بسم الله الرحمن الرحیم

برداشتی از متن سخنرانی دکتر سهراب راهوار رئیس دپارتمان فیزیک دانشگاه صنعتی شریف در کنفرانس نجوم و اختر فیزیک ایران دانشگاه شهید بهشتی- بهمن 1402

آیا ما درکیهان تنها هستیم؟

برای بررسی این موضوع به جاست که ابتدا ما به تعداد ستارگان قابل مشاهده در عرصه کهکشان راه شیری نگاهی بیاندازیم، حدود 10 به توان 11 ستاره در کهکشان راه شیری داریم اگر برآورد کنیم که هر ستاره به طور متوسط 10 سیاره به گرد خود داشته باشد لاجرم به اندازه 10 به توان 12 سیاره در کهکشان راه شیری داریم .

اگر در کیهان ما 100 میلیون کهکشان داشته باشیم پس لاجرم تعداد سیارات ما حدود 10 به توان 20 خواهد بود، اگر اندازه هر سیاره را اندازه یک شن کنار ساحل دریا در نظر بگیریم 10 به توان 20 می شود اجتماعی از شن به ارتفاع کوه اورست، پس لاجرم با چنین عظمتی از اجتماع سیارات در کیهان مواجه هستیم.

حال سوالی که جورج برنو در حدود 400 سال پیش پرسید و خاطر نشان ساخت اگراز هر 10 سیاره یکی قابل زندگی زمین گون باشد ما بی شمار سیاره زمین گونه قابل زندگی و حیات داریم و لی ایده برنو از جمله عواملی بود که باعث شد که توسط کلیسا به اعدام محکوم شود.

به هرحال بعد از 400 سال بعد از برنو در سال 2023 اولین سیاره فراخورشیدی کشف شد و کاشف آن به جای اعدام جایزه نوبل را دریافت کرد از زمان کشف اولین سیاره فرا خورشیدی از 2011 تا حال حاضر (2027 /7دسامبر) قریب به 5557 سیاره فرا خورشیدی کشف شدند،و همینک چشم بینای بشر یعنی جیمز وب با صرف هزینه ای بالغ بر 10 میلیارد دلار به فضا فرستاده شده تا ردپا هایی در زمینه این گونه از سیارات در فضا پیدا کند.

البته لازم است برای پرداختن به این موضوع مقداری از سیر تکاملی جهان را مرور کنیم و ببینیم که پیدا شدن حیات د ست خوش عواملی طبیعی متداول است یا تنظیم ظریف در این این موردباید لحاظ شود.

خوب در جریان تکامل عالم می دانیم همین طور که عالم گسترش پیدا کرد و رو به سرد شدن نهاد در جریان تکوین عالم کم کم کهکشانها و بعد ستارگان و سیارات شکل گرفتند.

باید خاطر نشان کرد در انفجار بیگ بنگ به ازای وجود هر 10 به توان 10 انتی ماده، 10 به توان 10+1 ماده وجود داشته است تا در فرایند تشکیل عالم از صفر ، با خنثی شدن مجدد ماده و ضد ماده یک ذره اضافه باقی بماند و همین ذره اضافه منجر به ایجاد عالم و در نتیجه حیات شود، در اینجا یک تنظیم ظریف خود را نشان می دهد که همان افزونی ماده بر ضد ماده است، تاریخچه تکامل مواد در کیهان نشان می دهد که مواد مختلف با زیربنای هیدروژن در ستاره ها به وجود آمد و به عنوان سوخت هسته ای ستارگان شروع به سوختن اصطلاحی کرد و به الطبع با همجوشی هسته ای عناصر دیگری مثل هلیوم لیتیوم و اکسیژن و ...بوجود آمد. لازم به ذکر است اگر چگالی باریون های موجود در کهکشانها از این مقداری که برای تولید این عناصر کمتر یا بیشتر بود، یا سوخت زود به اتمام می رسید و یا فعالیت های هسته ای شروع نمی شد، پس اینجا هم با یک تنظیم ظریف در موقعیت چگالی موجود باریون در کیهان روبرو هستیم.

