كيف نبحث عن الحياة كما لا نعرفها

في ندوة الطلاب الجدد في جامعة هارفارد في الفصل الدراسي الماضي ، ذكرت أن أقرب نجم للشمس ، بروكسيما سنتوري ، ينبعث معظمه من الأشعة تحت الحمراء وله كوكب ، بروكسيما ب ، في المنطقة الصالحة للسكن حوله. كتحدي للطلاب ، سألت: “لنفترض أن هناك كائنات تزحف على سطح Proxima b؟ كيف ستبدو عيونهم الحساسة للأشعة تحت الحمراء؟ ” استجاب ألمع طالب في الفصل في غضون ثوانٍ بصورة قريدس فرس النبي ، والذي يمتلك رؤية الأشعة تحت الحمراء. تبدو عيون الروبيان مثل كرتين بينج بونج متصلتين بأسلاك على رأسه. همست: “يبدو وكأنه أجنبي”.

عندما نحاول تخيل شيء لم نشهده من قبل ، فإننا غالبًا ما نتخلف عن شيء نحن لديك رأيت. لهذا السبب ، في بحثنا عن حياة خارج كوكب الأرض ، عادة ما نبحث عن الحياة كما نعرفها. لكن هل هناك طريق لتوسيع خيالنا ليشمل الحياة كما لا نعرفها؟

في الفيزياء ، تم بالفعل إنشاء مسار مشابه منذ قرن من الزمان واتضح أنه ناجح في العديد من السياقات. إنه ينطوي على إجراء تجارب معملية تكشف عن القوانين الأساسية للفيزياء ، والتي بدورها تنطبق على الكون بأسره. على سبيل المثال ، في نفس الوقت تقريبًا عندما تم اكتشاف النيوترون في مختبر جيمس تشادويك في عام 1932 ، اقترح ليف لانداو أنه قد تكون هناك نجوم مكونة من النيوترونات. أدرك علماء الفلك لاحقًا أنه يوجد ، في الواقع ، حوالي 100 مليون نجم نيوتروني في مجرتنا درب التبانة وحدها – ومليار مرة أكثر في الكون المرئي. اكتشفت تجربة LIGO مؤخرًا إشارات موجات الجاذبية من الاصطدامات بين النجوم النيوترونية على مسافات كونية. يُعتقد الآن أن مثل هذه الاصطدامات تنتج الذهب الثمين الذي يتم تشكيله في أحزمة الزفاف. المغزى من هذه القصة هو أن الفيزيائيين كانوا قادرين على تخيل شيء جديد في الكون ككل والبحث عنه في السماء باتباع الرؤى المكتسبة من التجارب المعملية على الأرض.

يمكن أن يتبع البحث عن حياة خارج كوكب الأرض نهجًا مشابهًا. من خلال إنشاء حياة اصطناعية بطرق مختلفة من حساء من المواد الكيميائية في المختبر ، قد نكون قادرين على تخيل بيئات جديدة حيث قد تحدث الحياة بشكل مختلف عن الأرض. يشبه الوضع تأليف كتاب وصفات يحتوي على وصفات لخبز أنواع مختلفة من الكعك. من أجل كتابة كتاب وصفات غني ، نحتاج إلى تجربة أنواع عديدة من المواد الكيميائية. وأيضًا ، كما أشرت في ورقة بحثية مع Manasvi Lingam ، قد تستخدم هذه التجربة سوائل أخرى غير الماء ، والتي تعتبر ضرورية للحياة كما نعرفها

يقترب أحد زملائي في جامعة هارفارد ، الحائز على جائزة نوبل ، جاك زوستاك ، من خلق حياة اصطناعية في مختبره. قد يشير أي نجاح مع وصفة واحدة إلى اختلافات من شأنها أن تنتج مجموعة متنوعة من النتائج ، ليتم تجميعها في كتاب وصفاتنا للحياة الاصطناعية. من خلال تحديد الظروف البيئية المناسبة من تجاربنا المعملية ، يمكننا لاحقًا البحث عن أنظمة حقيقية حيث تتحقق في السماء ، تمامًا كما في حالة النجوم النيوترونية.

باتباع هذا النهج ، يجب أن نكون حريصين مثلنا في استغلال الطاقة النووية. يؤدي إنشاء أشكال مختلفة من الحياة في مختبراتنا إلى مخاطر التسبب في كارثة بيئية ، كما تخيلت في قصة فرانكشتاين. يجب إجراء مثل هذه التجارب في بيئات معزولة حتى لا تعرض الحياة التي نعرفها للخطر.

على الرغم من أنه يمكن استكشاف أسطح الكواكب والكويكبات عن بُعد بحثًا عن إشارات بيولوجية ، إلا أن الحياة خارج كوكب الأرض قد تكون أكثر وفرة تحت السطح. يمكن أن توجد ظروف صالحة للسكن في المحيطات التي تقع تحت الأسطح الجليدية السميكة ، ليس فقط داخل أقمار مثل إنسيلادوس زحل أو يوروبا كوكب المشتري ، ولكن أيضًا داخل الأجسام الحرة العائمة في الفضاء بين النجوم. في أبحاث أخرى مع Lingam ، أظهرنا أن عدد الأجسام الحاملة للحياة يمكن أن يتجاوز عدد الكواكب الصخرية في المنطقة الصالحة للسكن حول النجوم بعدة درجات من حيث الحجم.

يمكن أن يتخذ تكيف الحياة مع البيئات القاسية أشكالًا غريبة ، كما يتجلى في الكائنات القاسية على الأرض. على سبيل المثال ، تم اكتشاف الحيوانات المجهرية المجمدة مؤخرًا لتعيش 24000 عام في التربة الصقيعية في سيبيريا ، ووجد أن الحياة الميكروبية استمرت 100 مليون سنة تحت قاع البحر. ولدت هذه الميكروبات خلال العصر الطباشيري الدافئ عندما سيطرت الديناصورات على الأرض.

في النظام الشمسي ، تم تحقيق أقرب الظروف إلى الأرض في أقرب جيرانها ، كوكب الزهرة والمريخ. اختارت ناسا مؤخرًا بعثتين جديدتين لدراسة كوكب الزهرة ، وتبحث مسبارها المتجول عن آثار الحياة على المريخ. إذا تم العثور على حياة خارج كوكب الأرض ، فإن سؤال المتابعة الرئيسي هو ما إذا كانت هذه هي “الحياة كما نعرفها”. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسوف ندرك أن هناك مسارات كيميائية متعددة للحياة الطبيعية. ولكن إذا وجدنا دليلاً على حياة المريخ أو الزهرة يشبه الحياة الأرضية ، فقد يشير هذا إلى تفضيل خاص “للحياة كما نعرفها”. بدلاً من ذلك ، كان من الممكن أن تنتقل الحياة عن طريق الصخور التي تنتقل بين الكواكب من خلال عملية تسمى panspermia. كتبنا أنا وتلميذي أمير سراج ورقة توضح أن انتقال الحياة كان من الممكن أن يتم بوساطة الكويكبات التي ترعى الكوكب. يجب أن نضع في اعتبارنا أيضًا الاحتمال البعيد جدًا بأن الحياة قد تم زرعها في النظام الشمسي الداخلي من قبل “بستاني خارج المجموعة الشمسية” ، أي من خلال “البانسبيرميا الموجهة”.

أكثر ذكرياتي حيوية في طفولتي هي محادثات العشاء التي يتظاهر فيها البالغون في الغرفة بأنهم يعرفون أكثر بكثير مما فعلوا في الواقع. كان هذا بلا شك شكلاً من أشكال “التركيب الفكري” الذي ارتدوه لتحسين مظهرهم. وإذا طرحت سؤالًا لم يكن لدى هؤلاء المدعين إجابة جاهزة ، فسوف يرفضونه باعتباره غير ذي صلة. لا تختلف تجربتي كعالم كبير ، خاصة عند طرح السؤال: “هل نحن أذكى طفل في الكتلة الكونية؟”

يمنح العلم امتياز الحفاظ على فضول طفولتنا. لا يمكن وقف تقدم المعرفة العلمية من خلال التجريب. نأمل أن نجد وصفة للحياة الاصطناعية تسمح لنا بتخيل شيء أكثر ذكاءً من الحياة الطبيعية التي واجهناها حتى الآن. ستكون هذه تجربة متواضعة. ولكن حتى لو لم نكتشف هذا الذكاء الفائق في مختبراتنا ، فقد تظهر منتجاته الثانوية في سمائنا كبريد يتم إرساله من أحياء بعيدة في مجرة ​​درب التبانة. وسنبحث عن ذلك من خلال تلسكوبات مشروع Galileo الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا.

هذا مقال رأي وتحليل. الآراء التي عبر عنها المؤلف أو المؤلفين ليست بالضرورة من Scientific American.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *