آیا یک تمدن بیگانه پیشرفته در آن نزدیکی منتظر است تا روی زمین بپرد؟ مطالعه جدید می گوید بعید است

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

داستان‌های علمی تخیلی نشان می‌دهند که حیات در سیارات دیگر، اگر وجود داشته باشد، احتمالا بسیار پیشرفته‌تر از حیات روی زمین است. یک مطالعه اخیر چیز دیگری را نشان می دهد.

این مطالعه جدید که توسط کریس داتی، استاد اکینفورماتیک در دانشگاه آریزونا شمالی رهبری می‌شود، پیشنهاد می‌کند که میزان پیشرفت حیات در سیارات فراخورشیدی بالقوه قابل سکونت در همسایگان ستاره‌ای زمین، احتمالا به انرژی گیاه مربوط می‌شود، نه فقط با گذشت زمان. این بدان معناست که اگرچه زمین در مقایسه با برخی از همسایگان ستاره‌ای خود که چندین میلیارد سال پیرتر هستند، جوان است، زندگی در سیارات فراخورشیدی با شرایط بدتر برای فتوسنتز تجمعی احتمالا طی میلیاردها سال کندتر تکامل یافته است.

دوتی می‌گوید: «فیزیکدان انریکو فرمی، با توجه به احتمال بالای حیات هوشمند در کهکشان، پرسید: «آنها کجا هستند؟» این مقاله نشان می‌دهد که همسایگی ستاره‌ای سیاره‌های فراخورشیدی ما ممکن است ساکت باشد، زیرا بیشتر سیارات مشابه زمین در نزدیکی ما احتمالا از نظر تکاملی پشت سر ما هستند و هنوز در مرحله میکروبی هستند. این بدان معناست که ما می‌توانیم خوب بخوابیم، زیرا اگر زندگی در آن سیارات فراخورشیدی درست مانند روی زمین تکامل یافته باشد، بیشتر آن سیارات فقط با میکروب‌ها و نه بیگانگان پیشرفته پر می‌شوند.

این مطالعه در 22 سپتامبر در مجله بین المللی Astrobiology منتشر شد.

نمی‌گوید حیات فرازمینی بسیار پیشرفته‌ای وجود ندارد که بتواند به بازسازی واقعی «مشکل سه بدن» منجر شود. به گفته محققان، آنچه این مطالعه می‌گوید این است که چنین گونه‌ای در نزدیکی آن بعید است، زیرا فتوسنتز تجمعی در سیارات فراخورشیدی بالقوه قابل سکونت در نزدیکی کمتر خواهد بود.

و دلیل آن این است: اگر زندگی در یک سیاره تکامل یافته باشد، ادامه تکامل آن به طور خودکار در طول زمان اتفاق نمی‌افتد. فرضیه نویسندگان این مطالعه، در عوض، به انرژی تجمعی گیاهی یک سیاره بستگی دارد. با نگاهی به زمین، مکان‌های گرم و مرطوب نسبت به مکان‌های خشک و سرد رشد و گونه‌های گیاهی بیشتری دارند. دانشمندان معتقدند این به این دلیل است که رشد گیاهان و فضای اکولوژیکی بیشتری برای وجود حیوانات وجود دارد. بنابراین، یک سیاره فراخورشیدی جوان، گرم و مرطوب ممکن است رشد تکاملی بیشتری نسبت به یک سیاره فراخورشیدی قدیمی، سردتر و خشک‌تر داشته باشد.

داوتی و همکارانش در مقاله خود به بررسی مفاهیم این فرضیه برای سیارات فراخورشیدی می پردازند. سیاراتی که به احتمال زیاد حیات دارند به دور کوتوله های قرمز، رایج ترین نوع ستاره در کهکشان ما، می چرخند. این سیارات که اغلب میلیاردها سال از زمین مسن‌تر هستند، نور کم‌تری دارند و اغلب به صورت جزر و مدی قفل می‌شوند، به این معنی که فقط یک طرف سیاره رو به خورشید است.

مایکل گووانلاک، استادیار انفورماتیک در NAU می‌گوید: «اگر حیات فتوسنتزی در این سیارات تکامل یافته است، آن حیات به طور بالقوه میلیاردها سال طولانی‌تر از روی زمین در حال فتوسنتز بوده است». "با این حال، کل فتوسنتز سالانه به احتمال زیاد کمتر است زیرا نور کمتری وجود دارد و نیمی از سطح سیاره برای فتوسنتز در دسترس است. چه کسی جلوتر است؟ این معمایی است که ما از نظر کمی سعی در حل آن داریم."

کار اخیر دنیس سرگیف، یکی از نویسندگان، مدرس دانشگاه بریستول در بریتانیا، الگوهای آب و هوایی احتمالی را در سیارات فراخورشیدی شبیه‌سازی کرده است، و نقشه‌هایی از دما، نور و بارندگی تولید کرده است که متغیرهای اصلی مورد نیاز برای پیش‌بینی رشد گیاهان در زمین هستند.

در مقاله فعلی، نویسندگان از این نقشه‌ها برای پیش‌بینی رشد بالقوه گیاهان و نرخ‌های تکامل در طول عمرشان برای TRAPPIST-1e و 28 سیاره فراخورشیدی دیگر که به طور بالقوه آب مایع دارند، استفاده کردند. («نزدیک» نسبی است؛ TRAPPIST-1e 40 سال نوری از زمین فاصله دارد.)

در اینجا نحوه عملکرد آن بر روی زمین است. تقریبا 2.4×10.25 گرم کربن در طول 3.2 میلیارد سال قبل از تکامل گیاهان آوندی کارآمدتر ثابت شد. سپس 7×10 25 گرم کربن بیشتر قبل از تکامل انسان ثابت شد. محققان تخمین زدند که TRAPPIST-1e با وجود اینکه چندین میلیارد سال از زمین قدیمی تر است، تنها 21 درصد کربن زمین را ثابت کرده است.

کامرون هراباک، یکی از دانش‌آموختگان NAU می‌گوید: «از آنجایی که این میزان کمتر از چیزی است که زمین قبل از تکامل گیاهان آوندی کارآمدتر ثابت کرده بود، ما تخمین زدیم که TRAPPIST-1e ممکن است فقط در مرحله میکروبی تکامل باشد. "این به خوبی پشت زمین است."

محققان محاسبات مشابهی را برای 29 سیاره فراخورشیدی در همسایگی ستاره‌ای زمین که به احتمال زیاد حیات دارند انجام دادند و تنها دو سیاره را پیدا کردند که زندگی آنها به طور بالقوه جلوتر از زمین تکامل یافته است: GJ 1061c و K2-3d. هر دو بزرگ‌تر، داغ‌تر، درخشان‌تر و قدیمی‌تر از اکثر سیارات زمین‌مانند در همسایگی خورشیدی ما هستند. سه سیاره دیگر ممکن است در مرحله زندگی مزوزوئیک باشند که تقریبا معادل سن دایناسورها در زمین است.

اینها تخمین هستند نه اثبات. جو اطراف TRAPPIST-1e و دیگر سیارات فراخورشیدی عمیقا بر آب و هوا، فتوسنتز و چگونگی تکامل حیات تأثیر می گذارد. کار آینده با تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند داده‌های بیشتری را ارائه دهد که به محققان امکان می‌دهد تخمین‌های خود را اصلاح کنند.

به گفته محققان، این تکنیک می تواند به پیش بینی محدودیت های تکاملی کمک کند که زندگی را در آن سیارات فراخورشیدی شکل می دهد که ممکن است از حیات روی زمین پیشی بگیرند. روی زمین، رشد گیاهان می تواند توسط نور، دما یا بارندگی محدود شود. به عنوان مثال، بیابان ها نور زیادی دریافت می کنند، اما رشد با کمبود بارندگی مهار می شود. این محدودیت‌ها همچنین چگونگی تکامل زندگی متفاوت را شکل می‌دهند - زندگی در جنگل‌های استوایی با زندگی بیابانی همپوشانی کمی دارد. در سیارات فراخورشیدی، سیاراتی که احتمالا از کل کربن ثابت و مرحله تکاملی زمین پیشی می‌گیرند، عمدتا با بارش محدود هستند.

به بیان ساده، اگر تمدنی بیگانه در همسایگی ستاره‌ای زمین وجود داشته باشد، اکوسیستم‌هایی که این موجودات هوشمند را شکل می‌دهند، بیشتر شبیه بیابان‌ها یا اکوسیستم‌های معتدل خواهند بود - بسیار شبیه انسان‌های روی زمین، زیرا ما احتمالا در جنگل‌های ساوانا با بارش محدود تکامل یافته‌ایم.

دوتی گفت: «برای استفاده از دو مرجع فرهنگ پاپ، ویژگی‌های اکولوژیکی که زندگی پیشرفته را در آن سیارات فراخورشیدی شکل می‌دهند، ممکن است بیشتر «تلماسه» باشد تا «آواتار».

کریستوفر ای. دوتی و همکاران، محاسبه کربن تجمعی بالقوه مرحله ثابت و تکاملی برای سیارات زمین مانند در همسایگی خورشیدی ما، مجله بین المللی اختربیولوژی (2026). DOI: 10.1017/s1473550426100378

اطلاعات مجله: International Journal of Astrobiology

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →