد؛ بنابراین به زبان بسیار ساده ما از گاز و گرد و غبار ستارگان پدید آمدهایم. بستگی زیستِ زمینی به ستارگان تنها بهخاطر بُنپارهای شیمیایی نیست؛ بلکه زیست بهشدت به نور و تابندگی خورشید بسته است.
آیا انسان تنها موجود هوشمند گیتی است؟ آیا در جاهای دیگر هم زیستِ هوشمند، همانند آنچه روی زمین داریم و در گذر سدههای بسیار پیشرفت تمدنی و دانشی داشته، وجود دارد؟ اجازه دهید از دو دانشمند نامور یاد کنیم که فهم ما را از زیست دگرگون کردند.
«کپرنیک» نشان داد زمین مرکز راژمان خورشیدی نیست و گرد خورشید میگردد. «داروین» هم با نظریه فرگشت که گاهی از آن با نام تکامل یاد میکنند و همین نامگذاری دردسرهای زیادی را سبب شده و کجفهمان را به نسبتدادن حرفهای ناروا درباره این نظریه واداشته، نشان داد فرگشت زاستاری زیست در طول زمان رخ داده است. به دیگر سخن نه انسان و زمین جایگاهی ممتاز دارند و نه زیست پدیدهای فرادانشی است. زمین یکی از سیارههای راژمان خورشیدی است و اخترشناسان دریافتهاند، خورشید یکی از میلیاردها میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری است و راه شیری یکی از صدها میلیارد کهکشان در گیتی. شاید دور از ذهن نباشد که بگوییم زیست ساده را در آینده نهچندان دور به یاری کاوشهای نوین در بسیاری جاها خواهیم یافت، اما زیست هوشمند روی زمین پدیدهای حیرتانگیز است. حتی اگر در دیگر جاهای گیتی هم زیست هوشمند بیابیم باز هم از حیرتانگیزیاش نمیکاهد.
تاکنون بیش از چهار هزار سیاره فراخورشیدی یافتهایم و این در حالی است که هنوز از عصر کشفهای شگفتانگیز اخترشناسی به یاری فناوریهای پیچیده نیمقرن هم نمیگذرد. یادمان باشد که در ستارگان نباید در پی زیست بود، زیرا ستارگان تودههای گازی داغی هستند که امکان رشد و پایداری زیست را ندارد؛ برای نمونه دمای سطح خورشید شش هزار درجه سانتیگراد است و ستارگانی با دمای سطحی تا ۴۰ یا ۵۰ هزار هم داریم. باید در سیارههایی که پیرامون ستارگاناند یا دیگر اجرام اختری که واجد شرایط زیستاند، بگردیم.
این نکته را هم فراموش نکنیم که زیست برای ما یعنی زیستِ زمینی؛ چون گونه دیگری از زیست را نمیشناسیم. زیست زمینی براساس بُنپار کربن و آب استوار است. اشاره کردیم که شش بُنپار نقشی مهم دارد و در این میان کربن نقشی بیبدیل. کربن میتواند چهار پیوند با بُنپارهای دیگر داشته باشد. هیدروژن و کربن میتواند هیدراتکربن بسازد که سرچشمه اصلی انرژی زیستی است. چهبسا در دیگر جاهای گیتی هم کربن ستون فقرات زیست باشد. در فضای اندراختری (=فضای میانستارهای) ساختارهای بزرگ مولکولی وجود دارد که از گاز و غبار و مولکولهای پُرگونی تشکیل شده. دما در حدود منفی ۲۵۰ درجه سانتیگراد است. در این فضای اندراختری مولکولهای آمونیاک، الکل، فرمالدهید و حتی گلیکوآلدهید که نوعی قند است، آشکارش شده. اشاره کنیم که ستارگان درون این ابرها دیسیده میشوند.
همانندسازی ابر مولکولی زیر تابش فرابنفش نشان داده که قند تولید میشود؛ ازجمله ریبوز که درون آراِناِی است؛ بنابراین مولکولهای پیشزیستی میتوانند در فضای اندراختری پدید آیند و به سیارهها منتقل شوند. در سیارهها زیستِ زاییده فرگشت مادّه کلید بخورد و طی بازه زمانی طولانی که البته در برابر زمان کیهانی چندان هم بلند نیست، زیست هوشمند پدیدار شود.
