هذا هو الثالث في سلسلة من ثلاثة أجزاء حول البحث عن حياة خارج كوكب الأرض.
في عام 1967 حلقة من Star Trek ، حقق الكابتن كيرك وطاقمه في جرائم القتل الغامضة لعمال المناجم على كوكب يانوس السادس. اتضح أن القاتل كان وحشًا صخريًا يُدعى هورتا. لكن المؤسسة أجهزة الاستشعار لم تسجل أي علامة للحياة في المخلوق. كان هورتا شكلاً من أشكال الحياة يعتمد على السيليكون. هذا جعله مختلفًا عن أي شيء على الأرض حيث كل شيء يعتمد على الكربون.
ومع ذلك ، لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لتحديد أن هورتا كان على قيد الحياة. كان الدليل الأول هو أنها تتزحلق. أغلق سبوك القضية بخلطة ذهنية. علم أن المخلوق كان الأخير من نوعه ، يحمي حشدًا من البيض.
لكن التعرف على الحياة في عوالم مختلفة ليس من المرجح أن يكون بهذه البساطة. قد يكون الأمر صعبًا بشكل خاص إذا كانت وصفة الحياة في مكان آخر لا تتضمن مكونات مألوفة. يشك بعض العلماء في وجود أشياء حية على الأرض تم التغاضي عنها لأنها لا تتوافق مع التعريفات القياسية. يطلق على العلماء الذين يبحثون عن الحياة خارج الأرض علماء الأحياء الفلكية. إنهم بحاجة إلى بعض القواعد الأساسية - مع بعض المساحة المدمجة للمناورة - لمعرفة متى يمكنهم التصريح بثقة ، "إنه حي!"
من بين الأشخاص الذين يعملون على هذه القواعد هو كريستوف آدمي. وهو عالم فيزياء نظرية في جامعة ولاية ميتشيغان في إيست لانسينغ. لقد شاهد نسخته الخاصة من الحياة القائمة على السيليكون تنمو. لكن تلك الحياة لم تكن حقيقية. لقد كانت محاكاة حاسوبية.
يقول آدمي:"يكون الأمر سهلاً عندما يكون سهلاً". "إذا وجدت شيئًا ما يتجول ويلوح لك ، فلن يكون من الصعب اكتشاف أنك وجدت الحياة." لكن الاحتمالات هي أن أول مخلوقات فضائية يواجهها البشر لن يكونوا رجالًا خضرًا صغارًا. من المحتمل أن تكون ميكروبات صغيرة من لون أو آخر - أو ربما لا لون لها على الإطلاق.
القصة تستمر أسفل الفيديو
حسب التعريف
يحاول العلماء اكتشاف كيفية التعرف على هذه الميكروبات الغريبة. قد يكون الأمر صعبًا حقًا إذا كانت الميكروبات غريبة جدًا. وقد أدى ذلك بالباحثين إلى اقتراح بعض المعايير الأساسية للتمييز بين الأشياء الحية وغير الحية.
يصر الكثيرون على وجوب وجود ميزات معينة لأي نوع من الحياة ، بما في ذلك الكائنات الفضائية. وتشمل هذه التمثيل الغذائي النشط والتكاثر والتطور. يضيف آخرون مطلبًا بأن الحياة يجب أن تحتوي على خلايا كبيرة بما يكفي لاحتواء آلات بناء البروتين تسمى الريبوسومات (RY-boh-soams).
لكن مثل هذه التعريفات يمكن أن تكون صارمة للغاية. تقول كارول كليلاند من جامعة كولورادو بولدر إن إعداد قائمة بالمعايير المطلوبة للحياة قد يمنح العلماء رؤية نفقية. هذه الرؤية الضيقة يمكن أن تعميهم عن تنوع الحياة عبر الكون.
يقول بعض العلماء ، على سبيل المثال ، إن الفيروسات ليست حية لأنها تعتمد على الخلايا المضيفة للتكاثر. لكن آدمي "ليس لديه شك" في أن الفيروسات تعيش. يعترف قائلاً:"إنهم لا يحملون معهم كل ما يحتاجونه للبقاء على قيد الحياة". "لكننا لا نفعل ذلك أيضًا." يجادل آدمي بأن المهم هو أن الفيروسات تنقل المعلومات الجينية من جيل إلى آخر. ويؤكد أن الحياة ، في أبسطها ، مجرد معلومات تعيد إنتاج نفسها.
