اولین تماس با دنیای بیرون

مجله اختر فیزیک یک "گدانکین –Gedanken" یا تجربه فکری دیگر را که در واقع تفکری بر اسرار علمی از سلسله سناریو های " چطور - اگر" است، معرفی كرد. تجربه های گدانکین که بخاطر تعمق بر مشکلات جدی توسط دانشمندان و فیلسوفان استفاده می گردد، برای طرح این سناریو ها و رساندن آن به یک فرجام منطقی، متکی به قوه تخیل اسنان است.

این تجربیات معمولأ از تجهیزات آزمایشگاهی یا حتی اطلاعات تجربی استفاده نمی کنند، بلکه می توان فقط بصورت خیالات باطل مورد توجه قرار داد. اما قضیه مشهور گدانکین انشتین که گفته بود، "چه اتفاق می افتد اگر مانعی را در برابر یک موج نور قرار دهیم" به کشف علمی مهمي منجر گردید.

آقای ری ویلارد به مدت 35 سال نویسنده مشهور نجومی بود و فعلأ مدیر بخش خبر تلسکوپ فضایی هابل می باشد. وی در یکی از مقاله های خود گفته، اگر اولین سیاره خاکی خارج از منظومه شمسی را که احتمالأ موجدات زنده یا حیات بیگانه در آن باشد، کشف کنیم، چگونه مورد مطالعه قرار خواهیم داد؟ ( بخش دوم این مقاله در هفته آینده منتشر می شود)

اولین تماس: مأموریت بین ستاره ای به سوی یک سیاره مسکوني

کشف سیارات در اطراف ستاره های دور دست، در " عصر تورم" دانش جدیدی که به سرعت گسترش می یابد، جریان دارد. با آغاز در سال 1995، اولین دهه کشف سیارات دور دست فقط به فهرست نمودن محدود می شد. در دهه دوم ما توانستیم به سرعت خواص فیزیکی این دنیا های دور را مشخص کنیم و در دهه سوم قادر خواهیم بود تا سیارات مسکوني یا آباد مانند زمین را فهرست کنیم.

اولین سیاره مسکوني کشف شده، احتمالأ یک ابر زمین (چندین برابر حجم زمین) خواهد بود. ابر زمین ها در مقایسه با زمینک های کوچک و ریز احتمالأ در مناطق پرستاره نزدیک یا همجوار به وفور پیدا می شوند. البته تا كنون چندین ابر زمین کشف شده. یک ابر زمین می تواند اقیانوس های بسیار عمیق ( اگر کاملأ پوشیده از آب نباشد) و همواری های بسیار فعال خشک داشته باشد.

اما به احتمال قوی ترکیب اتموسفری این سیارات شبیه اتمسفر زمین نخواهد بود. یک اتمسفر سیاره ایی در حالت عدم تعادل؛ جائی است که گاز ها در آنجا با هم تعامل نموده و نیروی مصرفی در آن برای حفظ حالت فعلی اتمسفر، می تواند نشانه زندگی باشد، زیرا فرایند زندگی نقش مهمی را در حفظ ترکیب اتمسفری بازی می کند.

بعضی اوقات مراحل تدریجی زمین شناختی و یا عوامل غیر حیاتی دیگر ترکیبات لازمی اتمسفر را نیز فراهم می سازد. قبل از اینکه کارشناسان به این نتیجه برسند که یک سیاره بیگانه حاوی اتمسفر با حالت عدم تعادل، به علت فرایند تدریجی زندگی به این حال رسیده، چندین سال گفتگو و بررسی را در بر می گیرد.

نورسنجی ها توسط تلسکوپ های فضایی تنوع رنگ و نور ابر زمین ها را اندازه گیری می کند و اگر سطح یک سیاره به علت حضور اقیانوس و قاره ها مختلف باشد، برای ما مشخص می شود. زمانیکه دانشمندان یک تلسکوپ بزرگتر فضایی تداخل سنج نوری را بسازند، می توانند ساختار جغرافیایی سیارات و اتمسفر آن ها را در تصاویر درشت و آن هم فقط با وسعت چند ده پیکسل ترسیم کنند.

این طرح به ترکیب یا یکجا ساختن نور پنج شاخه چهار تلسکوپ هشت متری که در شکل دقیق با یک اساس یا پایه به اندازه 4430 کیلومتر با هم پرواز می کنند، نیازمند است.اما هرگز تلسکوپ بسیار بزرگی که بتواند نشانه های حیات در سیارات دور را جمع آوری کند، وجود نخواهد داشت.

ولی رصد ها بخاطر جستجوی موجودات هوشمند فرا زمینی (Search for Extraterrestrial Intelligence) و بخصوص با هدف نظارت سیارات جهت دریافت نشانه ها و امواج الکترو مقناطیسی مصنوعی؛ یعنی امواج رادیوئی و تلویزیونی که به معنی فاش شدن اسرار جهان است، ادامه خواهد داشت. احتمال اینکه اولین سیاره مسکوني کشف شده دارای تمدن مشابه یا سطح تکامل علمی و تكنیکی مشابه با ما باشد، بسیار کم است. با توجه به عمر 12 میلیارد ساله کهکشان، اینگونه رشد همزمانی میان تمدن های دور افتاده و پراکنده از هم امر غیر محتمل است.

کشف یا جستجوی یک زمین دیگر مهمترین دلیل وادار کننده برای شناخت و در نهایت کشف سیارات بیرونی نزدیک می باشد. جدا از چالش های گیج کننده تكنیکی پرواز های بین ستاره ای، این گونه کاوش ها در نهایت می تواند به یکی از بنیادی ترین پرسش های زیست شناسی فضایی یا اختربیولوژی ( زندگی در یک سیاره دیگر با شرایط ابتدائی کاملأ متفاوت چگونه آغاز و تکامل کرد؟) پاسخ دهد.یک سیاره چند میلیارد ساله با فضای زیستی پیچیده می تواند مجموع اطلاعات شگفت آوری را در مورد مناسب بودن حیات در جهان بیگانه برای ما فراهم سازد.

بدون پرواز به سیارات دور و اجرای آزمایشات بر موجودات زنده بزرگ مانند گیاهان، حیوانات و حتی هر نوع شکل زندگی ناشناخته قابل دید و فقط با دریافت پیام های رادیوئی یا تلویزیونی از یک تمدن تکنولوژیکی، هرگز چیزی در مورد زیست شناسی بیگانه ها نخواهیم دانست.

پیش بینی این که در سده بعدی می توانیم در عرصه فنی و فیزیک به چنان پیشرفتی برسیم تا کاوشگر های مان را به سوی ستاره ها بفرستیم، معقولانه و قابل قبول است. امروزه، مقالات و گمانه زنی های زیادی در مورد طرح ها برای سفرهای میان ستاره ای، از طریق تحت کنترل درآوردن انرژی خلاء های فضا، تغییر یا اصلاح نیروی لختی و گرانشی و یا با فشار دادن یا وا پیچاندن ساختار فضا - زمان منتشر شده است.

اگر از روی محافظه کاری بپذیریم که پیشرانه متداول راکت ها یگانه گزینه قابل پیش بینی برای مأموریت های بین ستاره ای است، در آنصورت این گواه سعی و تلاش باعث محدودیت چندین نسل می گردد. دانشمندانی که اطلاعات را دریافت می کنند، نوه نوه نوه نوه نوه بزرگ طراحان مأموریت ها می باشند. این طولانی ترین پروژه علمی – مهندسی است که بشر حامل آن بوده و ساختن احرام مصر در مقایسه با آن ساختن یک انبار کوچک در روز جمعه یا تعطیلی می باشد.

بخاطر اطمینان از اینکه این پروژه طی چند سده ادامه خواهد داشت، باید یک مرکز مستقل پیگیری ایجاد شود. این مرکز باید از همه بخش ها منزوی گردد و خود کفا باشد تا بتواند در برابر حوادث طبیعی، جنگ، تغییرات سیاسی و تحولات اجتماعی زمین پایدار بماند.اما مکان مناسب برای این مرکز، نقطه لاگرانژی 2؛ یعنی توقفگاه مناسب و متوازن از نظر گرانش برای سفینه های فضایی میان زمین و خورشید می باشد.

دستگاه مراقبت کننده از این مرکز یک ابرکامپیوتر هوشمند خواهد بود که توانائی ترمیم و برنامه نویسی مجدد خود را خواهد داشت. این دستگاه با مکیدن انرژی از نور همیشگی خورشید می تواند برای ادامه مأموریت باقی بماند و مانند یک موجود مطیع اطلاعات را به زمین بفرستد.

حتی اگر انسان ها مأموریت بین ستاره ای را قبل از تکمیل شدن آن رها کنند، وظیفه اساسی این هوشمند مصنوعی بایگانی ( ذخیره) نمودن تمامی اطلاعات مأموریت ها است تا در آینده در اختیار بشریت قرار گیرد.

این ایده بطور ظاهری شبیه فيلم علمی- تخیلی غول پیکر (Colossus) دهه 1970 می باشد که در آن بر اساس پروژه فوربین، یک ابرکامپیوتر مستقل دفاع ملی در دل یک کوه و بدور از هرگونه مداخله انسان مدفون می شود. اما بدبختانه در این افسانه، این ابرکامپیوتر نقش خدا را به خود می گیرد.

جدا از سناریو های پس از آخرزمان، بیایید این را بپذیریم که یک اجتماع بشری آینده، به قدر کافی پایدار خواهد بود تا بتواند یک مأموریت چند نسلی را به یک سیاره بیرونی نزدیک اجرا کند. به گونه دیگر، هیچ ارگان یا اداره حاکمی وجود ندارد تا مسئول بازبینی و رأی گیری بر سر حاكميت چند ساله پروژه باشد.

حجم تمام بار قابل حمل شامل هر چیز لازم برای یک سفر میان ستاره ای است که از پیش رانه متداول فعل- انفعال (کنش- واکنش) استفاده می کند. هر قدر کاوشگر مان سنگین باشد، به همان اندازه باید سوخت حمل گردد تا سرعت آن را به کسری از سرعت نور برسانیم و حتی بد تر از آن باید سوخت بیشتری حمل گردد تا کاوشگر بتواند سرعت خود را کاسته و وارد مدار منظومه شمسی مورد هدف خود گردد.

اگر در سده 18 میلادی پیشگام می بودید و می خواستید یک درخت بلوط را از سواحل غربی امریکا به آن سوی کشور ببرید، تمام درخت را در درشکه ( گاری) سرپوشیده خود حمل نمی کردید، بلکه حتمأ یک شاخه یا نهال بسیار کوچک را می بردید. مانند اینکه حجم و وزن را کم کنید و بدین معنی که برای یک سفر میان ستاره ای به بار بسیار کمی نیاز دارید. مدیر اسبق ناسا آقای دان گولدین حتی به فکر فرستادن بار بسیار کم به اندازه یک قوطی رب در مأموریت بین ستاره ای است.

یک کاوشگر بسیار کوچک بصورت یک ابر کامپیوتر هوشمند سبک می تواند یک مأموریت را هدایت کند. در صورت نبود کنترل یا هدایت کننده از زمین، لازم است تا شبکه عصبی آن به یک سیستم هدایت کننده اساسی برای کاوش وصل باشد. ایده اساسی این است که این " سفینه مادر" کوچک باید طوری برنامه ریزی شود تا از منابع منظومه شمسی مورد هدف بخاطر ساخت و فرستادن کاوشگر های کوچک جهت شناسایی سیارات این منظومه استفاده کند.

نظریه یک ماشین هوشمند خود کپی کننده (Self-replicating) به آقای جان ون نیومان - ریاضیدان و فیزیک دانی که در اوایل سده 20 در مجارستان متولد شده، متعلق است. این مرد نظریه ای را که بنام " گردآورنده های جهانی Universal Assemblers" یاد می شود، با دقت زیاد مطالعه نموده بود و اکنون اکثرأ به عنوان "میکانیزم وان نیومان" به آن اشاره می شود.

هر قدر این موضوع عجیب و غریب بنظر آید، اما در مقایسه با تمامی سفینه های حمل کننده مورد نیاز از زمین بسیار ارزان و موثر است و می تواند سرعت این حجم را حد اکثر به یک دهم سرعت نور برساند و در زمان لازم از سرعت آن بکاهد و آهسته کند.