به نظر میرسد تنها ۴۰۰ میلیون سال پس از پیدایش زمین مولکولهای پیشزیستی جوانه زدند. شبیهسازی روی زمین نشان میدهد زیست میتواند در شرایط سخت ماندگاری و فرگشت و سازگاری داشته باشد. وجود زیست در کیهان نباید پدیده کمیابی باشد. در کهکشان راه شیری بیش از ۲۰۰ میلیارد ستاره وجود دارد و گیتی صدها و صدها میلیارد کهکشان دارد. بدبینانهترین محاسبات هم خبر از تعداد چشمگیری زیست و حتی زیست هوشمند در کیهان میدهد. حال این پرسش پیش میآید که جانداران هوشمند کجایند؟
بد نیست اشاره کنیم یکی از کسانی که به این پرسش اندیشید و پاسخی اعتناپذیر یافت، «انریکو فرمی» بود. فیزیکدان هستهای نامبردار ایتالیاییتبار آمریکایی که هوش و نبوغ سرشاری داشت و برنده جایزه نوبل فیزیک ۱۹۳۸ م. بود.
این پرسش به پارادوکس یا ناسازگارنمای فرمی شهره است. یک پاسخ طنازانه شاید این باشد که جانداران هوشمند در خانههایشان نشستهاند. پاسخ دیگر که دور از طنز نیست، اما معنادار است چنین است: موجودات از آن جهت هوشمندانه که نمیخواهند با دیگران تماس بگیرند. اما بهراستی چه عاملی تماس و سرزدن زیست هوشمند را در پهنه کیهان با مشکل روبهرو میکند؟ پاسخ در فاصلههای بسیار دور کیهانی و برآختها یا اجرام آسمانی از یکدیگر است. اگر فضاناوی بخواهد با سرعتی که کسر اندکی از سرعت نور است، به نزدیکترین سیاره فراخورشیدیِ زمینگون سفر کند دوهزارو ۵۰۰ سال به درازا میانجامد. فضاناوی که باید دهها هزار تن وزن و تجهیزات داشته باشد، چندین نسل در آن زادوولد کنند و به هزاران مشکل فنی چیره شود تا بتواند به آنجا برسد.
بیایید از زاویهای دیگر هم به یک تمدنِ بر پایه زیست هوشمند نگاهی بیندازیم. شاید تمدنهای هوشمند پیش از آنکه بخواهند در پی تماس باشند با جنگی هستهای خود را نابود کرده باشند! کاری که بشر هم ممکن است انجام دهد. شاید آنها نیز در معرض تغییر جوّی سیارهشان نابود شدهاند یا شاید تهدید فراسیارهای، نابودشان کرده است. چهبسا آنها هم مانند زمین در معرض تغییر میدان مغناطیسی یا توفانهای خورشیدی رو به نابودی رفتهاند. تغییر میدان مغناطیسی به هر دلیلی، جنگ هستهای، برخوردهای کیهانی و دیگر رویدادها میتوانند تمدنی را پیش از تماس نابود کنند.
در زمین پروژهای با نام سِتی وجود دارد که کارش یافتن و برقراری تماس با دیگر تمدنهاست. در نگاه نخست خیالی به نظر میرسد، اما یکی از راههاست. آنها به بیرون از راژمان خورشیدی پیام رادیویی گسیل میدارند تا شاید صدایی بشنوند یا چیزی بیابند. اجازه دهید این بخش را با دو موضوع تمام کنیم. نخست اینکه داستان بشقابپرنده را با نگاه دانشی به زیست هوشمند فرازمینی اشتباه نگیرید. تاکنون هیچ شاهد محکمی برای بشقابپرندهها دیده نشده. داستان اوموآموآ هم با بشقابپرندهها زمین تا آسمان تفاوت دارد.
در نیروی هوایی کشورهایی همچون آمریکا هم گزارشهایی از برخورد با اجرام پرنده ناشناس گزارش شده و حتی در نیروی هوایی ایران هم وجود دارد، اما تأیید آن برای نویسندگان این مقاله بسیار دشوار است. اگرچه باور داریم خبر کشف زیست فرازمینی از نوع ساده آن چندان به درازا نخواهد کشید و چهبسا در جایی از همین راژمان خورشیدی بیابیم. اجازه دهید این بخش را با نقلقولی از «استیون هاوکینگ» تمام کنیم که باور داشت نباید چندان درصدد تماس با بیگانگان باشیم. چون اگر بسیار پیشرفتهتر از ما باشند میتوانند خطرآفرین یا نابودگر باشند.
مدار اوموآموآ که از فضاى اندر اخترى به راژمان خورشیدى آمد
آدمی از دورترین زمانها پندار نادرستی درباره خاستگاه خود و خاستگاه گیتی داشت. زمانی خود را تاج سر گیتی و اشرف مخلوقات میپنداشت، اما «کپرنیک»ها و «داروین»ها و حتی «تگمارک»ها نشان دادند این پندار نادرست است و بر اساس عصر نابخردی انسان بود که شناختی از خود و گیتی نداشت. اشاره کردیم که زیست هوشمند در راژمان خورشیدی فقط در سیاره زمین است. شرایطش را هم گفتیم. برای پاسخ به این پرسش که آیا بهراستی در گیتی تنهاییم، رشته نوپایی پدید آمده که اخترزیستشناسی نام دارد.
اخترزیستشناسان از فیزیک، شیمی، زیستشناسی در شکل کلاسیک آن و از هوش مصنوعی و شبیهسازی در شکل فراکلاسیک استفاده میکنند تا پاسخی بیابند. باید این نکته را هم روشن کنیم که منظور ما از واژه «تنهاییم» چیست؟ اگر تنهایی را به این معنا بدانیم که ابر و باد و مه و خورشید و فلک دست به دست هم دادهاند تا فقط انسان پدید آید، به بیراهه رفتهایم؛ اما اگر تنهایی را چنین معنا کنیم که به دلیل نداشتن ارتباط و تماس و شناخت تنها ماندهایم، دور از ذهن نیست.
اشاره کردیم که فاصلههای کیهانی سد راه سفرهای کیهانیاند. باز لازم است یادآور شویم که ما زیستِ ناکربنی را نمیشناسیم. برای نمونه نمیدانیم زیست استوار بر بُنپاری همچون سیلیکون وجود دارد یا نه و اگر وجود دارد چگونه است! اجازه دهید کمی این پرسش را بکاویم و همینجا «اصل انسانمحوری کیهانشناختی» را بازگو کنیم.
کیهانشناسی نوین در حالی به میدان آمده که در آن پرسشهایی زاده شدهاند که در روزگاری آنها پرسشهای فلسفی و فرازاستاری میشناختند. تا اوایل دهه ۱۹۷۰ م. کیهانشناسی بیشتر در پی یافتن «چه» و «چگونه» بود. اما اینک به پرسشهای بنیادین «چرایی» هم وارد شده است.
برخی کیهانشناسان و دانشمندانی از دیگر بخشهای دانش کوشیدهاند برای پارهای از پرسشها بهویژه آن دسته پرسشها که با ویژگیهای زاستاری گیتی پیوند دارد و ماهیتی غایتمدارانه دارد، پاسخی بیابند. چرا گیتی ما چهار بُعد دارد؟ چرا ثابتهای بنیادین زاستار (=طبیعت) همچون ثابت پلانک، ثابت گرانشی نیوتن، ثابت بولتزمان و جز آن مقدار کنونیشان را دارند. با انقلاب کپرنیکی و نفی مرکزمحوری زمین، آدمی نیز جایگاه ویژه را از دست داد و کار به جایی رسید که «ولتر» در «کاندید» فیلسوفی بلندبالا همچون «لایبنیتس» را تمسخر کرد. آرای «داروین» تیر کشنده دیگری را بر نقش و جایگاه آدمی زد؛ چنانکه گویی تفاوت انسان با دیگر موجودات تنها از نظر میزان پیچیدگی و مرتبه در سلسلهمراتب فرگشتی است و این امر هم به تصادف رخ داده است. اما به سال ۱۹۶۰ م. «رابرت دیکه»، فیزیکدان، نشان داد بر اساس «اصل انسانمحوری ضعیف» زیست تنها در دوره کوتاهی از تاریخ فرگشتی گیتی ما وجود داشته باشد. کمتر از ۱۰ سال بعد، فیزیکدان بلندآوازهای با نام «براندون کارتر» «اصل انسانمحوری قوی» را ارائه داد. این اصل میگوید از میان مقدارهای ممکن ثابتهای بنیادین زاستار و شرایط آغازین گیتی تنها مقادیر و شرایط بسیار خاصی میتوانستند به پدیدآیی زیست و زیست هوشمند در گشتی بینجامند. به زبان دیگر ابر و باد و مه و خورشید و فلک همگی در کار شدند تا درنهایت انسان خردمند پدید آید و درباره گیتی بیندیشد. اگرچه شماری از فیزیکدانان و کیهانشناسان از این دو اصل گریزانند و بهمراتب تندتر از «ولتر» بر آن میتازند؛ دانشمندانی هم مانند «جان بارو» دربارهاش مقالهها و کتابها نوشتهاند.
