دانشمندان چگونه به دنبال وجود حیات فرازمینی می‌گردند؟

کلیک - از زمانی که در تاریخ ۲۱ سپتامبر ۲۰۱۴ با موفقیت در مدار قرار گرفت، ماون و تیم تحقیقاتی آن شروع به تحقیق درباره‌ی چگونگی و دلایل از بین رفتن اتمسفر مریخ و همچنین ناپدید شدن آب مایع از روی سطح سیاره کرده اند. سرانجام، زمانی خواهیم فهمید که بر سر سیاره‌ی سرخ چه آمد.

ماون تنها یکی از مأموریت‌هایی است که اخترزیست‌شناسان در آن نقش حساسی را ایفا می‌کنند. ناسا اخترزیست‌شناسی را چنین تعریف میکند: «علم مطالعه‌ی منشأ، فرگشت، پراکندگی و آینده‌ی زندگی در کیهان» و این شاخه، بسیاری از کار این آژانس را دربر می‌گیرد. با این‌حال اخترزیست‌شناسان قشر کم‌یابی هستند.

در واقع در دو دهه‌‌ی گذشته اخترزیست‌شناسی تنها به عنوان مبحث علمی خاص خودش شناخته می‌شد. نه مفهوم جدیدی که به تازگی پیدا کرده است. ناسا از دهه‌ی ۱۹۶۰ میلادی احتمال وجود حیات فرازمینی را بررسی می‌کرده‌است. تا آن زمان تنها exobiology بود [که وسعت کمتری دارد و فقط شامل بررسی وجود حیات فرازمینی و اثرات جهان اطراف بر موجودات زنده‌ی زمینی است . موسسه‌ی SETI که همچنین به دنبال هوش فرازمینی می‌گردد از دهه‌ی ۱۹۶۰ فعالیت می‌کرده‌است. ولی تمام آن حداقل در حاشیه قلمداد می‌شد.

امروزه اخترزیست‌شناسی به عنوان یک شاخه‌ی علمی به طور وسیعی پذیرفته شده است. (حتی زمینه‌ای پیشرو است). سفینه‌های ناسا که گرد مریخ می‌چرخند و کاوشگران مریخ ناسا، آزمایشاتی که بوسیله ماهواره‌های اطراف مریخ که میکروارگانیزم‌ها را در فضا قرار میدهند و جستجوهای تلسکوپی برای یافتن سیاره هایی با قابلیت زندگی سوالات مرتبط با اخترزیستشناسی را برای تحقیقات علمی مدرن مطرح کرده است.

با این همه، مقبولیت گسترده به معنی فراگیری گسترده نیست. ورود به دنیای اخترزیست‌شناسی آسان نیست. دانشگاه‌ها معمولاً در مقطع کارشناسی چنین رشته‌ای را ارائه نمی‌دهند. این رشته‌ی تحصیلی حتی در دوره‌ی دکتری نیز در کم‌ترجایی یافت می‌شود. تحقیقات در زمینه‌ی حیات فرازمینی معمولاً نه به دست اخترزیست‌شناسان، بلکه به وسیله‌ی تیم‌هایی از زیست‌شناسان، زمین‌شناسان، شیمی‌دانها، منجمان، فیزیک‌دانها و کسانی که برای دستیابی به فهمی عمیق و گسترده از زندگی در جهان هستی همکاری می‌کنند اداره می‌شود.

همچنانکه ناسا، اخترزیست‌شناسی را به طور روزافزونی مرکز توجه خود قرارمی‌دهد. علاقه به این مبحث درحال رشد است. برای دانشممندان تازه‌کار قضیه واضح است: اخترزیست‌شناسی دقت بالای روش علمی را برای پاسخ به سوال‌هایی به کار می‌گیرد که زمانی در حوزه‌ی دست‌نایافتنی طرفداران سبک علمی-تخیلی قلمداد می‌شدند.

آیا ما تنهاییم؟

در یک توضیح به اصطلاح عمومی‌تر به سادگی گفته می‌شود که اخترزیست‌شناسی در مورد زندگی است. چطور به وجود می‌آید. چطور تغییر کرده و تطبیق می‌یابد. برای ادامه حیات به چه چیزی نیاز دارد. اگر ما همه دانستنی‌ها را در مورد زندگی بدانیم. شاید بتوانیم تعیین کنیم که آن در چه جای دیگری از جهان هستی شکل گرفته است و چه جای دیگری میتواند در حال حاضر پنهان شده باشد. همچنین ما احتمالاً خواهیم فهمید که در آینده چه اتفاقی برای زندگی روی زمین می‌افتد.