در خود افت و خیزهای کوانتومی که منجر به بوجود آمدن کهکشانها در شار مغناطیسی یکنواخت اولیه بود اگر کم یا زیاد بود باز هم ساختارهای کهکشانی مثل کهکشانهای کنونی به وجود نمی آمد و شاید از حیات هم خبری نبود، پس اینجا هم با یک تنظیم ظریف روبرو هستیم، تنظیم ظریف در مواد موجود در انفجار بیگ بنگ و فزونی مقدار ماده بر پاد ماده، تنظیم ظریف در افت و خیزهای کوانتومی برای ایجاد هسته کهکشانها و بالاخره تنظیم ظریف در میزان چگالی باریون ها در پدید آمدن ستارگانی که بتوانند تولید عناصر حیات را بکنند، برای توضیح میزان تنظیم ظریف چگالی کهکشانها جالبست به ستاره ای به نام ستاره شولز 70 اشاره کنیم که گفته می شود که این ستاره هزاران سال پیش به ابر اورت نزدیک شده و از آن رد شده است و این گذر عامل شده است بهمنی از آستروید ها و سیارات دونباله دار به داخل منظومه شمسی سرازیر شوند، حال شما فکر بکنید اگر منظومه شمسی در جایی قرار می گرفت که پر چگال و مملو از این ستارگان باشد یا دامنه گذر های ستاره ای فزونی پیدا کند لاجرم ، زمین به طور حتم جای حیات نبود، پس لاجرم چگالی داخل کهکشان حساب شده یا از روی تنظیم ظریف است که این منطقه امن باشد.

از سویی حیات در منطقه ای می تواند وجود داشته باشد که اولا آب باشد و در ثانی دما از صفر درجه تا 100 سانتیگراد قرار داشته باشد، زمین در مرزی از لحاظ مکانی قرار گرفته که اگر به خورشید نزدیکتر شود دما بالای 100 درجه می رود و اگر دور تر رود باز دما زیر صفر درجه خواهد بود که برای حیات مشکل ساز خواهد بود، علاوه بر این اگر جرم ستارگانی از این مقدار که بیشتر بود ستاره ای مثل زمین لاجرم به ستاره نزدیکتر می شد و قفل شدگی گرانشی به وجود می آمد پس مثل ماه همواره یک سوی آن به طرف ستاره قرار می گرفت از حالت اعتدال خارج می شد و اگر کمتر بود در منطقای دورتر با نوسانات عظیم قرار می گرفت که باز هم از به وجود آمدن حیات جلو گیری می شد، حتی مشاهده می شود که وجود ماه هم برای حیات روی زمین امری ضروری است چرا که زمین بدون ماه دارای حرکت های ترقصی شدیدی می شد، وایجاد زلزله ها و عدم تعادل مهیبی در مدار را به وجود می آورد که امکان حیات را از زمین سلب می کرد.پس برای رسیدن به حیات تنظیم های ظریفی وجود دارد و این تنظیم های ظریف بازه جستجو را هم ظریف و باریک می کند و جیمز وب به دنبال این باریکه است.

برای رد یابی سیارات فراخورشیدی تکنیک ها روش هایی وجود دارد که مشهورترین آن تکنیک گذر است وقتی سیارات فراخورشیدی از جلوی ستاره مادر رد می شوند در نور این ستارگان نوسانات نوری پپیش می آید که این نوسانات اگر به صورت متناوب تکرار شوند حاکی از وجود یک سیاره فرا خورشیدی حول آن ستاره می باشد، هم اکنون حساسیت رد یابها به حدی زیاد است که لکه های ستاره ای هم قابل تشخیص است.

یکی از روش های دیگر استفاده از روش دو پلر است در اثر گردش سارات فراخورشیدی حول ستاره به علت گردش دو سیستم به گرد هم افت و خیز هایی در طول موج های گسیلی از ستاره پیش می آید که با پدیده دوپلر هم خوانی دارد ردیابی متناوب این طول موج ها می تواند زمینه ساز ردیابی سیارات فراخورشیدی حول ستارگان باشد.

وبالاخره روش دیگری در این زمینه مورد توجه قرار می گیرد، روش میکرو لنز های گرانشی است، که در این روش با مطالعه طیف های گسیلی از ستاره افت و خیز های موجود در طیف ها که ناشی از همگرایی گرانشی است منجر به ردیابی این سیارات می شود و مشخص است که اینگونه افت و خیز هاهم می بایست متناوب باشد والا ممکن است سیارات سرگردانی که متعلق به هیچ منظومه ستاره ای نیستند، از گذر از جلوی ستاره منجر به این افت و خیز ها بشوند و بدیهی است که این نوع گذر ها بدون تکرار است.

دانشمندان علاوه بر پیداکردن سیارات فراخورشیدی و سیارات نامزد وجود حیات در بین آنها به دنبال سیاراتی می گردند که در آنها احتمال وجود موجودات هوشمند باشد برای رسیدن به این معنی از تلسکوپ های رادیویی تک فرکانس غول پیکر استفاده می شود، کهکشان راه شیری هر 250 سال یک بار گرد خود یک دور می زند، واگر این را سال کهکشانی بنامیم، هر یک میلیون سال را هم یک روز کهکشانی شاید در یک روز کهکشانی باشد که انسان هوشمند پا به عرصه وجود گذاشته است. از لحظه ظهور انسان هوشمند روی زمین تا حال حاضر از نظر کیهانی زمانی زیاد نگذشته و تغییری محسوس نبوده است لاجرم ، می توان گفت می شود که دراین بازه تعداد بیشتری حیات هوشمند در سیارات مختلف شکل گرفته باشد.

در بررسی تشکیل عناصر حیات در طبیعت باید خاطر نشان ساخت خورشید ما در اثر نسل سوم از آفرینش ستارگانت متولد شده است یعنی ستاره ای بوده متحول شده وانفجاری در آن رخ داده و از گرد وعغبار آن خورشیدی دیگر به وجود آمده و آن هم متحول شده واز سحابی برجای ماده از آن خورشید ما متولد شده است یعنی خورشید ما دست اول نیست بلکه دست سوم است، و در این فرایند وخورشید سازی خورشید ما که در رشته اصلی حرکت می کند متحول می شود واز فازی به فاز دیگر متحول ی شو مادامی که در رشته اصلی قرار دارد و دایما در حال سوزاندن پتانسیل هسته ای خود می باشددر اثر همجوشی هسته ای همان طور که گفتیم، هیدروژن هلیوم، کربن و نیروژن و اکسیژن ، گوگرد و سیلیسیوم ، فسفر و... ساخته می شود و در نوتاحی از فضا با وجود این عناصر و جود اشعه ماورای بنفش فرایند هایی اتفاق می افتد و عامل می شود بعضی ملکول ها به وجود بیایند، که از جمله این ملکول ها ملکول های آلی هستند ، که از ترکیبات هیدروژن و کربن ساخته شده اند و بعضی از لیپیدها و اسید های آمینه، حتمی دیده شده خیلی از این ملکول های سنتز شده ، روی زمین هم ساخته نشده اند به همین علت دارای طیف هایی غریب و نا آشنا هستند، نظیر طیف سی 60 که توسط آی فرهنگ ردیابی شده است.

بعضی از این ملکول ها نظیر لیپیدها یک سمت آب گریز دارند واین آبگریزی یک سمته عامل می شود در مواجهه با آب به صورت حباب هایی در بیاییند وبه صورت غشا عمل کنند و ممکن است در داخل حاوی اسید های آمینه باشند، ولی آنچه که مشخص است این فقط یک چهارچوب سلول است اینکه بتواند این سیستم آنتروپی را کم کند، تولید مثل کند و به طور کلی عوامل حیاتی را به وجود آورد از جمله اسراری است که علم بدان دست پیدا نکرده است.در ثانی اگر نموداری از این تحول در اطراف خورشید رسم کنیم تابعی لوگاریتمی می شود که قدمت آغاز این فرایند به قبل از ایجاد خورشید یعنی به 10 میلیارد سال پیش می رسد، و این بدان معناست که شاید بذر های حیات به پیش از منظومه شمسی و درآسمانها نهاده شده باشد این یکی از کارهای است که دانشمندان به دنبال آن هستند.

کجا به دنبال حیات بگردیم؟ این همه تنظیم ظریف را در کجا جستجو کنیم بایک نگاه به محاسبات صورت گرفته به این نتیجه می رسیم به طور معجزه آسایی ارتباط غریبی بین اندازه های کیهانی و و ثابت های عالم واندازه سلول ها و مسایلی حیاتی وجود دارد، وگویی بی ارتباط با هم نیستند و نشان از یکپارچگی و وحدتی بین این موجودات می باشد.

پس لاجرم وجود کمیتهای مرتبط باهم در ساختار های فضایی وکیهانی و موجودات زنده ، وجود تنضیمات ظریف حاکی از این است که عالم برای این آفریده شده تا منجر به به وجود آمدن حیات و بالنتیجه حیات هوشمند در هستی باشد.