تصویر واقعى از اوموآموآ، آنگونه که از تلسکوپ نپاهشگاه هاوایى دیده شده
در اکتبر سال ۲۰۱۷ م. با رویدادی شگفت در راژمان خورشیدی روبهرو شدند. آنها برآختی با جرمی آسمانی را کشف کردند که به خانواده پرجمعیت راژمان خورشیدی تعلق نداشت. فضاگرد کیهانی ما که نامش «اوموآموآ» است از فضای دودست آمده بود، دو هفته میهمان نپاهشگران بود و به راهش ادامه میدهد. برای اینکه بهتر خاستگاه اوموآموآ را بشناسیم، نیاز داریم کمی بیشتر درباره راژمان خورشیدیمان بدانیم.
خورشید ما ستارهای معمولی و میانجرم است. هشت سیاره دارد و یک سیاره کوتوله. ۹۰ درصد جرم راژمان را خورشید تشکیل میدهد و کل راژمان زیر سیطره آن است. در این راژمان میلیاردها برآخت یا جرم کوچک در جاهای گوناگونش وجود دارد. این راژمان در حدود پنج میلیارد سال پیش از ابرهای کیهانی زاده شده است.
مقداری از ماده به شکل سنگها و تودههایی از گاز یخزده و دیگر مواد در سه جای اصلی پیرامون خورشید در گردشاند. یکی بین مدار سیارههای بهرام و هرمز است که به کمربند سیارکها شهره است. دیگری کمربند کوئیپر است که در فاصله ۳۰ تا ۵۰ برابر فاصله زمین تا خورشید قرار دارد. دما در آنجا منفی ۲۲۰ درجه سانتیگراد است. برآختهای این کمربند تودههای یخزده است و هرگاه جسمی از آن به درون راژمان کشیده شود، میتواند به دنبالهدار تبدیل شود.
خاستگاه دیگر برآختهای دنبالهدارگون در فاصله ۵۰ هزار تا صد هزار یکای اخترشناسی (همان فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری بین زمین و خورشید) است که همچون ابری راژمان ما را در برگرفته است. نام این ابر، اُورت است، برگرفته از نام اخترشناس پیشبینیکنندهاش. دما در ابر اُورت منفی ۲۶۰ درجه سانتیگراد است و میلیاردها برآخت در آن جای دارد. اگر اجرامی از آنجا درون راژمان بیایند و به سمت زمین روانه شوند، میتوانند خطرآفرین شوند. برخورد شَخانهای با قطر یک کیلومتر میتواند لاوَکی به قطر ۱۵ کیلومتر در سطح زمین بسازد.
برخی دریاچهها روی زمین نتیجه همین برخوردهای خشن سنگهای آسمانی با زمیناند. گفته میشود یکی از همین برخوردها طومار دایناسورها را در زمین در هم پیچیده است. سازمانهای فضایی اروپا، آمریکا و ژاپن همچنین نپاهشگاههایی (=رصدخانه) پروژههایی را برای آشکارش این اجرام تعریف کردهاند. باید بدانیم نپاهش چنین اجرامی به سبب بازتابش اندک نور، اندازههای کوچک و جابهجایی در فضا دشوار است.
حال به اوموآموآ بازگردیم. اکتبر سال ۲۰۱۷، یعنی چهار سال و دو ماه پیش، اخترشناسان در نپاهشگاهی در هاوایی، برآختی را در آسمان یافتند که جای خودش را تغییر میداد و در فاصله میانگین دودهم یکای اخترشناسی از زمین بود. نخست گمان کردند دنبالهدار است، اما عکسهای بیشتر و نپاهشهای پرسونتر نشان دادند ممکن است سیارک باشد. پس از دو هفته نپاهش مداوم فهمیدند مدار آن هذلولی است.
هذلولیبودن مدار از آنسو مهم است که برآختهای درونراژمانی ما مدار بیضی دارند. بیضیِ نزدیک به دایره یا بیضی بسیار کشیده. اما مدارشان بیضی است و بیضی، خَمی بسته است. مدار هذلولیِ اوموآموآ خبر از نکته مهمی داشت. این برآخت به راژمان خورشیدی تعلق ندارد و از فضای اندراختری میهمان ماست و در میان تمام سیارات، زمین را برای گذر نزدیک برگزیده است. همچنین به دلیل سرعت زیادش خورشید نمیتواند به گرانشش آن را در راژمان نگه دارد.
اوموآموآ از ۴۰۰ سال پیش سفرش به سوی راژمان ما را آغازیده، با سرعتی برابر با ۲۶ کیلومتر بر ثانیه. در تاریخ ۹ سپتامبر ۲۰۱۷ به نقطه پیراهوری خود رسیده است. پیراهور نزدیکترین نقطه از خورشید است. در آن زمان فاصلهاش از زمین ۲۶ میلیون کیلومتر بود. سرعتش ۸۸ کیلومتر بر ثانیه. به سال ۲۱۹۷ م. یعنی ۱۷۶ سال بعد هم که بیشک تمام خوانندگان امروزی این مقاله رخ در نقاب خاک کشیدهاند، فاصلهاش هزار یکای اخترشناسی خواهد شد.
اجازه دهید پیش از آنکه بیشتر به ویژگیهای اخترشناختی اوموآموآ بپردازیم، نخست بگوییم که این واژه یعنی چه. اوموآموآ واژهای هاواییای است و بد نیست بدانید هاوایی بهشت اخترشناسان است با رصدخانههای بسیار در بلندیهایش. اوموآموآ به معنای «پیشاهنگ یا پیامآور» است و از سه بخش تشکیل شده. «او» به معنای دست درازکردن است، «موآ»ی اول به معنای پیش است و «موآ»ی دوم برای تأکید است. حال پس از آشکارش، اخترشناسان در پی ویژگیهای اخترشناختی آن بودند.
تصویرى خیالى از اوموآموآ درصورت ىکه فضاگرد کیهانى باشد
نپاهشها نشان دادند که اوموآموآ دنبالهدار نیست، چون پدیده خروج گاز در آن دیده نشد. تا یادمان نرفته بگوییم که اوموآموآ را نخستینبار اخترشناس ۴۰ ساله کانادایی، «رابرت وریک»، کشف کرد. شکل ظاهری اوموآموآ نخستین راز پیشرو بود.
شکل آن شبیه مداد یا سیگار است، بسیار کشیده. برآخت اخترشناختی اندراختری است با مداری هذلولی. هذلولی و مدارهای هذلولیگون به مدارهای باز مشهورند، یعنی چنین جرمی فقط یک بار میهمان راژمان است و مدارش تکرارشونده نیست. مدار تکرارشونده به مدارهای بسته همچون دنبالهدارهایی با مدار بیضی کشیده میگویند یا مدار سیارههای راژمان که به دایره نزدیکاند. اگرچه نپاهش اصلی دو هفته به درازا کشید، اما به مدت ۸۰ روز، از نخستین نپاهش تا آخرین آن زمان برد. نقطه پیراهوریاش ۲۶ میلیون کیلومتری زمین بود که در فاصلههای کیهانی بسیار نزدیک زمین است. سرعت میانگینش در فضای اندراختری ۲۶ کیلومتر بر ثانیه است، خروج از مدار مرکزیاش ۱۲۲ است. ناسانی یا آنومالی میانگینش ۵۱ رادیان است. ابعاد آن نخست بین صد تا هزار متر برآورد شد، اما محاسبات پرسونانه عدد میانگین ۴۰۰ متر را برای درازای آن پذیرفتند.
آنچه مشخص است شکل اوموآموآ بهشدت کشیده است. درازای آن حداقل ۱۰ برابر پهنایش است. شاید از خود بپرسید دوره گردش آن به دور محور اصلی چگونه است؟ پاسخ این است که دوره گردش مشخصی ندارد. قدر ظاهری اوموآموآ بین ۱۹ تا ۲۷ است و قدرمطلق آن ۲۲. اجازه دهید درباره اوموآموآ نکته شگفت دیگری را بگوییم. راژمان خورشیدی را صفحهای در نظر بگیرید، چیزی شبیه به پیتزا. ستبرای پیتزا در قیاس با پهنای آن در راستای شعاعی چنان است میتوانیم پیتزا را صفحه در نظر بگیریم. خورشید در وسط است و سیارات کموبیش در درون صفحهاند.
به زبان ساده حلقههای سوسیس روی نان پیتزا هستند. اوموآموآ با شیب تندی، از فضای اندراختری وارد راژمان خورشیدی شد، نقطه پیراهور را لمس کرد، کمی به زیر صفحه راژمان رفت و سپس شتاب گرفته و به بالای صفحه آمده و به مسیرش ادامه میدهد. این ویژگیها را به خاطر بسپارید تا به ادامه ماجرای هیجانانگیز اوموآموآ بپردازیم و بگوییم اخترفیزیکدان نامآور هاروارد، «اَوی لوئب» درباره اوموآموآ چه نگرهای را پیش کشیده است.
«اَوی لوئب» با کنار هم گذاشتن تمام دادههای نپاهشی از چندین نپاهشگاه زمینی و نیز تلسکوپ هابل، این نگره را پیش کشید که ممکن است اوموآموآ نه یک برآخت آسمانی بلکه فضاگردی مصنوعی است؛ فرستادهای از تمدنهای هوشمند است. ساختوارهای بیگانه است. به زبان بسیار ساده اوموآموآ به نظر پروفسور «لوئب» جسمی مصنوعی است. مصنوعی یعنی سازندهای دارد. سازندهای هوشمند. یعنی در جایی از گیتی تمدنی هوشمند وجود دارد روی سیارهای که گرد ستارهای در گردش است. آن تمدن هوشمند فضاگردی ساخته و آن را بهسوی زمین و چهبسا جاهای دیگر روانه کرده است.
