ما در دوران طلایی اکتشافات فضایی زندگی میکنیم. دانشمندان در حال جمعآوری حجم عظیمی از اطلاعات جدید و شواهد علمی با سرعتی بیسابقه هستند. با این حال، پرسش کهنه هنوز بیپاسخ مانده است: آیا ما تنها هستیم؟
فناوریهای جدید تلسکوپ، از جمله ابزارهای فضایی مانند تلسکوپ جیمز وب، این امکان را فراهم کردهاند که هزاران سیارهی فراخورشیدی احتمالی که میتوانند میزبان زندگی مشابه زمین باشند، کشف کنیم.
دستگاههای شبیهساز امواج گرانشی راه جدیدی را برای اکتشافات فضایی گشودهاند که به کمک آنها، تحریفات فضا-زمان ناشی از سیاهچالهها و ابرنواخترها در میلیونها سال نوری دورتر کشف میشود.
مؤسسات فضایی تجاری پیشرفتهای این حوزه را بیشتر شتاب دادهاند و به ساخت فضاپیماهای پیچیدهتر و راکتهای قابل استفاده مجدد منجر شدهاند، که نشاندهندهی آغاز عصری نو در اکتشافات فضایی است.
ماموریت OSIRIS-REx ناسا بهطور موفقیتآمیز بر روی سیارک بنو فرود آمد، زمانی که ۲۰۷ میلیون مایل از زمین فاصله داشت و نمونههایی از سنگ و گرد و غبار بازگرداند.
چندین کشور توانستهاند رباتهایی را به ماه و مریخ بفرستند و برنامههایی برای ارسال انسانها به این اجرام آسمانی در آینده دارند.
یک عامل مرکزی در تمامی این تلاشهای بلندپروازانه همچنان همان پرسش بنیادین است که آیا زندگی وجود دارد — یا هرگز وجود داشته است — در جای دیگری از کیهان.
تعریف زندگی: سفری به عمق وجود
تعریف زندگی بهطور شگفتآوری چالشبرانگیز است. در حالی که ما بهطور شهودی موجودات زنده را بهعنوان موجوداتی با زندگی شناسایی میکنیم، یک تعریف دقیق همچنان مبهم باقی مانده است. دیکشنریها تعاریف مختلفی ارائه میدهند، مانند توانایی رشد، تولید مثل و پاسخ به محرکها.
اما حتی این تعاریف نیز ممکن است مبهم باشند.
یک تعریف جامعتر زندگی را بهعنوان یک سیستم شیمیایی خودپایدار میداند که قادر به پردازش اطلاعات و حفظ وضعیت اندک آنتروپی است، بهطوری که بینظمی یا تصادف در آن کم باشد.
موجودات زنده همواره به انرژی نیاز دارند تا سازمان مولکولی خود را حفظ کنند و ساختارها و عملکردهای سازمانیافته خود را نگه دارند. بدون این انرژی، زندگی به سرعت به هرج و مرج و تخریب تبدیل میشود. این تعریف طبیعت پویا و پیچیدهی زندگی را در بر میگیرد و بر توانایی آن در سازگاری و تکامل تأکید دارد.
زندگی روی زمین، همانطور که ما اکنون آن را درک میکنیم، بر تعامل DNA، RNA و پروتئینها استوار است. DNA بهعنوان نقشهی راه زندگی عمل میکند و دستورالعملهای ژنتیکی لازم برای توسعه، بقا و تولید مثل یک موجود را در خود دارد. این دستورالعملها به پیامهایی تبدیل میشوند که تولید پروتئینها را هدایت میکنند، که نیروی محرکهی سلولها هستند و مسئول مجموعهای وسیع از عملکردها هستند.
این سیستم پیچیده از تکثیر DNA، سنتز پروتئین و فرآیندهای سلولی — که همگی بر اساس رشتههای طولانی مولکولهایی هستند که توسط اتمهای کربن به هم متصل شدهاند — اساس زندگی در زمین است. با این حال، ممکن است در کیهان اشکال زندگی بر اساس اصول و بیوشیمیهای کاملاً متفاوتی وجود داشته باشد.
چیزی فراتر از کربن: کشف دنیای جدید متریال
زندگی در جای دیگری ممکن است از عناصر متفاوتی بهعنوان بلوکهای ساختمانی استفاده کند. سیلیکون، که شباهتهای شیمیایی زیادی با کربن دارد، بهعنوان یک جایگزین احتمالی پیشنهاد شده است.
اگر موجودات زندهای مبتنی بر سیلیکون وجود داشته باشند، ممکن است ویژگیها و سازگاریهای منحصر به فردی از خود نشان دهند. بهعنوان مثال، ممکن است از ساختارهای مبتنی بر سیلیکون برای پشتیبانی استفاده کنند، مشابه استخوانها یا صدفها در موجودات زنده مبتنی بر کربن.