يقول كليلاند إن التطور يجب أن يكون أيضًا غير مطروح على الطاولة. بعد كل شيء ، من المحتمل ألا يبقى الناس في الجوار طويلًا بما يكفي لمعرفة ما إذا كان هناك شيء ما يتطور.
حتى القيود المفروضة على أحجام الخلايا قد تضغط على أصغر الميكروبات بعيدًا عن اعتبارها كائنات فضائية. ومع ذلك ، لا ينبغي أن تفعل ذلك ، كما يجادل ستيفن بينر. إنه عالم فلكي في مؤسسة التطور الجزيئي التطبيقي في ألاشوا بولاية فلوريدا. قد تعمل خلية صغيرة جدًا بحيث لا تحتوي على الريبوسومات بطريقة أخرى. بدلاً من البروتينات ، قد تستخدم المادة الجينية المعروفة باسم RNA لإجراء تفاعلات كيميائية حيوية ، كما يتكهن.
يُعتقد أن الخلايا ضرورية لأنها تفصل كائنًا عن آخر. لكن يقترح آدمي أن طبقات الطين يمكن أن تفعل ذلك. يقترح كليلاند أن الحياة قد توجد حتى كشبكات من التفاعلات الكيميائية - تلك التي لا تتطلب أي فصل على الإطلاق.
إنه تفكير خيالي. ولكن قد يكون هذا هو ما يتطلبه الأمر للعلماء للتعرف على أنواع الحياة غير العادية ، في حالة ظهور مثل هؤلاء الفضائيين.
عن قرب وشخصي
في السنوات الأخيرة ، تم رصد أكثر من 1000 كوكب خارج نظامنا الشمسي. مع اكتشافهم ، فإن احتمالات تفضيل وجود حياة فضائية أفضل من أي وقت مضى. ولكن حتى أقوى التلسكوبات لا يمكنها تصوير الحياة البعيدة ، خاصة إذا كانت مجهرية. تتحسن فرص العثور على مثل هذه الحياة الصغيرة إذا تمكن العلماء من الوصول إليها ولمسها.
منع مهام الفضاء من إصابة الأرض والعوالم الأخرى
وهذا يعني النظر داخل نظامنا الشمسي ، كما يقول روبرت هازن. إنه عالم يدرس المعادن ويعمل في معهد كارنيجي للعلوم في واشنطن العاصمة
يقول:"أنت حقًا بحاجة إلى عربة جوالة على يديها وركبتيها لتحليل المواد الكيميائية". تقوم هذه المركبات الجوالة الآن بأخذ عينات من الصخور على سطح المريخ. استحم المسبار الفضائي كاسيني في السخانات المنبعثة من القمر الجليدي إنسيلادوس التابع لكوكب زحل. قد يرسل المستكشفون الآليون مثل هؤلاء في يوم من الأيام إشارات الحياة إلى الوراء. لكن فقط علامات خفية الحياة - ما يسميه العلماء "المؤشرات الحيوية". وقد يكون من الصعب للغاية تمييز المؤشرات الحيوية الحقيقية بصرف النظر عن بعض المعادن فقط ، كما يلاحظ ، خاصةً عن بعد.
تقول فيكتوريا ميدوز:"نحتاج حقًا إلى أن تكون الحياة واضحة قدر الإمكان". من الواضح أنها تعني جزئيًا شبيهة بالأرض. كما أنها تعني جزئيًا أن هذه الإشارة يجب أن تكون إشارة لا يمكن أن تتركها أي عملية كيميائية أو جيولوجية بمفردها. ميدوز عالم فلك في الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء. ترأس مختبر الكواكب الافتراضي التابع له في جامعة واشنطن في سياتل.