حواستان باشد که زیستِ فرازمینی با ساختواره کیهانی تفاوت دارد. داستان به سال ۲۰۱۷ م. از پروژه پان-استارز آغازید. در این پروژه تلسکوپهایی عکسهایی خودکار را با روبش آسمان و کاویدن آن برای یافتن برآختهای بسیار کوچک تهیه میکنند. نپاهش چنین اجرامی حتی با تلسکوپهای پرتوان امروزی هم دشوار است. این برآختها کمنور، کوچک و درحال حرکتاند.
اوموآموآ دو روز پیش از نپاهیدهشدن، از فاصله ۲۶ میلیونکیلومتری زمین رد شده بود، یک ماه پیشتر هم از فاصله ۳۷ میلیونکیلومتری زمین عبور کرده بود. البته باید بدانیم اخترشناسان همواره انتظار ورود چنین اجرامی را از فضای اندراختری به راژمان خورشیدی را دارند. شاید هر سال فقط یک جرم. اما داستان اوموآموآ متفاوت بود. نخست اینکه اگرچه نپاهشها نتوانستند شکل ظاهری آن را با پرسونش بالا تعیین کنند، اما آنچه هویدا بود شکل سیگارگون آن بود. اگرچه دنبالهدارها و سیارکها شکل نامنظمی دارند، اما اوموآموآ این دیدگاه را تقویت میکرد که شبیه جسمی مصنوعی و ساخته شده است.
یکی از دلایل سخت-نپاهشی بودن آن نداشتن نور از خود بود. از سویی درخشندگیاش هم هر چهار ساعت تا در حدود ۱۰ برابر تغییر میکرد. این نکته را یادآور شویم که اوموآموآ از تمام ویژگیهای سیارکها و دنبالهدارها پیروی نمیکند و بهنوعی خارج از چارچوب است. سیارکها تغییر درخشندگی دارند، چون شکلشان کروی نیست و حتی بدریختی هم دارند. به گرد محورشان هم میچرخند. اما اوموآموآ محور مشخصی ندارد و تغییر درخشندگیاش بیش از بازه مرسوم سیارکها است.
بررسی منحنی نوری اوموآموآ نشان داد وقتی نوک آن بهسوی زمین است نور اندکی بازمیتاباند و وقتی پهنایش بهسوی زمین است نور بیشتری به زمین میرسد. ضریب بازتاب نور آن یکدهم است یعنی ۱۰ درصد نور دریافتی را بازمیتاباند. نکته مهم دیگر اینکه تلسکوپ هابل تا دو ماه اوموآموآ را نپاهید و مسیر حرکتش را تعیین کرد. مسیر طی شده توسط اوموآموآ با قانون گرانش ناهمخوان بود و این بر شگفتی هرچه بیشتر و پرمایهترکردن نگره «لوئب» افزود. اوموآموآ با گذشتن از کنار خورشید شتاب گرفته بود. شتابگیری برآختهایی که دارای گاز و غبارند، وقتی به نزدیکی خورشید میرسند، شگفت نیست. با افزایش دما، مواد منجمد تغییر فاز میدهند، فوران میکنند و شبیه به موتور موشکی که گازهای داغ را خارج میکند، عمل میکنند.
اما نکته اینجاست که در اوموآموآ آزادشدن گاز و غبار دیده نشد! این در حالی است که مدارش هم با پیشبینیهای گرانشی ناهمخوان است. «اَوی لوئب» این رویداد و دیگر شواهد را کنار هم چید تا این نگره را مطرح کند که شاید اوموآموآ ساختواره است و شتاب آن به سبب بادبانهای نوری آن است. بادبانهای نوری را چه کسی ساخته؟ تمدن هوشمندی که اوموآموآ را ساخته است. «لوئب» پیشبینی کرد ستبرای بادبان نوری اوموآموآ باید در حدود نیممیلیمتر باشد. اوموآموآ پرسشهای بسیاری را پیش کشید و حالا دیگر از تیررس ما خارج شده است. پروفسور سرشناس هاروارد دراینباره کتاب هم نوشت که خوشبختانه نویسندگان این مقاله آن را به فارسی ترجمه کردهاند تا جامعه دانشی ایران از ماجرا عقب نمانند.
تصویرى شبیه سازى شده از اوموآموآ
همانطورکه اشاره کردیم پرچمدار پشتیبانی از ساختواره بودن اوموآموآ استاد نامور دانشگاه هاروارد «اَوی لوئب» است. او کتابی دراینباره نوشته و، چون ما آن کتاب را به فارسی برگرداندهایم و چشمانتظار چاپ آن؛ بنابراین دیدگاههای همداستان با «لوئب» را به آنجا وامینهیم و بسیار گزیده اشاره میکنیم. در عوض دیدگاههای مخالفان «لوئب» را در این مقاله کمی بیشتر توضیح میدهیم. همسرایان نگره ساختواره بودن اوموآموآ به چند مورد اشاره میکنند.
نخست اینکه برآختی اندراختری است و ممکن است از سیارههای نزدیک به زمین در مقیاس کیهانی آمده باشد. دیگر اینکه شکل ظاهری آن بسیار به شکلی که انتظار میرود فضاگردی کیهانی داشته باشد، شبیه است.
دیگر اینکه با نزدیکشدن به خورشید گاز و غبار خروجی نداشت که هیچ، شتاب هم گرفت و مدارش با پیشبینی گرانشی ناهمخوان بود. «لوئب» و دوستانش دیدگاه بادبان خورشیدی را پیش کشیدند که اوموآموآ برای حرکت در فضای اندراختری از بادبان نوری کمک میگیرد و فشار تابشی میتواند یکی از عاملهای حرکتی آن باشد. درخشندگی آن هم نامعمول بود. زاویهای هم که وارد راژمان خورشیدی شد بر گمانهزنیهای موافقان افزود. از سویی مدارش هذلولی بود و گویی آمده بود سری به راژمان خورشیدی و شاید زمین بزند. البته باید بدانیم «لوئب» و هماندیشانش در مقالهها بسیار فنی نوشتهاند و ما در اینجا کمی سادهسازی کردهایم و به زبانی گیرا نوشتهایم.
در دسته مخالفان «اَوی لوئب» هم اخترشناسان نامداری هستند که در مقالههایی تکتک ادعاهای گروه «لوئب» را به چالش کشیدهاند. آنها بر این باورند که هیاهو برای هیچ است.
نخست اینکه میگویند با توجه به بازه کم نپاهش، دادههای بهدستآمده از این برآخت کافی نیست. مخالفان میگویند ویژگیای اوموآموآ با دانش و دادههای سیارکها و دنبالهدارها توصیفپذیر است. حتی برخی فراتر رفته و استدلالهای «لوئب» و گروهش را انحراف از روشمندی دانشی برشمردهاند و کسانی هم او را متهم به بازارگرمی برای کتابش کردهاند که دور از عقل و انصاف است. بیشک «لوئب» در جایگاهی که دارد آنقدر پول دارد که نیازمند درآمد کتابش نباشد. مخالفان تغییرات نور را به برخوردهای خشنی که در گذشته داشته نسبت دادهاند. نپاهشها با تلسکوپ اسپیتزر هم رنگ سرخ تیره آن را سازگار با ترکیبهای شیمیایی سیارکهای راژمان خورشیدی برشمردند و ندیدن گاز و غبار را به دلیل نپاهش در طولموج دیدنی یا مرئی دانستند. مخالفان میگویند باید اوموآموآ را در طولموج فروسرخ مینپاهیدند. از سویی فرضیه بادبان نوری با چرخش اوموآموآ سازگار نیست. بادبان باید رو به خورشید باشد که با تغییر درخشندگی آن ناممکن است. مخالفان همچنین ضریب بازتابی ۱۰ درصد را ضریبی بسیار اندک میدانند و میگویند چنین فضاگردی با بادبان نوری باید ضریب بازتابیاش کمینه ۸۰ درصد باشد. آنها میگویند چگونه است که چنین تمدنی با چنان هوشمندیای از ساختن بادبانی با کارآمدی و بازدهی بالا ناتوان است.
دیگر اینکه میگویند اگر اوموآموآ آمده است تا از زمین دادههایی را جمعآوری کند باید آن را میفهمیدیم. سِتی که پروژهای بلندپروازانه برای یافتن زیست هوشمند فرازمینی است، بهسوی اوموآموآ امواج رادیویی گسیلید، اما پاسخی دریافت نکرد. اوموآموآ میتواند از نیتروژن یخزده تشکیل شده باشد که ما در سطح پلوتو هم شبیه به این یخ را داریم. شاید بتوان گفت در یک راژمان دیگر یک پلوتوی دیگری که حاوی نیتروژن یخزده است، داریم و تکهای از آن جدا شده و وارد فضای اندر اختری شده و به راژمان خورشیدی ما رسیده است. حتی درصد بازتاب این جرم هم بسیار شبیه به بازتاب نور از سطح پلوتو است که نیتروژن یخزده زیادی در سطح خود دارد. پس میتوان نتیجه گرفت که این جرم، تکهای از یک سیاره است و آن سیاره شبیه به پلوتو است. زیرا همه دگرگونیهای اخترشناختی که در راژمان خورشیدی شکل گرفته، میتواند در راژمانهای دیگر رخ دهد یا درحال انجام باشد.
