آیا هرگز از خود نمی‌پرسید که بقیه کجا هستند؟» بر اساس برخی محاسبات، کهکشان باید سرشار از زندگی ارتباطی باشد.
محققان پیشنهاد کرده‌اند که تکتونیک صفحه‌ای، قاره‌ها و اقیانوس‌ها برای پیدایش حیات هوشمند در یک سیاره سنگی بسیار مهم هستند و تخمین زده‌اند که چنین ویژگی‌هایی تا چه حد ممکن است رایج باشند. این تیم مشکوک است که فقدان شواهدی برای حیات بیگانه پیچیده به دلیل نادر بودن سیاراتی است که دارای زمین ساخت صفحه ای طولانی مدت و ترکیبی از محیط های آبی و خشک هستند. این نتایج در گزارش های علمی.
چارچوبی برای زندگی هوشمند
در سال 1961، فرانک دریک، ستاره شناس آمریکایی که در رصدخانه ملی رادیویی نجوم در گرین بنک، ویرجینیای غربی بود، معادله ای را برای تخمین تعداد تمدن های فرازمینی در کهکشان راه شیری پیشنهاد کرد که می توانند سیگنال های الکترومغناطیسی مانند امواج رادیویی را ارسال کنند. این معادله شامل هفت عبارت بود که شامل نسبت ستارگان با منظومه‌های سیاره‌ای و میانگین مدت زمانی است که یک تمدن حضور خود را در فضا پخش می‌کند. این عبارت که امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد، به معادله دریک معروف شده است. (دریک در سال 2022 درگذشت.)
“برای برخی اصطلاحات، ما به معنای واقعی کلمه نمی‌دانیم که آنها چه مقدار عددی باید داشته باشند.”
مایکل ونگ، دانشمند سیاره‌شناسی در موسسه علوم کارنگی در واشنگتن، که در این تحقیق شرکت نداشت، گفت: «این چارچوبی برای درک تمام فرآیندهای سیاره‌ای و اخترفیزیکی که می‌توانند به تمدن منتهی شوند به ما می‌دهد.
خود دریک تخمین زد که شاید 10000 تمدن فرازمینی ارتباطی در کهکشان راه شیری وجود داشته باشد. با این حال، برآوردهای دیگر با استفاده از معادله یکسان کاملاً متفاوت بود. برخی از دانشمندان پیشنهاد کرده اند که تنها یک تمدن ارتباطی در کهکشان راه شیری وجود دارد – ما. دیگران فرض کردند که ممکن است میلیون ها نفر از آنها در آنجا وجود داشته باشد.
وونگ گفت، این اختلافات قابل انتظار است، زیرا دانشمندان هنوز تمام مقادیر عباراتی را که در معادله دریک قرار می گیرند تعیین نکرده اند. ما برخی از اصطلاحات را به لطف پیشرفت در نجوم و اخترفیزیک می دانیم. برای برخی از اصطلاحات، ما به معنای واقعی کلمه نمی‌دانیم که مقدار عددی آنها چقدر باید باشد.”
علوم زمین را وارد کنید
اکنون دو محقق پیشنهاد کرده اند که یکی از اصطلاحات معادله دریک با دو عبارت «علم زمین» جایگزین شود. این تیم استدلال کرد که تکتونیک صفحات و حضور اقیانوس‌ها و قاره‌ها برای تکامل حیات پیچیده بسیار مهم است و احتمال وجود سیاره‌ای که این ویژگی‌ها را داشته باشد باید در معادله دریک لحاظ شود. این تیم نشان داد که این امر تعداد اشکال حیات ارتباطی پیش‌بینی‌شده در کهکشان راه شیری را با چندین مرتبه قدر کاهش می‌دهد، گامی در جهت حل پارادوکس فرمی که بر اساس آن هنوز تمدن‌های فرازمینی پیدا نشده است.
معادله دریک در شکل اصلی خود حاوی اصطلاحی به نام بود افمن بر اساس نسبت سیارات دارای حیات که حیات هوشمند در آنها بوجود می آید. دریک در ابتدا این را فرض کرد افمن 1 بود، به این معنی که حیات هوشمند در 100٪ از سیاراتی که زندگی در آنها توسعه یافته است، بوجود آمد.
اما کار جدید نشان می دهد که احتمالاً این یک تخمین بیش از حد است. رابرت استرن، دانشمند زمین در دانشگاه تگزاس در دالاس، و تاراس گریا، زمین شناس در ETH زوریخ در سوئیس، اکنون پیشنهاد کرده اند که افمن حداقل 500 برابر کوچکتر است. برای رسیدن به این تخمین، استرن و گریا فرض کردند که حیات هوشمند فقط در سیاراتی می‌تواند توسعه یابد که دارای طول عمر بالای زمین ساختی صفحه‌ای هستند و هم قاره و هم اقیانوس دارند.
