جدول المحتويات:

هل أنت بالخارج ، ET؟ البحث عن الكواكب الصالحة للسكن على وشك الحصول على دفعة
هل أنت بالخارج ، ET؟ البحث عن الكواكب الصالحة للسكن على وشك الحصول على دفعة
Anonim

سؤال وجواب مع عالم النجوم والكواكب آلان بوس حول الكأس المقدسة لأبحاث الكواكب خارج المجموعة الشمسية - العثور على كواكب شبيهة بالأرض.

يجلب الأسبوع المقبل علامة فارقة في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض مع الإطلاق المقرر يوم الجمعة للقمر الصناعي كبلر التابع لناسا. البعثة ، التي سميت على اسم عالم الفلك الألماني يوهانس كيبلر في القرنين السادس عشر والسابع عشر ، ستدرس مجموعة من النجوم لمدة تزيد عن ثلاث سنوات بحثًا عن انخفاضات دورية دقيقة في السطوع النجمي - العلامات المنبهة لمدارات الكواكب. على الرغم من أنه تم بالفعل العثور على أكثر من 300 كوكب خارج النظام الشمسي باستخدام هذه الطريقة ، من بين تقنيات أخرى ، فإن قوة كيبلر تكمن في حساسية أدواته للكواكب الأصغر والأكثر برودة والتي تكون أكثر ملاءمة للحياة وتشبه كوكبنا.

في كتاب جديد ، يجادل عالم الكواكب آلان بوس ، الذي يدرس تكوين النجوم والكواكب في معهد كارنيجي بواشنطن ، وهو عضو في فريق كيبلر العلمي ، بأن المهمة يجب أن تفتح الباب لإيجاد حياة خارج النظام الشمسي. يقول بوس إنه مع أي حظ ، يجب أن يشير كبلر إلى وجود بلايين من الكواكب الصالحة للسكن في مجرتنا وحدها ، مع وجود عدد لا يسبر غوره تقريبًا من السداسيات عبر الكون بأسره. (أين جول فيرن و إتش جي ويلز عندما تحتاج إليهما؟) تحدثنا إلى بوس حول أطروحة كتابه.

[فيما يلي نسخة منقحة من المقابلة.].

كتابك الجديد يسمى الكون المزدحم. ماذا يعني العنوان؟

الهدف من الكتاب هو إظهار لماذا يمكن للمرء أن يدعي أن الكون من المحتمل أن يعج بالحياة. أجادل في جميع أنحاء الكتاب بأننا نعلم بالفعل أن الأرض من المحتمل أن تكون شائعة بشكل لا يصدق - فكل نجم من النوع الشمسي ربما لديه عدد قليل من الكواكب الشبيهة بالأرض ، أو شيء قريب جدًا منها. في رأيي ، على الأقل ، إذا كان لدى المرء العديد من العوالم الصالحة للسكن حولها لمدة خمسة مليارات أو 10 مليارات سنة ، فمن الحتمي تقريبًا أن يبدأ شيء ما في النمو في غالبية هذه العوالم.

إذا كان لديهم ماء عليهم ، ولديهم بعض المذنبات التي تغرق في بعض الأحماض الأمينية والمواد الكيميائية البريبايوتيك الأخرى المثيرة للاهتمام ، فكيف ستمنع هذه الأشياء من نمو نوع من الحياة ؟.

الحياة عنيدة للغاية ومستعدة للبحث عن موطئ قدم في أي مكان ممكن ، أشعر أنها ستنشأ في أي مكان توجد فيه فرصة. قد لا تكون بالضرورة مخلوقات صغيرة كما في فيلم ستيفن سبيلبرغ ، ولكن سيكون هناك نوع من الميكروبات البدائية أو الشبيهة بالبكتيريا التي تزحف حولها أو تتدفق على طولها. هؤلاء سيخلقون مخرجات مثل الأكسجين والميثان ، وهذه أشياء يمكننا رؤيتها في الغلاف الجوي. قد لا نكون قادرين على معرفة ما إذا كان كوكب ما لديه حياة ذكية أو ديناصورات ، ولكن يمكننا على الأقل معرفة ما إذا كان يحتوي على عفن طين. لذلك نحن نذهب إلى قالب الوحل.

سيطلق القمر الصناعي Kepler ، الذي سيبحث عن تلك الكواكب الصالحة للحياة ، في 6 مارس. ماذا تعتقد أنه سيخبرنا؟

أراهن أنه سيخبرنا أن الأرض شائعة جدًا. سيبحث كبلر عن 100000 نجمة لمدة ثلاث أو أربع سنوات. نتوقع أن الكواكب الشبيهة بالأرض ستتم محاذاة مداراتها بطريقة يمكن أن يرى كبلر واحدًا من أصل 1000 منها. لذلك إذا كان لكل نجم كوكب واحد يشبه الأرض ، فهذا يعني أن كبلر سيرى ما يقرب من 100 كوكب أرضي. ولكن إذا اتضح أننا مخطئون ، ولنقل أن نجمًا واحدًا فقط من أصل 100 لديه كوكب يشبه الأرض ، فقد يجد كبلر أرضًا واحدة - إذا كان محظوظًا - أو قد يجد صفرًا. وإذا تواجدت الكواكب حول نجم واحد فقط من بين 1000 نجم ، فسنكون محظوظين حقًا لكبلر للعثور على أي شيء على الإطلاق.

لذلك يفترض كبلر أساسًا أنه يجب أن يكون قادرًا على العثور على بعض الكواكب طالما أنها تحدث بمعدل 1 في المائة تقريبًا أو أعلى. هناك فرصة جيدة جدًا أن تكون الأرض متاحة بشكل أساسي طوال الوقت ، ولكن يمكننا أن نكون متحفظين قليلاً ونقول إن كبلر يجب أن يجد العشرات من الأرض.

إذا وجد كبلر عددًا من الكواكب الشبيهة بالأرض ، فسنعرف عدد الكواكب الموجودة بشكل عام لأن كبلر سيبحث في مثل هذه العينة الكبيرة. وبعد ذلك سنعرف كيف نبدأ في التخطيط للمرحلة التالية من البحث ، وهي البحث عن النجوم القريبة. سيبحث كبلر عن النجوم التي تبعد مئات السنين الضوئية كلها في اتجاه واحد من السماء. يبدو الأمر وكأنه بعد النظر إلى حي آخر في مدينة أخرى ، نريد أن ننظر بعد ذلك إلى بلوكنا الخاص. سيخبرنا كبلر عن عدد المنازل التي يتعين علينا البحث عنها في مجموعتنا للبحث عن الحياة.

بالنظر إلى أن كوكبنا هو الأرض الوحيدة التي نعرفها ، كيف يمكننا استقراء عدد الكواكب الموجودة هناك؟

أولاً ، إذا تحدثت إلى علماء الفلك الذين ينظرون إلى النجوم الشابة ، فسوف يخبرونك أنه عندما تتشكل النجوم ، فإنها تميل إلى امتلاك قدر ضئيل من الزخم الزاوي ، مما يعني أنها لا تستطيع تجميع كل مادتها وينتهي الأمر بها. قرص حولهم. هذه الأقراص هي ما تتشكل منه أنظمة الكواكب ، وهي أساسًا بقايا عملية تشكل النجوم. بشكل أساسي جميع النجوم الشابة لديها هذه الأقراص ، لذلك نتوقع أن هذه النجوم الفتية لديها على الأقل إمكانية امتلاك أنظمة كوكبية.

ثانيًا ، أولئك الذين يقلقون بشأن عمليات تكوين الكواكب يجدون أنه من الصعب جدًا إيقاف تشكل الكواكب الشبيهة بالأرض ، أو نوعًا ما من الأجسام الصخرية الكبيرة. إن بناء الكواكب بطريقة ما أسهل من بناء كواكب المشتري ، لكننا نعلم بالفعل من إحصاء كوكبنا خارج المجموعة الشمسية أن كواكب المشتري موجودة على الأقل بنسبة 10٪ ، وربما حوالي 20٪ ، من النجوم. لذلك يجب أن تكون الأرض أكثر شيوعًا من ذلك.

أخيرًا ، وبشكل مباشر أكثر ، بدأت عمليات البحث عن الكواكب بالفعل في العثور على فئة جديدة من الكواكب تسمى الأرض الفائقة بكتل ربما خمسة أو 10 أو 15 ضعف كتلة الأرض والتي تدور حول نجمها أقرب قليلاً من كوكبنا. تتواجد هذه الشظايا على ما يقرب من ثلث النجوم القريبة من الشمس. وهذه نوعا ما من الكرات الغريبة نوعا ما ، والتي أعتقد أنها مجرد غيض من فيض من طيف الكواكب الشبيهة بالأرض. في أي نموذج نظري لتكوين الكواكب يتحدث عنه الناس ، يجب أن يكون هناك الكثير من الأرض مقارنة بهذه الكواكب الغريبة ، لذلك عندما نجري تعدادًا كاملًا ، يجب أن نجد الكثير من الأرض. إذا كانت هذه الكرات الفردية موجودة في 30٪ من الوقت وكان كوكب المشتري هناك 20٪ من الوقت ، فهذا يعني أن تلك التي لا يمكننا رؤيتها تمامًا يجب أن تكون موجودة طوال الوقت. إنها قصة مقنعة للغاية ، وجميع الأدلة من عدة اتجاهات مختلفة تشير إلى أن الأرض شائعة جدًا.

في حديث حديث ، أرى أنك أعطيت بعض التقديرات التقريبية لعدد ما قد يكون موجودًا في الكون..

نعم ، تقديرات تقريبية للغاية. إنه أمر بسيط ومباشر. إنها تقول بشكل أساسي أن كل نجم شبيه بالشمس يجب أن يكون له أرض واحدة ، أو قريبة منها. وهناك ما يقرب من 1011أو 100 مليار نجم في مجرتنا. معظمهم كتلة شمسية واحدة أو أقل ، والكثير منهم ربما يكون نصف كتلة شمسية فقط ، ولكن من المحتمل أن هذه الأشياء لها كواكب تدور حولها أيضًا. لذلك أود أن أقول أنه في غضون ضعفين أو ما شابه ، يجب أن يكون لكل واحد من تلك النجوم كوكب شبيه بالأرض ، لذا فأنت تصل إلى 1011 الكواكب داخل مجرتنا.

وبعد ذلك ، حسنًا ، لنتحدث عن الكون كله. من خلال صور المجال العميق ، أظهر تلسكوب هابل الفضائي - مرة أخرى ، بشكل فظ للغاية - أن هناك ربما 1011 المجرات في الكون المرئي ، ويفترض أن تلك المجرات لديها أنظمة كوكبية تمامًا مثل نظامنا. لا يوجد سبب محدد للاعتقاد بأن مجرتنا هي كرة غريبة ، على الرغم من أنك قد تبدأ في القلق بشأن المجرات الإهليلجية مقابل المجرات الحلزونية وتخرج عاملًا يساوي اثنين أو ثلاثة ، لكننا نلعب بأعداد تقريبية هنا.

لذلك أقول إن هناك 10 بشكل أساسي11 المجرات ، ولكل منها ما يقرب من 1011 النجوم ، أي 1011 كواكب ، إذن أنت تصل إلى 1022 كواكب (10 سكستيليون) بشكل عام ، بأرقام مستديرة للغاية - وهذا عدد كبير من الكواكب. إنه أمر محير للعقل لكنه لا مفر منه. حتى لو كانت الأرض أقل تواترًا بألف مرة مما أدعي أنها كذلك ، فإنك تنخفض إلى 1019 (10 كوينتيليون). إذن هو 1019 ليست كبيرة بما يكفي بالنسبة لك؟ أكره قول الكلمة ، لكن هذه حرفياً أرقام فلكية منطقية تمامًا من منظور عالم الفلك للكون ولكن لا يمكن للبشر التفكير فيها ، ربما ، فيما يتعلق بحجم الأموال التي ننفقها على حزمة التحفيز الاقتصادي. إن عمليات الإنقاذ التي تبلغ قيمتها تريليون دولار تقودنا نحو الترتيب الصحيح من حيث الحجم.

بافتراض أن افتراضاتنا حول تكوين الكواكب ليست بعيدة ، فكم من الوقت سيستغرق قبل أن يحضر كبلر بعض الكواكب؟

سنجد كوكب المشتري الحار بسرعة وربما بعض الكواكب الأرضية الفائقة الحارة خلال السنة الأولى ، على ما أعتقد. لكن الكنز الحقيقي هو الكواكب الشبيهة بالأرض ، وبحكم التعريف ، لا يمكنك الحصول عليها حتى تجري ما لا يقل عن ثلاث أو أربع سنوات. أنت تبحث عن فترات مدارية مدتها عام واحد ، تقريبًا ، لنجوم من النوع الشمسي ، وفي المرة الأولى التي يحدث فيها العبور ، تعتقد ، "هذا مثير للاهتمام". لديك ومضة واحدة. أنت بحاجة إلى نقطتين على الأقل لتقول ، "لدي الآن دورة مدارية ، دعنا نرى ما إذا كانت هناك ومضة ثالثة في الوقت المناسب." لذا ، إذا تلقيت الضوء الثالث ، فتقول ، "حسنًا ، يبدو هذا جيدًا ، لدي نقاط ضوئية مفصولة بنفس المقدار تقريبًا من الوقت ، ربما سأكون حذرًا للغاية وأنتظر لحظة رابعة." وإذا قمت بذلك ، فسيكون لديك ما يصل إلى بضع سنوات من مراقبة الوقت. لذا فإن شعوري هو أنه بحلول عام 2013 سيكون لدينا بعض الكواكب لنعلن عنها.

شعبية حسب الموضوع