چرا باید اوموآموآ بهعنوان هوش فرازمینی راژمان خورشیدی ما را از نزدیک دیدار کند؟ این کار راهی بیفایده و ناکارآمد برای جمعآوری داده از راژمان ماست و حتی برای جلبتوجه هم راه مورد اعتماد و درستی نیست. در همه سامانههای فضایی اگر شما نیاز به جمعآوری داده از یک جسم داشته باشید، یک مدارگرد یا فرودگر روی آن میفرستید. ما هیچ استدلال قانعکنندهای در مورد عدم حضور مدارگردهای مصنوعی در راژمان خودمان یا نبود فرودگرها در اجرام راژمان خورشیدی نداریم؛ پس نمیتوانیم استدلال کنیم که اوموآموآ هم برآختی فرازمینی است. ما در مورد اینکه اوموآموآ منشأ سیارکی یا دنبالهداری دارد شک داریم و به دلیل محدودیتهای تصویربرداری میزان گاز خروجی را نمیتوانیم تخمین بزنیم، اما شتاب نا-گرانشی در این جرم دیده و گزارش شده است. این خروجی گاز میتواند مثل پیشران موتور عمل کند و یک طرف جرم را به سمت جلو هل دهد.
این رفتار در دنبالهدارها هم دیده میشود. وقتی آنها به خورشید نزدیک میشوند، یخ موجود در دنبالهدار به گاز تصعید شده و جریان گاز دنبالهدار را به یک سمت سوق میدهد. در دنبالهدارها این خروج گاز مثل یک ابر در اطراف دنبالهدار مشاهدهپذیر است. اما در اوموآموآ هیچ دنباله و هالهای دیده نشده. شاید بعد از یک سفر اندراختری دیگر یخ و غبار زیادی برای آن نمانده بوده تا دُمی تشکیل بدهد یا شاید گردوغبارهای خروجی از اوموآموآ، از طولموج نوری که آن را مینپاهیده بزرگتر بوده و دیده نشدهاند. مخالفان حتی فراتر رفته و میگویند اگرچه گرانش خورشید چیرگی کامل روی اوموآموآ نداشته، اما اگر فضاگردی هوشمند بود باید مانورهای حرکتی جالبتر و گوناگونتری میداشت. برخی مخالفان هم سکوت اوموآموآ را دستاویز مخالفت با «لوئب» کردهاند، اما شاید سکوتشان از سر هوشمندی باشد!
در پایان میخواهیم به سه نکته اشاره کنیم. نخست اینکه نویسندگان این مقاله خود را در جایگاه درستی و نادرستی موافقان و مخالفان نمیبینند. قصد ما روایت شگفتانگیز و پرهیاهوی اوموآموآ بود. تلاش کردیم ساختاری دانشی و روشمند را در پیش گیریم و با سادهترین زبان ممکن خوانندگان ایرانی را با داستان اوموآموآ آشنا کنیم. با جستوجویی در تارنماهای رسمیِ پژوهشی همچون آرکایو، میتوانید مقالههای هر دو دسته را بخوانید. دیگر اینکه قصد نداریم به خوانندگان بگوییم در کدام طرف ماجرا بایستند،
اما پیشنهاد ما این است پس از چاپ کتاب فارسی، آن را بخوانید و در کنارش مقالههای مخالفان را هم مطالعه کنید. اگر احیانا در ایران هستید و میتوانید از سد مسدودسازی یوتیوب بگذرید، در آنجا مستندها و گفتگوهای جالبی را درباره اوموآموآ خواهید یافت. نکته آخر اینکه گیتی ما سراسر شگفتی است. زیست زاستاری و نیز زیست هوشمند، از هر نوعی که باشد و به هر تعدادی که باشد، از شگفتی آن نمیکاهد. باور ما بر این است چندان به درازا نخواهد کشید که فناوری و کاوشهای فرازمینی بهزودی اخباری هیجانانگیز را از زیست در گیتی بازنشر خواهد کرد. روزی که حتی سادهترین زیستِ زاستاری فرازمینی را با اطمینان بیابیم روز باشکوهی خواهد بود.
منبع: شرق