به بیان دیگر، اخترزیست‌شناسی آنقدر که در مورد یافتن سرنخ‌هایی از رابطه‌ی پیچیده‌ی زندگی و عالم هستی است در مورد یافتن آدم‌فضایی‌ها نیست (هرچند که موضوع جذاب و باحالی خواهد بود). جهان تحت چه شرایطی زندگی را به‌ وجود می‌آورد، نگه می‌دارد یا نابود می‌کند؟ چه چیزی سیاره‌ای را قابل سکونت و دیگری را برای زندگی غیرممکن می‌سازد؟ آیا ممکن است که حیات در شرایط سیاره‌ای بحرانی‌تری به وجود آید و به حیاتش ادامه دهد؟

و یافتن سرنخ‌هایی به گذشته: آیا تابحال سیاره دیگری از زندگی پشتیبانی کرده‌است؟ در این صورت، آن زندگی به چه صورتی بوده است؟ و بر سر آن چه آمد؟ (و آیا ممکن است زمین هم به همان سرنوشت دچار شود؟)

و محدودتر کردن جستجو: اگر سیاره‌هایی وجود دارند که پتانسیل پشتیبانی از زندگی را دارند چطور می‌شود آنها را یافت؟ چگونه می‌توان آنها را به این صورت تشخیص داد؟ برای این کار به چه ابزارهایی نیاز داریم؟‌

جستجو برای جواب از میلیون‌ها زوایه‌ی مختلف پیگیری می‌شود، شامل واضح‌ترین‌ها: نجوم، سیاره شناسی، اخترفیزیک و زیست‌شناسی. تحقیق و آزمایش اخترزیست‌شناسی در فضا انجام می‌شود، با وسایلی که به دور سیاره‌ها می‌چرخند، ماهواره‌هایی که اطلاعات جمع‌آوری می‌کنند و تلسکوپ‌های با توان بالا که روز به روز به قدرتشان افزوده می‌شود و می‌توانند فراتر از منظومه‌ی شمسی ما را هم ببینند. این نوع پروژه ها به ایستگاه‌های فضایی پشتیبانی کننده بستگی دارند. آن‌ها پول و تکنولوژی مورد نیازش را دارند.

اغلب مطالعات اخترزیست‌شناسی روی زمین صورت می‌گیرد، جایی که زندگی برای مورد تحقیق و مطالعه قرار گرفتن کاملاً جاافتاده است. اغلب تیم‌هایی که روی پروژه‌های اخترزیست‌شناسی کار می‌کنند، شامل اعضایی از رشته‌های مختلف است، زیرا که زندگی، فقط همان زندگی نیست که در شیمی، فیزیک، زیست‌شناسی یا ژنتیک بحث می‌شود.

زندگی تحت تاثیر فعالیت‌های زمین‌شناسی قرار می‌گیرد. از شدیدترین شرایط موجود در منافذ گرمابی اعماق اقیانوس‌ها جان سالم به در می‌برد. شاید تیم‌هایی از متخصصان زیست‌شیمی، میکروبیولوژی و اخترفیزیک‌دانها با زمین‌شناسان و اقیانوس‌شناسان و مهندسان رباتیک همکاری کنند. خاصیت میان‌رشته‌ای بودن که در ذات اخترزیست‌شناسی هست توسط کسانی که در این زمینه کار میکنند یکی از مشخصه‌های هیجان‌انگیز این شاخه به حساب می‌آید.

هرچند خود این کار می‌تواند کاملاً هیجان‌انگیز نیز باشد، مانند رفتن در دل دریاچه‌های پرارفاع آتشفشانی برای چیزی که موسسه SETI آن را «تنفس علمی تحت شرایط سخت» می‌خواند.

یک روز در آزمایشگاه اخترزیست‌شناسی

یک روز معمولی برای یک اخترزیست‌شناس ممکن است سروکار داشتن با تحلیل عکس‌های یک تلسکوپ فضایی یا اطلاعات ارسالی از ماهواره‌ای که دور مریخ می‌چرخد باشد. میتواند طراحی مدل‌های کامپیوتری باشد یا حتی به تن کردن تجهیزات تنفس زیر آب. ممکن است صرف پرکردن فرم‌های کمک‌هزینه به تعداد زیاد شود به منظور حمایت از کار. و یا می‌تواند در قطب شمال سپری شود.

بیشتر اخترزیست‌شناسان یا برای ناسا کار می‌کنند یا یک موسسه آکادمیک. اگرچه تعدادی موسسه خصوصی هم از سمت‌های اخترزیست‌شناسی حمایت می‌کنند. اما صرف‌نظر از این وابستگی، اخترزیست‌شناسی جهان کوچکی دارد که در آن سازمان‌ها و تیم‌ها نهایتاً به هم گره خورده‌اند، چه از طریق حمایت‌های مالی و تلاش برای همکاری چه از طریق سازمان‌هایی مانند انستیتو ستاره‌شناسی ناسا (NAI). این انستیتو شبکه‌ای است برای برقراری ارتباط بین تحقیقات ستاره‌شناسی از سراسر جهان از طریق انستیتوهای همکار یا افراد عضو تیم‌ها. یکی از این تیم‌ها از دانشگاه ایالت آریزونا، عناصری را مطالعه می‌کند که پایه‌ای ترین بلوک‌های سازنده‌ی زندگی بر روی زمین هستند، شامل کربن، نیتروژن، فسفر و آهن و رابطه بین دسترسی به این عناصر و آب. با استفاده از یافته‌هایشان، تیم آریزونا مدل‌های کامپیوتری را پیاده‌سازی می‌کنند که کمک کنند به پیشبینی اینکه آیا یک منظومه شمسی داده‌شده ممکن است شامل سیاره‌ای قابل سکونت باشد یا نه.

تحقیق دیگر در انستیتو SETI صورت می‌گیرد، جاییکه ناتالی کابرول، دانشمندی که درمورد سیاره‌ها کار می‌کند تیمی را رهبری می‌کند که مرتفع‌ترین دریاچه‌های آتشفشانی جهان را کاوش می‌کنند. کارشان مربوط می‌شود به غواصی ساده و غواصی با کپسول‌های تنفس در ارتفاع ۲۰۰۰۰ پایی (۶۰۰۰ متری) برای مطالعه‌ی اینکه ارگانیزم‌ها چگونه در شرایط سخت محیطی زنده می‌مانند.

از طریق موسسه‌ی Mars، دانشمندان روی پروژه‌ی Haughton-Mars چند کمپ‌ تحقیقاتی پایه‌ای را در قطب شمال تاسیس کرده‌اند، روی جزیره‌ی غیرقابل‌سکونت دوون. آنها انواع متدهای تحقیق را در دورترین نقاط صحرای قطبی تست می‌کنند، محیطی که گفته شده بسیار شبیه به شمایل مریخ است.

البته تمام کارهای مربوط به اخترزیست‌شناسی آنقدرها هم سخت نیست. یکی از ستاره‌شناسان SETI، دن ورتیمر دهها سال را صرف آنالیزکردن اطلاعات تلسکوپ‌های عظیم رادیویی کرده‌است تا به دنبال سیگنال‌های فرازیمنی بگردد. ( بسیار شبیه به جیل تارتر، مدیر مرکز تحقیق در SETI، کسی که کارل ساگان در سال ۱۹۹۷ کاراکتر اصلی فیلم contact را بر اساس او بنا کرد). تابحال او چیزی پیدا نکرده‌است - اما همانگونه که در سال ۲۰۱۴ به کنگره گفت: شاید فقط چندسالی قبل از این قرار داشته باشیم که مدارک وجود زندگی خارج زمین را پیدا کنیم.

ورتیمر همچنین سیستم SETI@Home را بنیان گذاری کرد که به دارندگان کامپیوتر اجازه می‌دهد قدرت پردازشی خود را برای امر مهم بررسی دقیق اطلاعات تلسکوپ‌ها روی هم بگذارند

تحقیقات اخترزیست‌شناسی در سراسر جهان انجام می‌گیرد، ولی راحت‌ترین حوزه برای وارد شدن نیست. مسیر این حرفه اغلب نامعین است و گوناگونی وسیعی دارد. به هرحال یک چیز تقریباً جهانی است: ورود به حرفه‌ی اخترزیست‌شناسی با یک گرایش علمی متفاوت شروع می‌شود.

کارمزد اخترزیست‌شناسی

به عنوان یک حورزه‌ی کاری نسبتاً کوچک و جدید به سختی می‌توان بازه‌ی مشخصی برای حقوق کارهای اخترزیست‌شناسی پیدا کرد. اگر منطقه‌مکانی کالیفرنیا را در نظر بگیریم (جاییکه دفاتر مرکزی NAI آنجا قرار دارد) سایت مقایسه درآمدها، vault.com درآمد اخترزیست‌شناسان را جایی بین ۲۵ هزار دلار تا بیش از ۱۰۰ هزار دلار تخمین می‌زند، به نسبت تجربه کاری‌شان. طبق گفته‌ی BiologySalary بین ۵۰هزار دلار تا ۱۱۰ هزار دلار با میانگینی در حد ۶۰ هزار دلار تا ۹۵ هزار دلار. که البته بد هم نیست!

آموزش‌ دیدن برای شروع به تحقیق

به سختی دانشگاهی یافت می‌شود که دوره‌های اخترزیست‌شناسی ارائه دهد اما چندتایی هم هستند: مانند Penna State یا دانشگاه واشنگتن

و شما به راحتی یک سایت‌ شغل یابی که اخترزیست‌شناسی را در لیست خود داشته باشد پیدا نخواهید کرد. پس پرداختن به اخترزیست‌شناسی راهی پرپیچ‌وخم دارد و دوراندیشی و احتیاط می‌طلبد. اساساً دو فاکتور هست که باید درنظر گرفته شوند: اینکه در چه زمینه‌ی تحقیقاتی اخترزیست‌شناسی می‌خواهید به طور تخصصی کار کنید؟ و برای راه یابی به اخترزیست‌شناسی در چه زمینه‌ی علمی میخواهید کار کنید؟

هرچند که تقریباً هر زمینه‌ی علمی میتواند با اخترزیست‌شناسی جوانب مشترک داشته باشد، فکر خوب این است که در یک رشته‌ی کاملاً مرتبط کار کنید، مانند اخترفیزیک، نجوم، میکروبیولوژی و شیمی تحلیلی. همزمان که برای گرفتن مدرک تحصیلی خود تلاش می‌کنید اگر در دانشگاه شما واحدی مرتبط با اخترزیست‌شناسی ارائه می‌شود آنها را هم اخذ کنید.

سوال دوم : چه نوع تحقیقی در زمینه‌ی اخترزیست‌شناسی را می‌خواهید پیش بگیرید. نمی‌توان سریع جواب داد، ولی عاقلانه‌است که این کار صورت گیرد. بهترین‌ راه برای ورود به اخترزیست‌‌شناسی عضویت در یک تیم تا‌سیس شده است، و بهترین راه برای به دست آوردن یکی از آن منصب‌های کم‌یاب این است که در زمینه‌ای کار کنید که با حوزه‌ی تحقیقی آن تیم در تناسب باشد. پس پروژه‌های مختلفی را که اخترزیست‌شناسان روی آن کار می‌کنند جستجو کنید و بفهمید که کدام‌یک شما را بیشتر علاقه‌مند می‌کند. سپس با بازرس اصلی آن‌تیم تماس بگیرید و سوالاتی بپرسید چطور می‌توانید زمینه‌‌ی کاری خود را به سمت منصبی در آنجا سوق دهید؟ آیا هیچ موقعیتی برای دکترای تخصصی وجود دارد؟ آیا دوره‌های کارآموزی را می‌توانید درخواست دهید؟

کارگاه‌های تابستانه مربتط با اخترزیست‌شناسی دارای نکات‌ مثبت بزرگی هستند. (ناسا هم تعدادی ارائه می‌کند) همچنانکه دیگر فعالیت‌های فوق برنامه شما را به جهان اخترزیست‌شناسی وارد می‌کند. برخی شدیداً رقابتی هستند، مانند برنامه‌هایی که مدرسه‌ی بین‌المللی اخترزیست‌شناسی تابستانه‌ی Josep Comas i Solà با همکاری ناسا و the Centro de Astrobiologia در اسپانیا ارائه می‌کند. بقیه آزادتر هستند، مانند کنفرانس سالانه‌ی Astrobiology Graduate یا AbGradCon. و همه می‌توانند سری سمینار‌های تحت وب NAI را دنبال کنند، جاییکه اخترزیست‌شناسان در مورد کارهای خود بحث می‌کنند.

اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش رود، راه خود را به یک زمینه‌ی انحصاری خواهید یافت. یکی که بر پایه‌‌ی پاسخگویی به بزرگترین سوالاتی باشد که بشریت با آن مواجه است. زندگی چیست؟ چطور وارد آن شده‌ایم؟ آیا ما در این جهان بی‌کران تنهاییم؟

در حال حاضر شاید باشیم. چون هیچ‌کس تابحال مدرک معتبری دال بر وجود زندگی فرازمینی پیدا نکرده‌است. ولی چه‌ کسی می‌داند. چه بسا نسل بعدی اخترزیست‌شناسان از وجود میکروب‌های روی تایتان پرده‌بردارند یا از یک سیگنال ارسال شده از حیات هوشمند در کهکشانی بسیار دور رمزگشایی کنند.

به‌هرحال، فعلاً ماون به دور مریخ می‌چرخد و از اتمسفر آن برای یافتن امکان سکونت نمونه‌برداری می‌کند. تغییرات سیاره‌ای و کیهان نتیجه‌ی تمام آن را تعیین خواهد‌کرد.