نظرى دوباره بر معادله درك
اقبال ما براى يافتن حيات فرازمينى
گورت شيلينگ
ترجمه: احمد آرين خو
در سال ۱۹۶۱ ستاره شناس فرانك درك معادله اى را ارائه كرد كه جست وجو براى يافتن
موجودات فرازمينى را در مسيرى علمى قرار داد و پروژه مدرن سنتى را بنا نهاد. امروز
اعداد و ارقام اين معادله چگونه به نظر مى رسند؟
جست وجو براى يافتن حيات فرازمينى به موضوعى جذاب در ستاره شناسى و زيست شناسى
تبديل شده است اما كمتر كسى به ياد دارد كه چگونه اين موضوع در حدود چهل سال قبل
ارائه شد.در سپتامبر ۱۹۵۹ دو فيزيكدان به نام هاى فيليپ موريسون و جوزف كوكونى
مقاله ويژه اى را در هفته نامه انگليسى نيچر به چاپ رسانيدند تحت عنوانى
تحريك كننده به اين مضمون «تحقيقات جهت ارتباطات بين ستاره اى».كوكونى و موريسون
ادعا كردند كه راديوتلسكوپ ها به اندازه كافى حساس شده اند كه موارد ارسالى از
تمدن هايى در اطراف ستارگان دوردست را دريافت كنند.
آنان اشاره كردند كه اين گونه پيام ها به احتمال زياد بايد در طول موجى معادل ۲۱
سانتى متر ارسال شوند. اين همان طول موج ويژه اى است كه از هيدروژن خنثى
(معمول ترين ذره موجود در عالم) ساطع مى گردد.موجودات فرازمينى احتمالاً اين طول
موج را به عنوان يك مشخصه منطقى در طيف راديويى قلمداد مى كنند، در جايى كه محققانى
مانند ما علاقه مند به بررسى آن هستند.
هفت ماه بعد يعنى در آوريل ۱۹۶۰ راديو اخترشناسى به نام فرانك درك براى اولين بار
تحقيقى دقيق را براى رديابى سينگال هاى هوشمند از اقصى نقاط كيهان انجام داد.وى از
يك آنتن با بشقابى به قطر ۲۵ متر كه در رصدخانه ملى راديو اخترشناسى واقع در
گرين بنك (ويرجينياى غربى) قرار داشت استفاده كرد و به دو ستاره نزديك كه به خورشيد
شباهت داشتند گوش فرا داد و يا به عبارتى به استراق سمع راديويى پرداخت.دو ستاره
مذكور عبارت بودند از تاوقيطس (اول النعامات) و ديگرى ستاره اپسيلون از صورت فلكى
نهر (لازم به ذكر است كه منظور از اپسيلون پنجمين ستاره از هر صورت فلكى از لحاظ
قدر است) پروژه وى به نام ازما، پروژه اى كم ارزش، ساده و ناموفق بود.
به دنبال تجربه ازما، درك نشستى را با حضور جمعى از دانشمندان ترتيب داد تا درباره
چشم انداز و البته موانع و مشكلات پيش روى جست وجو براى هوش فرازمينى بحث و تبادل
نظر شود.
در نوامبر سال ۱۹۶۱ ، ۱۰ كارشناس فنى مسائل راديويى، ستاره شناس و زيست شناس به مدت
۲ روز در گرين بنك گردهم آمدند.كارل ساگان جوان نيز به همراه ملوين كالوين
(شيمى دان دانشگاه بركلى) در آنجا حضور داشت، كسى كه در طول زمان برگزارى نشست خبرى
دريافت كرد مبنى بر اينكه برنده جايزه نوبل شيمى شده است.همه چيز براى برگزارى نشست
فراهم شده بود كه درك با فرمول مشهور خود از راه رسيد. اين فرمول عبارت بود از:
L*fc*fi*f1*ne*fp*N= R
امروزه اين رتبه از حروف و نشانه ها را مى توان بر روى پيراهن ها، سپر اتومبيل ها و
بسيارى جاهاى ديگر يافت كرد.اين معادله بيان كننده عدد (N)
است كه برابر است با تعداد «تمدن هاى قابل رويت» كه در كهكشان راه شيرى واقع است.R
عبارت است نرخ ساليانه تولد ستارگان در راه شيرى.fp
كسرى از اين ستارگان است كه داراى سياره هستند. ne
متوسط تعداد سيارات «زمين گونه» است (سياراتى كه به طرز قانع كننده و مستدلى براى
زندگى مناسب اند) كه در منظومه هايى از سنخ منظومه شمسى قرار دارند.f1
كسرى از اين سيارات است كه فى الواقع حيات بر روى آن ها شكل مى گيرد.fi
كسرى از سيارات است كه علاوه بر اينكه محل زندگى هستند تكامل زيستى موجب ايجاد
گونه اى هوشمند از حيات مى گردد.fc كسرى از
گونه هاى هوشمند مذكور است كه قابليت ارتباط راديويى بين ستاره اى را داشته باشد.و
L برابر است با عمر متوسط تمدن هاى قابل
ارتباط. معادله درك به همان ميزانى كه ساده است جذاب نيز است.
معادله مذكور با طبقه بندى يك مجهول بزرگ و تبديل آن به دسته اى از پرسش هاى
كوچك تر و بيش از پيش قابل تحليل، تحقيق در زمينه موجودات فرازمينى را هرچه بيشتر
محتمل و در ضمن واقع بينانه مى كند.
معادله درك پروژه ستى را به يك تلاش ملموس تبديل كرد و به اين پرسش كه آيا در
نقطه اى ديگر از جهان هستى حيات وجود دارد يا خير مبنايى عملى بخشيد.
ستاره شناسان و زيست شناسان هر دو به يك ميزان از زمان ارائه فرمول درصدد حل آن
برآمده اند.
در
نگاه اول استنتاج يك مقدار تخمينى مناسب براى معادله نسبتاً ساده به نظر مى رسد ولى
در واقع محاسبه تعداد هوش هاى فرازمينى كه برقرارى ارتباط با آنان ممكن باشد به
سادگى ميسر نيست.در سال هاى اخير برخى از اين متغيرها وضعيت مشخصى پيدا كرده اند
اما اغلب آنها بسيار ناشناخته باقى مانده اند. سرعت شكل گيرى و يا به عبارت ديگر
نرخ تولد ستارگان در كهكشان ما تقريباً برابر است با يك ستاره در سال و نتيجتاً ۱=
Rخواهد
بود.
مولفه بعدى (fp) احتمالاً بايد از اولين مورد
كوچك تر باشد به اين دليل كه همه ستارگان همراه خود سياره ندارند.از سوى ديگر
هنگامى كه يك ستاره داراى سيستم سياره اى باشد به احتمال حداقل ۲ يا ۳ سياره و قمر
از اين سيستم به طور بالقوه شرايط اينكه سرچشمه حيات باشند را دارا هستند. با اين
اوصاف احتمالاً مقادير fp و nc
خيلى از يك كوچكتر نيستند.
گروهى كه به يافتن حيات در نقاط ديگر كيهان خوش بين هستند مى گويند حيات هركجا كه
بتواند تشكيل مى شود يعنى (۱=f1) و اينكه سير
تكوين داروينى سرانجام متوجه تكامل هوش خواهد شد و اين يعنى (۱=fi)
و همچنين اينكه هيچ تمدن هوشمندى براى مدت طولانى بقاى خود را حفظ نخواهد كرد مگر
اينكه الكتريسيته را كشف كند و احساس كنجكاوى جهت برقرارى ارتباط را درك كند (۱=fc
). در چنين حالتى كه البته بسيار خوشبينانه است معادله درك تبديل به حالت ساده اى
مى شود كه عبارت است از ۱=N كه در آن L
طول عمر متوسط يك جامعه هوشمند است برحسب سال.حال اگر L
ما عددى معادل ده هزار باشد آنگاه ما، ده هزار تمدن همانند تمدن خودمان در
كهكشانمان خواهيم داشت يا به عبارتى يك تمدن در كنار هر بيست ميليون ستاره.اگر اين
مجموعه به شكلى تصادفى در كهكشان راه شيرى پخش شده باشند احتمالاً نزديك ترين آنها
به ما در حدود هزار سال نورى از ما فاصله خواهد داشت.در اين وضعيت زمان لازم براى
يك ارتباط دوسويه معادل بخش عظيمى از تاريخ ثبت شده بشر است اما يك ارسال يك سويه
احتمالاً مسموع خواهد بود.
به هرحال حدود ۴۰ سال از پروژه ستى با شكست مواجه شده و نتيجه اى را در پى نداشته
است در حالى كه از اوايل دهه ۱۹۶۰ تاكنون گستره فعاليت راديوتلسكوپ ها، تكنيك هاى
دريافت اطلاعات و همچنين قابليت هاى محاسباتى به ميزان چشمگيرى پيشرفت كرده
است.به طور قطع Parameter Space سيگنال هاى
راديويى محتمل (اعم از فركانس ها، مكان هاى واقع در آسمان، قدرت سيگنال ها و مواردى
از اين دست) بسيار بسيار وسيع تر از آن چيزى است كه تاكنون مورد جست وجو و بررسى
قرار گرفته است.
اما حداقل اين است كه اكنون ما دريافتيم كه كهكشان ما حاوى فرستنده هاى قوى
فرازمينى نيست كه به طور متمادى و در ضمن آن طور كه مدنظر ماست علايم را به ما
ارسال كند. در سال ۱۹۶۱ هيچ كس قادر به بيان اين مطلب نبود. آيا ما مقادير برخى از
پارامترهاى معادله درك را زياد برآورده كرده و دست بالا گرفته ايم؟
آيا طول عمر تمدن هاى پيشرفته خيلى كوتاه است؟ و يا اينكه ستاره شناسان يك نكته مهم
و عميق را از قلم انداخته اند؟
اكنون با تحليل جداگانه هريك از اجزاى معادله به بررسى مجدد اين رابطه مى پردازيم.R
عبارت است از تعداد ستارگانى كه هر ساله در كهكشان ما تشكيل مى شوند (كه فى الواقع
در حدود يك است). در اين مورد دانشمندان اخترفيزيك تقريباً اتفاق نظر دارند. (البته
اين بدان معنا نيست كه دقيقاً در هر سال يك ستاره در راه شيرى متولد مى شود بلكه
دامنه تغييرات آن بين ۳/۰ و ۳ است.) اما مطلب اينجاست كه اطمينان ستاره شناسان و
زيست شناسان در رابطه با عوامل بعدى اين معادله بسيار كمتر است.
• چند سياره وجود دارد؟ (Fp)
fp متغير دوم است كه عبارت است از كسرى از
ستارگان كه داراى سيستم هاى سياره اى هستند.
اكتشافات اخير در رابطه با ستارگان جوانى كه با صفحات پيش سياره اى احاطه شده اند و
در ضمن كشف سيارات حقيقى در حال گردش در اطراف ستارگانى كه شبيه به خورشيد هستند شك
محققان را درباره اينكه آيا وجود سيارات امرى معمول است يا نه به يقين بدل كرده
است.اين _ به اصطلاح _ صفحات پيش سياره اى به وسيله رصدهاى گسترده در محدوده اشعه
مادون قرمز كشف شده اند و در عكس هايى كه توسط تلكسوپ هابل از سحابى جبار گرفته
شده به طور مستقيم ديده شده اند. اين سحابى منطقه اى حاصلخيز جهت تشكيل ستارگان
است. اين قبيل رصدها القاكننده اين نظر هستند كه حداقل نيمى از تمامى ستارگانى كه
تازه متولد مى شوند با سياراتى همراه هستند.اگر چه هيچ كس اطمينان ندارد كه اين
صفحات (پيش سياره اى) چقدر پابرجا خواهند بود.
رصدهاى اخير كه در محدوده امواج زير ميليمترى انجام شده، صفحات رقيق گازى بيشترى را
در اطراف تعدادى از ستارگان پيرتر نشان داده است كه از جمله اين ستارگان مى توان به
اولين هدف فرانك درك كه همان ستاره اپسيلون از صورت فلكى نهر است اشاره كرد.بسيارى
از اين صفحات شكل حلقوى دارند. طبق ايده برخى از نظريه پردازان حفره ميان اين صفحات
تنها مى تواند حاصل سياراتى باشد كه با گاز و غبار همراهند و در بخش داخلى صفحه
قرار دارند.
در عرصه كشف سيارات حقيقى پركارترين و پرمحصول ترين گروه از ميان شكارچيان سيارات
گروهى هستند عبارت از Michel Mayor و
Dider Queloz در اروپا و Raui Butier geoffrey
Marcy .R در كاليفرنيا.اين گروه در بررسى ۲۰۰ ستاره
كه دوتايى نبوده و به خورشيد شباهت داشتند موفق به يافتن قريب به ۱۰ سيستم سياره اى
شده اند.
