احتمال وجود حیات بیگانه

احتمال وجود حیات بیگانه را با ریاضیات پیش‌بینی کنید: آیا ما د‌ردانه‌های کائناتیم؟

آیا ما در جهان، تنها هستیم؟ اگر بله، چرا و اگر نه بقیه کجا هستند؟ ریاضی می‌تواند در حل این سوال عمیق کیهان‌شناسی یا شاید بهتر باشد بگویم فلسفی، به ما کمک کند. برای بررسی این سوال، یعنی احتمال وجود حیات بیگانه و یک بازی ریاضی با آن، با گجت نیوز همراه باشید…

شاید اغراق نباشد اگر بگویم یکی از هیجان‌انگیزترین و قدیمی‌ترین سوالات بشر، احتمال وجود حیات بیگانه بوده است. البته این سوال در تمام ادوار تاریخ به یک اندازه اهمیت نداشته، چرا که انسان اولیه، بیشتر از آنکه در جستجوی احتمال حیات بیگانه باشد، به دنبال یافتن روش‌هایی برای تامین نیازها‌ی اولیه‌‌ی خودش بوده است. حتی زمانیکه انسان‌ها به فکر پیدا کردن جایگاه خود در عالم افتادند، باز هم احتمال وجود حیات بیگانه خیلی مورد توجه قرار نگرفت. دلیلش هم واضح است، زیرا حتی هنوز در مورد جایگاه خودشان هم در عالم، شک و شبهه‌ی زیادی وجود داشت. برای فلاسفه‌ی باستان که زمین را روی شاخ گاو می‌پنداشتند تا بطلمیوسی که زمین را مرکز عالم می‌دانست و خدا و فرشتگانی که روی فلک‌ الافلاک زندگی می‌کردند، احتمال وجود حیات بیگانه خنده‌دار به‌نظر می‌رسید! اما پس از آنکه بنیان نظریه زمین مرکزی بطلمیوس توسط کوپرنیک فروریخت و معلوم شد این زمین است که به دور خورشید می‌چرخد، اوضاع تغییر کرد. با پیشرفت علم نجوم و مشاهده‌ی گیتی پهناوری که گویا انتهایی نداشت، احتمال وجود حیات بیگانه جان تازه‌ای گرفت و عطش بشر برای پاسخ به آن، بیشتر شد. حالا و در قرن بیست و یکم، این سوال به یکی از بزرگترین دغدغه‌های نه‌تنها دانشمندان، بلکه انسان‌ها و حتی دولت‌ها تبدیل شده است (البته در مورد دولت‌ کشورهایی مثل ایران، خیلی صادق نیست). چندسالی است که انسان‌های زمینی به کمک پروژ‌ه‌های بزرگی مانند SETI، گوش‌هایشان را برای شنیدن صدای حیات بیگانه تیز کرده‌ اند!

به خاطر دارم زمانیکه در دوران نوجوانی، کتاب‌های فیزیکی می‌خواندم، در بحث ذرات بنیادی و احتمال وجود پادماده، نویسنده‌ی کتاب، مثال جالبی زده بود: فرض کنید حیات بیگانه پیدا شده و تمام مردم زمین با هیجان زیادی منتظر از راه رسیدن موجودات فرازمینی هستند. وقتی اولین موجود فرازمینی را می‌بینید و به رسم زمینی‌ها با اون دست می‌دهید، هر دو منفجر می‌شوید، زیرا او از پادماده ساخته شده بود! جدا از اینکه، منفجر‌شدن ما در اولین برخورد، به هیچ وجه، جالب نبود، اما این مثال جذاب، مرا ساعت‌ها به فکر فروبرد، می‌خواستم بدانم موجودات فرازمینی چه شکلی دارند و یا از چه جنسی هستند؟ اما قبل از همه‌ی این سوالات جزیی‌تر، یک سوال بنیادی‌تر وجود داشت: احتمال وجود حیات بیگانه چقدر است؟ آیا موجودات فرازمینی، اصلا وجود دارند؟

photo_2017-05-28_19-40-46

در سال ۱۹۶۷، دانشجویی به نام ژاکلین بل، پدیده‌ی عجیبی را در قسمتی از آسمان که مثلث تابستانی نامیده می‌شود،‌ کشف کرد: پالس‌هایی از امواج رادیویی که هر ۱.۳۳۷۳ ثانیه یکبار، تکرار می‌شدند (درست مثل ساعتی که کمی آرامتر، تیک تاک کند). پیدا کردن چنین پدیده‌ای، بسیار نادر بود؛ بنابراین بل، منبع این سیگنال را LGM1 نامید که مخفف عبارت «آدمک‌های سبز» است. امروزه می‌دانیم که عامل آن سیگنال‌ها، آدمک‌های سبز نبودند، بلکه پدیده‌‌‌ای نجومی به نام تپ اختر باعث چنین پدیده‌ای شده بود. کشف تپ اختر هم، بسیار هیجان‌انگیز بود، اما قطعا نه به اندازه کشف آدمک‌های سبز یا همان آدم فضایی‌ها!

احتمال وجود حیات بیگانه

ده سال بعد، سیگنالی عجیب‌تر از یک رادیوتلسکوپ دریافت شد. این سیگنال، خیلی غیرعادی بود، زیرا بسیار قوی بود و شبیه هیچ سیگنال رادیویی دیگری نبود، بنابراین به نظر می‌رسید که از جای دیگری غیر از زمین آمده است. این سیگنال، آنقدر عجیب بود که کاشف آن، کلمه مشهور wow را در حاشیه داده‌هایش نوشت. پس از اینکه منجمان، زمین را به عنوان منبع این سیگنال رد کردند، نظر همگان بر آن شد که این سیگنال از جایی، ماورای زمین آمده است. اما سوال مهمی که تاکنون هم بی‌جواب مانده، این است: از کجا؟ توسط چه چیزی یا چه کسی؟ آیا آن سیگنال را یک پدیده‌ی طبیعی ایجاد کرده بود؟ یا موجودات هوشمند فرازمینی؟ پاسخ سوال آخر، احتمالا «نه» است. در هر صورت، این سیگنال، یک منبع خارجی داشت.

بسیاری از دانشمندان حدس می‌زنند حیات بیگانه وجود داشته باشد. آنها این حدس را براساس نوعی محاسبات ریاضی می‌زنند. البته واقعیت این است که محاسبات احتمال وجود حیات بیگانه سرشار از متغیرهایی است که هیچ یک را نمی‌توانیم با قطعیت تعیین کنیم. برای درک نسبی این متغیرها، بهتر است نگاهی به آمار کیهانی بیندازیم. اجازه دهید ببینیم ریاضیات در مورد احتمال وجود حیات بیگانه دقیقا چه اطلاعاتی می‌تواند در اختیار ما قرار دهد؟

آمار ستارگان

بیایید با آمار ستارگان و سیارات شروع کنیم. خب می‌دانیم که کل حیات روی زمین، از همین سیاره‌، سرچشمه گرفته و دانشمندان بر این باورند که در مورد ریشه‌‌ی حیات‌های دیگر (اگر وجود داشته باشند) هم، احتمالا همینطور خواهد بود. دلایل علمی ثابت می‌کند حیات روی سیاره‌هایی شکل می‌گیرد که به دور ستاره‌های نه خیلی بزرگ و نه خیلی کوچک (درست شبیه خورشید خودمان) می‌چرخند.

منجمان حدس می‌زنند حدود ۱۰۰ میلیارد از چنین ستاره‌های خورشید مانندی در کهکشان ما وجود دارد. حدود نصف این‌ ستاره‌ها، به دور ستاره‌ی دیگری می‌چرخند که در نتیجه، احتمال وجود سیارات به دور آنها را بسیار کم می‌کند (زیرا آن ستاره‌ها باعث پرت شدن سیارات از سیستم مداری می‌شوند). پس تا اینجا، حدود نصف ستاره‌ها از دور رقابت خارج می‌شوند، اما هنوز حدود ۵۰ میلیارد ستاره‌ی قابل حیات در کهکشان ما باقی می‌ماند!

آمار سیارات

در مورد سیاره‌های قابل سکونت، قضیه از چه قرار است؟ در منظومه شمسی،  تقریبا ۱۰ سیاره برای پیدایش حیات وجود دارد؛ بنابراین اگر فرض کنیم به ازای هر سیستم خورشیدی، ۱۰ سیاره‌ی قابل حیات وجود داشته باشد، با احتساب عددی که در بخش قبل برای ستارگان بدست آوردیم (۵۰ میلیارد)، حدود ۵۰۰ میلیارد سیاره‌ی مناسب برای حیات در کهکشان ما وجود دارد!

اگر فرض کنیم یک دهم سیاره‌های موجود در منظومه شمسی، واقعا قابلیت حیات دارند، پس حدود یک دهم از ۵۰۰ میلیارد، یعنی ۵۰ میلیارد سیاره با برخی از گونه‌های حیات (نه لزوما هوشمند) می‌تواند در کهکشان ما وجود داشته باشد. با وجود تمام این حساب‌کتاب‌ها، اگر بروز حیات در منظومه شمسی که ۴ میلیارد سال پیش رخ داده، یک رویداد بسیار غیرمحتمل بوده، پس شاید ما در کهکشان و حتی در کائنات، تنها باشیم! بنابراین اگر بخواهیم احتمالاتی فکر کنیم، تعداد سیاره‌‌‌های با امکان حیات در کهکشان ما، از ۱ (یعنی فقط ما) تا ۵۰ میلیارد متغیر است؛ و این یعنی یک گستره‌ی به‌شدت بزرگ! آیا می‌توانیم این گستره را محدودتر کنیم؟ دانشمندان در حال کار روی آن هستند.

احتمال وجود حیات بیگانه

احتمال وجود حیات بیگانه چقدر است؟

احتمال وجود حیات بیگانه و معادله دِرِیک (Drake)

تا اینجا با یک حساب سرانگشتی حدس زدیم میلیاردها نژاد مستقل زندگی می‌تواند در کهکشانمان وجود داشته باشد. این فرض، ما را جسورتر می‌کند که به سوالات جذاب‌تر بعدی فکر کنیم: چند گونه از این نژادهای حیات، هوشمند بوده و شاید حتی از نظر تکنولوژیکی از ما پیشرفته‌ترند؟ در حقیقت، هیچ راهی برای پیداکردن پاسخ دقیق به این سوالات وجود ندارد، اما این دلیلی خوبی برای کنار گذاشتن آنها نیست! روح کاوشگر انسان او را به جستجویی جسورانه در مورد پاسخ این سوالات وادار می‌کند؛ و این کاری بود که منجمی به‌نام فرانک دریک در سال ۱۹۶۱ انجام داد. او معادله‌ای معرفی کرد که حالا معادله دریک نامیده می‌شود. معادله دریک به شکل زیر است:

N= R* × fp × ne × fL × fi × fc × L

نمادهای بالا به ترتیب به‌صورت زیر تعریف می‌شوند:

  • N= تعداد تمدن‌هایی در کهکشان راه شیری که می‌توانند با ما ارتباط برقرار کنند
  • R*= تعداد ستاره‌های کهکشان راه شیری که در هر سال جدید، قابلیت حیات پیدا می‌کنند
  • fp= کسری از ستاره‌هایی که دارای سیستم‌های سیاره‌ای هستند
  • ne= تعداد سیاره‌هایی که به ازای هر سیستم ستاره‌ای، قابلیت نگهداری حیات را دارند
  • fL = کسری از سیاره‌های مناسبی که حیات، واقعا در آنها توسعه می‌یابد
  • fi= کسری از سیاره‌های دارای حیات که به هوشمندی می‌رسند
  • fc= کسری از سیاره‌های دارای حیات که موجودات پیشرفته‌ی تکنولوژیکی دارای ارتباطات پیشرفته دارند
  • L= تعداد متوسط سال‌هایی که چنین تمدنی وجود دارد و می‌توند ارتباط برقرار ‌کند (عمر تمدن)

این معادله، سرشار از متغیرهای نامعلوم است. در واقع اگرچه متغیرهای این معادله، زیاد هستند، اما ایده‌ی پشت آن، واقعا ساده است:

  • اگر تعداد ستاره‌های کهکشانمان که هر سال، قابلیت حیات پیدا می‌کنند را در کسر ستاره‌هایی که سیاره‌هایی در اطراف خود دارند، ضرب کنیم و سپس این عدد را در تعداد سیاره‌های هر ستاره که واقعا قابلیت حیات دارند ضرب کنیم، به یک عدد تخمینی برای تعداد سیاره‌هایی در کهکشانمان می‌رسیم که هرسال قابلیت حیات پیدا می‌کنند.
  • سپس اگر این عدد را در کسر سیاره‌هایی که زندگی نه تنها به‌طور نظری، بلکه واقعا بروز می‌یابد ضرب کرده و سپس در کسر این سیاره‌هایی که نه تنها حیات، بلکه حیات هوشمند بروز می‌یابد ضرب کنیم و در نهایت این عدد را در کسر سیاره‌هایی که زندگی تکنولوژیکی پیشرفته‌ای دارند، ضرب کنیم، تخمینی از تعداد تمدن‌های تکنولوژیکی پیشرفته را بدست می‌آوریم که هر سال در کهکشان ما ظاهر می‌شوند.
  • در نهایت اگر بخواهیم تعداد تمدن‌های پیشرفته‌ی تکنولوژیکی که همین حالا در کهکشان ما وجود دارند را حساب کنیم، باید عددی که بدست آوردیم را در تعداد متوسط سال‌هایی که چنین تمدنی دوام می‌آورد (عمر تمدن)، ضرب کنیم.

آیا ما تنها هستیم؟

احتمال وجود حیات بیگانه

اگرچه منطق معادله دریک، بسیار سرراست است، اما اکثر متغیرهای این معادله، احتمالاتی یا حتی کاملا ناشناخته هستند؛ مثلا در چه کسری از سیاره‌های مناسب برای زندگی، واقعا زندگی بروز می‌یابد؟ واقعیت این است که جواب را نمی‌دانیم! چه کسری از این حیات‌های بروزیافته، هوشمند یا از نظر تکنولوژیکی پیشرفته خواهند بود؟ باز هم جوابی نداریم!

با این حال، مردم تلاش کرده‌اند تا با استدلال‌های منطقی، متغیرهای این معادله را تا حدودی تخمین بزنند. واضح است که استدلال‌های متفاوت، جواب‌های متفاوتی هم تولید خواهند کرد: از یک تمدن پیشرفته‌ی تکنولوژیکی (که ما هستیم) تا میلیون‌ها تمدن پیشرفته تکنولوژیکی مستقل در همین کهکشان خودمان! در واقع معادله دریک، بیشتر یک بازی ریاضی سرگرم‌کننده و جذاب است تا یک معادله‌ی فنی و کاربردی! زیرا همانطور که گفتم سخت‌ترین قسمت ماجرا، پیدا کردن مقادیر دقیق متغیرهاست که گویا قرار نیست به این زودی، آنها را پیدا کنیم. پس دوباره به خانه اول بازمی‌گردیم و می‌پرسیم:

آیا ما در کائنات تنهاییم؟ اگر نه، چرا فقط ما باید تنها ساکنان این گیتی پهناور باشیم که در زمین به این کوچکی، جای گرفته‌ایم؟ و اگر بله، پس بقیه کجا هستند؟ من بیشتر با جواب دوم موافقم و می‌گویم ما تنها نیستیم، اما در مورد اینکه بقیه کجا هستند، چیزی‌ نمی‌دانم: شاید خیلی دور و شاید خیلی نزدیک! شما چه فکر می‌کنید؟

درباره این نویسنده

ناهید سادات ریاحی ، زاده‌ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است. او علاقمند به دنیای کوانتوم و تکنولوژی بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز و ماهنامه جیبی GSM مشغول است. (Personal Web)

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*

۱۳ دیدگاه

  1. عقل ادم با این شواهد گفته شده در بالا میگه حیات در سایر نقاط جهان وجود داره اونم در حد میلیاردی یا بالاتر که میتونه شامل موجودات هوشمند مثل انسان باشه و احتمال زیاد نباید دارای شکل های عجیب وغریبی باشند بر خلاف فیلم های هالیودی میتونند یا خیلی شبیه انسان باشند و یا دسته کم کمی شبیه انسان باشند چون انسان نمونه ی یک موجود فوق العاده پیشرفته است وچیزی که حتما وجود داره اونا هم در سیاره ی خودشون گیر کردند ونمی تونند با سایرین ارتباط برقرار کنند دلیلشم بزرگیه بیش از اندازه جهانه نه پیشرفته نبودن اون ها

  2. همونطور که وجود اب در ماه و مریخ انسان رو کمی شگفت زده می کنه ,شاید سطح زندگی و شعور و تکنولوژی ما هم اونها رو مقدار کمی شگفت زده و هیجان زده کنه و برای همین براشون ارزش صرف وقت و انرژیو هزینه مالی رو نداشته باشیم .

  3. به نظرم موجودات فرا زمینی وجود دارند اما بیایید از پنجره ای دیگر به این مطلب علمی پیچیده نگاه کنیم اون هم شاید موجودات فضایی تکنولوژی کم فروغ تر از ما داشتع باشن و با دیدن جستجوی ما در پی انها ،انها هم ترسیده باشن و شاید هم قایم شده باشن و تا بروز رسانی کامل تکنولوژی خودشان نمیخوان با ما مواجه شون…

  4. به نظرم جاهای دیگر کاعنات و کهشکان ها هم انسان ها هستند ، چرا اونهارو موجودات عجیب و غریب فرض میکنید مثل همین انسان های زمینی اونها هم انسان هستند

  5. با سلام حیات فرازمینی بدون شک وجود داره حالا چرا ما نمیتونیم ارتباط برقرار کنیم مثل این می مونه که ما یک مخزن اب از اقیانوس برداریم ولی ماهی توی این مخزن نباشه این دلیل نبود ماهی نیست.
    یک نظریه دیگه هم وجود داره که اونا مراقب ما هستن مثل ما که مراقب بعضی از گونه ها هستیم که منقرض نشن دلیل این مدعا وجود شوالیه سیاه با قدمت ۱۴۰۰۰ سال در جو زمین که هنوز مشخص نیست چیه و بعضی از مواقع سیگنال ارسال می کنه

  6. به نظرم موارد ذیل رو هم باید در نظر گرفت:
    اینکه آب فاکتور تعیین کننده ای در وجود حیات در جهان خلقته
    و ایضا فاصله مطلوب سیاره تا خورشیدش خیلی موثره (مثل زمین در مقایسه به بقیه سیارات منظومه شمسی). طبق آخرین نظریه ها، ۱۰.۰۰۰ سیاره با این مشخصات در راه شیری هستش.
    مقاله جالبی رو هم مطالعه میکردم که به وجود ۱۰ سطح تمدن در جهان اشاره میکرد. با ملاکهایی که در نظر گرفته بود بشر امروزی با تمام پیشرفتهای شگرف تکنولوژیکی حال حاضر در رده عددی ۲.۵ الی ۳ قرار میگیره. عدد ۱۰ به تمدنی اطلاق میشد که قدرت یک میلیون ستاره مثل خورشید رو میتونه در آن واحد و بصورت کامل به نفع خودش استفاده کنه.
    آخرین نکته اینکه کهکشان راه شیری که قطرش ۱۰۰ هزار سال نوریه یکی از ۱۰۰ میلیارد کهکشان کل جهان هستیه که تقریبا هر کدوم ۱۰۰ میلیارد ستاره دارن (یعنی ۱۰۰ میلیارد ضربدر ۱۰۰ میلیارد ستاره!!!. پس احتمال حیات خیلی فراتر از تصور انسانه. تازه نظریه جهانهای موازی میگه کل جهان با عمر ۱۳.۷ میلیارد سال که تا بحال قابل شناساییه، یکی از میلیاردها جهانه!!!!!
    فقط میتونم بگم فهم بخش بسیار کوچک از خلقت خداوند نیازمند پیشرفت تکنولوژی داره که شاید بشر هزاران سال دیگه به اون دست پیدا کنه.

  7. جالب بود
    پرسش هایی که روش همه تفاهم دارن ، ولی عجیبه خب اگر تنها نیستیم چرا هیچ نشانه ایی هم نیست همه مثل ما تو سیاره خودشون حتما گیر کردن

  8. واقعا هم همینطوره امکانش بسیار زیاده،من که خودم صد در صد میدونم وجود موجودات دیگر در جهان هستی را که خیلی هاشون میتونن از ما برتر باشن به دلیل این که یا هوش بالاتری دارند یا تمدنشون زودتر از ما انسان ها به وجود آمده.
    تازه این آمار کهکشان راه شیری هستش اگر بقیه کهکشان ها وکلاسترها و کامپلکس کلاسترها هم در نظر بگیریم عدد آخر در بدترین حالت ضربدر میلیارد باید بشود.یعنی یه جورایی حیات انسان در برابر جهان مثل حیات یک مورچه نسبت کل کره زمین میمونه به نظرم به همین دلیل هم هست که فضایی ها فقط آمار مارو میگیرن و به زمین حمله نمیکنن چون چیز دندان گیری از لحاظ وسعت سیاره و منابع و هم چنین تکنولوژی برای اونها نیستیم
    همچنین توانایی سفرهای طولانی در کهکشان ها را نداریم تا باهاشون برخورد کنیم.

  9. مطالب جالبی بود…
    بنظرم
    به طور حتم حیات هم در ابعاد بسیار پیشرفته و هم در ابعاد بسیار ساده تر از زمین در نقاط دیگری از این جهان پهناور وجود داره… بزرگی و اندازه کهکشانها و دنیای پیرامون ما انقدر غیر قابل تصور هست که حتی در مورد حدسهامون هم با تردید شدید مواجه هستیم!!!…. چیزی که مسلمه امکانات و تصورات ما در این مورد بسیار ناقص هست!

  10. از خوندن این مطلب لذت بردم

    به نظر من حیات در کائنات به طرز وسیعی جریان داره اما فاصله ها خیلی دوره برای ما

    سپاس از نویسنده و سایت بسیار جذاب گجت نیوز

    • سپاسگزارم دوست خوبم. خوشحالم مورد توجهتون قرار گرفته

      • مطالب سایت واقعا عالی هستن من از طریق تلگرام با سایتتون آشنا شدم به نظرم میتونین بیشتر تو فضای مجازی دیده بشین چون واقعا مطالب به درد بخور و علمی هستن فکر کنم تو سایت های ایرانی و جهانی تک باشین ممنون از سایت خوبتون همیشه تو کانال تلگرام دنبال مطالب جدیدتون هستم امیدوارم همیشه همینجور فعال و رو به پیشرفت باشین در یک کلام عالی هستین