يقول بعض العلماء إن الحياة ظاهرة "سأعرفها عندما أراها" ، كما تقول كاثي توماس كيبرتا. ولكن قد تكون الحياة أيضًا في عين الناظر. يعرف توماس كيبرتا هذا جيدًا من خلال دراسة نيزك المريخ. هي جيولوجيا الكواكب. كانت جزءًا من فريق في مركز ناسا جونسون للفضاء في هيوستن درس نيزكًا اسمه ALH84001. (تم اكتشافه في حقل جليد آلان هيلز بأنتاركتيكا عام 1984)
قاد الفريق زميل توماس كيبرتا الراحل ديفيد مكاي. في عام 1996 ، ادعى العلماء أن كريات الكربونات المضمنة في النيزك تشبه إلى حد ما الحياة المجهرية على الأرض. اكتشف الباحثون قدرًا كبيرًا من عضوي (الكربون) الجزيئات. يشير ذلك إلى أنها تشكلت في نفس الوقت. حدد توماس كيبرتا أيضًا بلورات صغيرة من المغنتيت تتداخل مع الكريات. بدت هذه البلورات القائمة على الحديد تشبه إلى حد كبير تلك التي تنتجها بكتيريا معينة على الأرض. تستخدم هذه البكتيريا سلاسل من البلورات كبوصلة لأنها تسبح بحثًا عن العناصر الغذائية.
في النهاية ، استنتج العلماء أنهم كانوا يبحثون في حفريات قدماء المريخ.
اختلف علماء آخرون. قال النقاد إن الكريات والبلورات ربما تكونت من خلال عمليات أخرى - دون الحاجة إلى حياة.
لقد تم الآن رفض هذا الادعاء الأولي للمريخ الأحفوريين على نطاق واسع.
لكن قد لا تحتاج إلى مغادرة كوكبنا للعثور على كائنات فضائية. هناك احتمال وجود حياة الظل على الأرض. قد يكون الأمر غريبًا لدرجة أنه لم يتم التعرف عليه حتى الآن ، كما يفترض كليلاند من جامعة كولورادو. تأمل ، كما تقول ، "ورنيش الصحراء".
هذه هي البقع الداكنة على الجوانب المشمسة لبعض الصخور في المناخات شديدة الجفاف. يعتقد بعض العلماء أن بعض البكتيريا أو الفطريات قد تكون مسؤولة. يمكن أن تمتص الميكروبات الجماعية الغريبة الطاقة من الصخور. قد يستخدمون هذه الطاقة لتغذية تكوينهم لتلك الطبقة الخارجية الصلبة من المعادن. قد تنتج هذه الكائنات الورنيش عن طريق تدعيم الحديد والمنغنيز في الطين وجزيئات السيليكات.
من الغريب أن بعض العلماء حاولوا إعادة إنشاء ورنيش الصحراء في المختبر. استخدموا الفطريات والبكتيريا. وفشلوا.
في البرية ، تتشكل تلك الورنيش على مدى آلاف السنين. جادل النقاد بأن هذا بطيء جدًا بحيث لا يمكن أن يكون شيئًا تخلقه الميكروبات. يسأل كليلاند ولكن كيف نعرف؟ تقول:"لدينا افتراض أن الحياة على الأرض لها وتيرتها". قد تنمو بعض حياة الظل بدلاً من ذلك بشكل أكثر راحة.
التشوهات المعدنية
يقترح هازن للعثور على الحياة وتصنيفها بشكل صحيح ، ابحث عن الشيء الغريب. إنه يبحث عن رسائل في المعادن. لا توجد المعادن بالتساوي عبر المناظر الطبيعية. يقول هازن إن هناك 4933 نوعًا من المعادن المعترف بها على هذا الكوكب. قام هو وطاقمه بوضع خرائط لمواقع 4831 منهم. و 22 بالمائة من هؤلاء موجودون في موقع واحد فقط. ما يقرب من 12 في المئة أكثر تحدث في مكانين فقط.
أحد أسباب هذا التوزيع المنحرف هو أنه مع تطور الحياة ، فقد استخدمت الموارد المحلية ، وحولتها إلى معادن جديدة. خذ على سبيل المثال hazenite. (نعم ، تمت تسميته باسم Hazen.) يوجد هذا المعدن القائم على الفوسفات فقط في بحيرة مونو بولاية كاليفورنيا. الميكروبات التي تعيش هناك هي مصدرها الوحيد. قد تكون الأنواع الأخرى قد أدت إلى جيوب نادرة مماثلة لبعض المعادن ، تشك مجموعة هازن.
إن العثور على مثل هذه التوزيعات الغريبة للمعادن على الكواكب أو الأقمار الأخرى قد يشير إلى وجود الحياة هناك ، أو وجودها في السابق. نصح هازن وكالة ناسا بشأن الكيفية التي يمكن بها للمركبات الجوالة تحديد مثل هذه القرائن المعدنية للحياة على المريخ.
كان المريخ مبتلاً في يوم من الأيام. لا يزال لديها مياه جارية عرضية. هذا يدل على أنه ربما كان قادرًا على استضافة الحياة. هذا الدليل وغيره في عام 2013 قاد بينر ، من مؤسسة التطور الجزيئي التطبيقي ، إلى اقتراح أن المريخ ربما يكون قد زرع الحياة على الأرض الآن. ما إذا كانت هذه الفكرة تصمد قد يعتمد على العثور على المريخ.
لكن لا يبدو أن بينر قلق. يقول:"سأندهش الآن إذا لم يجدوا الحياة على المريخ".
يمكن للبعثات أن تجلب رواد الفضاء بسهولة إلى المريخ لتأكيد اكتشاف مشتبه به ، كما يقول ديرك شولز-ماكوتش. إنه عالم فلك في جامعة ولاية واشنطن في بولمان. "إذا رأى شخص ما بمجهر ميكروب وهو" يهتز ويلوح للخلف ، فمن الصعب حقًا دحضه "، كما يمزح.
الذهاب إلى الأقل وضوحًا
لكن البشر وحتى المجسات قد يواجهون صعوبة في اكتشاف الحياة في أماكن بعيدة أو غريبة. الأهداف الرئيسية هي أقمار المشتري وزحل. إي. ينجذب الصيادون إلى أوروبا وإنسيلادوس لأن محيطاتهم السائلة تنساب تحت القشور الجليدية.
يُعتقد أن الماء السائل ضروري للعديد من التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تدعم الحياة. يلاحظ شولز-ماكوتش أن الماء في الواقع مذيب رهيب لبناء جزيئات معقدة يمكن أن تقوم عليها الحياة. وبدلاً من ذلك ، يعتقد أن الفضائيين الفضائيين ربما تكون قد ولدت في مناطق ساخنة في أعماق بحيرات الهيدروكربون في تيتان ، أكبر أقمار زحل. يقول:"لا نعرف ما إذا كان بإمكانك الوصول إلى الحياة بالكامل".
تقول بوليت كلانسي ، ربما يكون التحدي الأكبر لحياة تيتانيك هو البرد القارس. إنها مهندسة كيميائية في جامعة كورنيل في إيثاكا ، نيويورك. هذا القمر شديد البرودة لدرجة أن غاز الميثان - غاز على الأرض المعتدلة - عبارة عن سائل لزج شبه متجمد. والماء ، كما تقول ، "سيكون مثل الصخرة." في ظل هذه الظروف ، كما لاحظت ، لن تكون هناك فرصة للكائنات الحية التي تحتوي على كيمياء شبيهة بالأرض. لسبب واحد ، فإن الأغشية التي تحمل في أحشاء خلية الأرض لن تعمل على تيتان.
لكن كلانسي وزملاؤها قاموا بمحاكاة تجارب في ظروف شبيهة بظروف تيتان. ووجدوا أن جزيئات معينة قصيرة الذيل يمكن أن تخلق تلقائيًا فقاعات مستقرة. تشبه تلك الفقاعات أغشية الخلايا.
قد تنمو الحياة على تيتان ببطء ، مثل ورنيش الصحراء. هناك القليل من ضوء الشمس أو الحرارة. درجات الحرارة المتجمدة ستبقي التفاعلات الكيميائية بطيئة. لذا ، إذا كانت الحياة موجودة هنا ، فإن شولز-ماكوتش يتخيل أنه سيكون لها عمر ربما يصل إلى ملايين السنين. قد تتكاثر الكائنات الحية - أو حتى تتنفس - مرة واحدة فقط كل ألف عام!
مع وجود العديد من الخيارات ، يتوقع Clancy وجود العديد من الكواكب أو الأقمار التي تعيش عليها. العديد من الباحثين الآخرين متفائلون أيضًا بأن الحياة موجودة لتجدها. في المستقبل ، قد يواجه علماء الأحياء الفلكية وجهًا لوجه مع إي.تي. وعندما يفعلون ذلك ، قد يتعرفون عليه على حقيقته.