از اين نتايج چنين برمى آيد كه حدود ۵ درصد ستارگان با سياراتى همراه هستند و در
نتيجه مقدار متغير برابر با ۰۵/۰ خواهد بود.در هر حال مطلبى كه در اينجا وجود دارد
اين است كه تكنيك هاى تحقيقاتى كنونى تنها نسبت به سيارات پرجرم و آنهايى كه در
مدارهاى نزديك به ستاره خود گردش مى كنند حساس هستند. در حال حاضر موقعيتى مشابه
منظومه شمسى قابل آشكارسازى نيست. به احتمال زياد نسبت حقيقى ستارگانى كه دوتايى
نيستند، مانند خورشيد هستند و توسط سيارات همراهى مى شوند بسيار بيش از ۵/۰ درصد
است. اين نسبت مى تواند ۵۰ و يا حتى ۱۰۰ درصد باشد.حال بايد منتظر بمانيم و ببينيم
كه اين رصدهاى جديد چه مسائلى را درباره مولفه fp
به ما ارائه مى كند؟
اگرچه ما هنوز مقدار نهايى مولفه فوق را در دست نداريم اما براى ما روشن است كه نقش
بسيار مهمى را در معادله درك بازى مى كند و تنها يك بخش ناچيز از اين عرصه نيست.
• (ne) چه تعدادى از سيارات مناسب هستند
هنگامى كه به سراغ متغير سوم اين معادله مى رويم اخبار دلسردكننده اى به دست
مى رسد، اين متغير چيزى نيست مگر ne.
اين عامل از معادله بيانگر تعداد متوسط سيارات موجود در منظومه هاى ديگر است كه جهت
آغاز حيات از محيط مناسبى برخوردار هستند.(حرف e
در اينجا مخفف «زمين سان» است يعنى سيارات مثل زمين).درك در كتابى تحت عنوان «آيا
كسى آنجا هست؟» كه در سال ۱۹۹۲ به چاپ رسيد خاطرنشان مى سازد كه شركت كنندگان در
گردهمايى گربن بنك مقدار مولفه ne را بين ۱ و
۵ ارزيابى كرده بودند.به ديگر كلام هر سيستم سياره اى مى بايست حداقل شامل يك سياره
مانند زمين باشد (منظور محلى است كه وجود آب مايع در آن امكان پذير باشد) و اين رقم
مى تواند به آسانى به ۳ و يا ۵ هم برسد.
اين ديدگاه خوشبينانه برپايه اين تصور استوار است كه منظومه شمسى ما در تعداد،
اندازه و توزيع سيارات يك شاخص به شمار مى رود.
امروزه مريخ و همين طور اروپا كه يكى از اقمار مشترى است جزء محل هايى است كه براى
يافتن اشكال اوليه حيات مورد بررسى قرار مى گيرند و فى الواقع با اين وضعيت ۳ زمين
احتمالى براى فرمول درك در منظومه ما پديد مى آيد.به هر حال سيارات فراخورشيدى كه
در سال هاى اخير كشف شده اند نكته اى را به ما انسان ها آموخته اند (به اين ترتيب
كه) منظومه شمسى ما با مجموعه اى از عوالم و اقمار كه در وضعيتى پايدار و در عين
حال زيبا و با مداراتى كه تقريباً به دايره نزديك است، قرار دارد شايد انتظار بيش
از آن چيزى است كه در قانون طبيعت وجود دارد.
• fi چه تعداد از سيارات سرچشمه حيات هستند؟
امروزه در محافل علمى در رابطه با مقدار متغير fi
نظرات مثبت بيشترى وجود دارد همان متغيرى كه بيانگر كسرى از سيارات است كه قابل
سكونت باشد و حيات در آن شكل بگيرد.توده هاى مولكولى پيكره حيات (اعم از
مجموعه هاى بنيادى هيدروكربنى و حتى اسيدهاى آمينه) در سرتاسر عالم به وفور يافت
مى شوند. موارد فوق الذكر در شهاب سنگ ها، دنباله دارها و گاز و غبارهاى بين
ستاره اى كشف شده اند.
با وجود اينكه هيدروكربن ها و اسيدهاى آمينه ارگان هاى زنده نيستند لكن شكى وجود
ندارد كه تحولات ماقبل حيات بسيارى در محبس تاريك كهكشان و در ميان ستارگان در حال
انجام است.
مهمترين بخش اين روند، يافته هاى شگفت انگيزى است كه (به زبان زمين شناسى) چنين
بيان مى شود: ميكروارگانيسم ها تنها لحظاتى پس از آخرين برخورد مخرب (در روند
شكل گيرى زمين) بر روى اين سياره نمايان شده اند.احتمالاً (البته در صورت حصول
شرايط صحيح) پيدايش حيات روندى بالنسبه سهل الوصول دارد كه به راحتى اتفاق مى افتد،
اگر اين روند مسيرى نامعمول و دشوار بود نمى شد انتظار داشت كه در اولين فرصت پيش
آمده بر روى زمين انجام پذيرد بلكه بايد در مقاطع بعدى تاريخ سياره پديدار مى شد.
امروزه زيست شناسان در اين باره به بحث مى پردازند كه آيا حيات بر روى زمين چند بار
و به صورت جداگانه پديد آمده يا نه.دلايل فراوانى وجود دارد كه نشان مى دهد تمام
موجودات زنده اى كه امروزه بر پهنه كره زمين يافت مى شوند منشاء واحدى دارند ولى
(با اين وجود) رشته هاى ديگرى از حيات نيز ممكن است در طول تاريخ ظهور كرده و از
ميان رفته باشد.
• هوش fi
با پايان بخش مربوط به تعداد سيارات زمين مانند ما تنها با ۳ مجهول ديگر مواجه
هستيم. (اولاً) احتمال تكامل منتج به هوش چقدر است؟ (پاسخ به اين سئوال مقدار مولفه
fi را براى ما مشخص مى كند)
(ثانياً) ما تا چه حد اطمينان داريم كه موجودات فرازمينى قادر مايل به انتشار امواج
راديويى هستند (پاسخ اين سئوال ما را به سوى تعيين مقدار fc
رهنمون مى سازد).و آخرين مورد اينكه طول عمر متوسط تمدن هايى كه امكان و توان
برقرارى تماس راديويى را داشته باشند چقدر است؟(L)
اين عوامل زيست شناختى و جامعه شناختى (مطروحه) در معادله درك بحث ها و ترديدهاى
علمى بيشترى را در مقايسه با عناصر بيان شده در عرصه اخترشناسى پديد آورده است. با
توجه به نظرات بسيارى از دانشمندانى كه در زمينه حيات فعاليت دارند بسيار
ساده لوحانه است كه بينگاريم سير تكامل در يك سياره ديگر لزوماً بايد به هوش
(آن گونه كه مدنظر ماست) منتج گردد.ديرين شناسى به نام استفن جى گلد (دانشگاه
هاروارد) در پرفروش ترين كتاب خود به نام «جهان شگفت انگيز» چنين ادعا مى كند كه:
«احتمالاً ما وجود خود را مديون اقبال خوش هستيم، بشر صرفاً به حركت محدود نيست
بلكه يك جوهر است.»
مسير تكامل، يك فرآيند غيرقابل پيش بينى، آشفته و عارى از نظم است.
گلد بارها و بارها به اين مطلب اشاره مى كند كه اگر ما قادر بوديم كه نوار سير
تكامل بر روى سياره زمين را به عقب بازگردانده و دوباره آن را آغاز كنيم، غيرممكن
بود كه انسان دوباره بر روى صحنه زمين خودنمايى كند.
ديگران اين گونه پاسخ مى دهند كه البته، آنچه كه ما در جست وجوى آن هستيم نوع بشر
نيست. هيچ كس در پى آن نيست كه انسانى را در ميان ستارگان بيابد (موجودات كوچك سبز
رنگ يا چيزى شبيه به آن).
بلكه موضوع اين است كه آيا اصولاً هيچ گونه ارگانيسمى وجود دارد كه قابليت استفاده
از ابزار، پيشبرد يك جامعه پيشرفته و پيچيده و همچنين ذخيره و پردازش اطلاعات به
طريقى كه منتهى به كشف اصول و مبانى الكتريسيته شود را از خود بروز دهد؟از ديدگاه
افراد خوش بين در اين مورد تفاوت تنها در درجه است و نه در نوع، به اين دليل كه
مراحل متفاوت هوش در انواع گسترده جانوران به طور مستقل تكامل پيدا كرده است.اما
گلد اشاره مى كند كه هيچ الگوى كلى و يا هر گونه گرايش ترجيهى در مسير تكامل وجود
ندارد. اين برداشت كه افزايش تنوع زيستى ضرورتاً همراه است با افزايش توان فكرى
كاملاً غلط است. اگر برخى از حيوانات كه به تازگى تكامل يافته اند، بزرگ تر و
باهوش تر از گذشتگان خود هستند تنها مى تواند محصول يك اتفاق باشد.
پيشرفت بشر هم در زمينه هاى مختلف مى تواند به همين شكل صورت گرفته باشد.
شرق