به گفته محققان، تکتونیک صفحه به دلایل متعددی حیاتی است. اول از همه، این روند باعث ایجاد کوه های بلند می شود. این قله ها در معرض فرسایش هستند که رسوبات را جابجا می کند. استرن گفت: «این مقدار زیادی مواد مغذی را به اقیانوس‌ها می‌آورد و حیات را تحریک می‌کند. او گفت که تکتونیک صفحات همچنین به طور منظم زمین های جدید را شکل می دهد و اساساً طاقچه های منحصر به فردی برای زندگی ایجاد می کند. “این اجازه می دهد تا برای مسیرهای تکاملی متعدد.”
شکل‌های ابتدایی‌تری از زمین‌ساخت‌شناسی، مانند تکتونیک‌های تک‌درهای، در اوایل زمین وجود داشته‌اند. اما حدود یک میلیارد سال پیش بود که تکتونیک صفحه به طور جدی آغاز شد. در همان زمان، سیاره افزایش حیات پیچیده را تجربه کرد.
خیس یا خشک؟ هر دو را بگیرید
تمدن های تکنولوژیک منحصراً در اقیانوس امکان پذیر نیستند.
استرن و گریا می گویند وجود قاره ها و اقیانوس ها نیز برای پیدایش حیات هوشمند بسیار مهم است. بر روی زمین، اولین اشکال حیات در اقیانوس تکامل یافتند. گریا گفت که یک محیط آبی به معنای واقعی کلمه موجودات را در مواد مغذی غوطه ور می کند و پشتیبانی ساختاری را برای اشکال اولیه زندگی بدون اسکلت فراهم می کند. به نظر می رسد که اقیانوس برای زندگی اولیه ضروری بوده است، اما حیات پیچیده ای که می تواند در فضای بین ستاره ای ارتباط برقرار کند، به خشکی نیز نیاز دارد. استرن گفت که به این دلیل است که فناوری‌های پیشرفته مانند کنترل آتش و استفاده از الکتریسیته در خشکی راحت‌تر به دست می‌آیند. تمدن های فناوری به تنهایی در اقیانوس امکان پذیر نیستند.
استرن و گریا تخمین زدند که نسبت سیاراتی با تکتونیک صفحه‌ای که بیش از 500 میلیون سال طول می‌کشد ضربدر نسبت سیاراتی با ترکیبی از محیط‌های آبی و خشک بیشتر از 0.002 نیست. استرن گفت، با این حال، تعدادی از مفروضات در این محاسبه وجود دارد. تعیین این عدد بسیار دشوار است.
وونگ گفت، منطقی است که اصطلاحات علوم زمین را در معادله دریک بگنجانیم. به نظر می‌رسد که حداقل برای تکامل حیات روی زمین، وجود اقیانوس‌ها و قاره‌ها علاوه بر تکتونیک صفحه‌ای بسیار مهم بوده است، اما نسبت سیارات، زمین‌ساخت صفحه‌ای با عمر طولانی و هم اقیانوس‌ها و هم قاره‌ها پیشنهاد شده توسط استرن. او گفت و گریا بسیار ناامن هستند. “راستش نمی دانم چگونه حتی سعی کنم به این اعداد نزدیک شوم.”
وونگ گفت، با این حال، این ممکن است در آینده تغییر کند. ستاره شناسان در حال بررسی مفهوم تلسکوپ فضایی هستند که برای یافتن و توصیف سیارات قابل سکونت در خارج از منظومه شمسی ما اختصاص داده شده است. چنین تلسکوپی که در حال حاضر به عنوان رصدخانه جهان های قابل سکونت شناخته می شود، می تواند به طور بالقوه اقیانوس ها و خشکی ها را در سیارات فراخورشیدی شناسایی کند. او گفت که این برای علوم سیاره ای بسیار مهم است. “ما در منطقه ای از نظر داده ضعیف هستیم.”
-کاترین کورنی (@KatherineKornei)، نویسنده علم
نقل قول: کورنی، ک. (2024)، یک قدم به حل پارادوکس فرمی، Eos، 105، https://doi.org/10.1029/2024EO240230. منتشر شده در 24 می 2024.
متن © 2024. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
در غیر این صورت، تصاویر مشمول حق چاپ هستند. هرگونه استفاده بیشتر بدون اجازه صریح صاحب حق چاپ ممنوع است.
مربوط