اگرچه موجودات زنده مبتنی بر سیلیکون هنوز در زمین پیدا نشدهاند، سیلیکون در بسیاری از موجودات زندهی موجود نقش مهمی ایفا میکند. این عنصر یک جزء ثانویه مهم برای بسیاری از گیاهان و حیوانات است و نقشهای ساختاری و عملکردی دارد. برای مثال، دیاتومها، نوعی جلبک دریایی، دیوارههای سلولی شیشهای از سیلیکون دیاکسید شفاف دارند.
این امر دیاتومها را به موجودات زنده مبتنی بر سیلیکون تبدیل نمیکند، اما ثابت میکند که سیلیکون میتواند بهعنوان بلوک ساختمانی یک موجود زنده عمل کند. اما هنوز نمیدانیم آیا موجودات زنده مبتنی بر سیلیکون وجود دارند یا اصلاً چگونه به نظر خواهند رسید.
منشاء زندگی در زمین: از آغاز تا اکنون
تئوریهای مختلفی در مورد چگونگی پیدایش زندگی در زمین وجود دارد. یکی این است که بلوکهای ساختمانی زندگی از طریق شهابسنگها به زمین منتقل شدهاند. دیگری این است که این بلوکها بهطور خودبهخود از طریق فرآیندهای شیمیایی در محیط اولیهی سیارهمان به هم پیوستهاند.
شهابسنگها واقعاً مولکولهای آلی، از جمله آمینواسیدها که برای زندگی ضروری هستند، حمل کردهاند. ممکن است که مولکولهای آلی در فضاهای عمیق شکل گرفته و سپس توسط شهابسنگها و سیارکها به زمین آورده شده باشند.
از سوی دیگر، فرآیندهای شیمیایی در اوایل زمین، مانند آنهایی که در حوضچههای گرم یا در منافذ هیدروترمال در اعماق اقیانوس رخ میدهند، ممکن است شرایط و مواد لازم برای پیدایش زندگی را فراهم کرده باشند.
با این حال، هیچ آزمایشگاهی هنوز نتوانسته است مسیر جامع و قطعی برای تشکیل RNA، DNA و اولین سلولهای زنده در زمین ارائه دهد.
چندین مولکول بیولوژیکی خاصیت چیرالی دارند، به این معنا که آنها در دو شکل آینهای از یکدیگر وجود دارند، مانند دست چپ و راست. در حالی که معمولاً هر دو شکل چپدست و راستدست به طور طبیعی در مقادیر برابر تولید میشوند، تحلیلهای اخیر از شهابسنگها نشان دادهاند که تقارن کمی وجود دارد که شکل چپدست را تا ۶۰ درصد ترجیح میدهد.
این تقارن در مولکولهای آلی فضایی در تمام بیومولکولها در زمین (پروتئینها، قندها، آمینواسیدها، RNA و DNA) نیز مشاهده میشود، که نشان میدهد ممکن است از نامتعادلی اندک که از فضا به زمین منتقل شده، ناشی شده باشد و این نظریه را که زندگی روی زمین ممکن است منشا فرازمینی داشته باشد، تقویت میکند.
احتمال زندگی: نگاهی به فرصتها و چالشها
نامتعادلی جزئی که در چیرالی بسیاری از مولکولهای آلی مشاهده میشود میتواند نشانهای باشد که زندگی روی زمین از طریق انتقال مولکولهای آلی توسط موجودات فرازمینی آغاز شده است. ممکن است ما خود نسلهایی از زندگی باشیم که در جایی دیگر آغاز شدهاند.
معادله دریک، که توسط اخترشناس فرانک دریک در سال ۱۳۳۹ توسعه یافت، چارچوبی برای برآورد تعداد تمدنهای قابل شناسایی در کهکشان ما ارائه میدهد.
این معادله عواملی مانند نرخ شکلگیری ستارگان، درصد ستارگان با سیارهها و درصد آن سیارهها که ممکن است زندگی هوشمند در آنها شکل بگیرد، را در نظر میگیرد. یک برآورد خوشبینانه با استفاده از این فرمول نشان میدهد که ممکن است ۱۲,۵۰۰ تمدن هوشمند بیگانه تنها در کهکشان راه شیری وجود داشته باشند.
استدلال اصلی برای وجود حیات فرازمینی همچنان بر اساس احتمال است: با توجه به تعداد بسیار زیاد ستارگان و سیارهها، به نظر میرسد که احتمال ندارد زندگی در جای دیگری از کیهان شکل نگرفته باشد.
احتمال اینکه انسان تنها تمدن فناورانه در کیهان قابل مشاهده باشد کمتر از یک در ۱۰ میلیارد تریلیون است. علاوه بر این، احتمال اینکه یک تمدن در هر سیارهی قابل سکونت واحدی شکل بگیرد بهتر از یک در ۶۰ میلیارد است.
با توجه به تخمین ۲۰۰ میلیارد تریلیون ستاره در جهان قابل مشاهده، وجود گونههای فناورانه دیگر بسیار محتمل است، حتی ممکن است در کهکشان راه شیری نیز وجود داشته باشند.
