بعد مرور 30 عامًا: تجربة غاليليو لكارل ساجان وأهميتها في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض

لقد مرت ثلاثة عقود منذ التجربة الرائدة التي قادها عالم الفيزياء الفلكية الشهير كارل ساجان، والتي استخدم فيها العلماء بيانات من الأدوات الموجودة على مركبة الفضاء غاليليو التابعة لناسا لاستكشاف إمكانية الحياة على الأرض. لقد تحدت تجربة كارل ساجان الرائعة الحكمة التقليدية وقدمت رؤى مهمة حول العملية المعقدة لاكتشاف الحياة خارج كوكبنا. وفي هذا المقال سنخوض في تفاصيل هذه التجربة وانعكاساتها على البحث المستمر عن الحياة خارج كوكب الأرض.

فلسفة كارل ساجان العلمية

قبل أن نتعمق في تجربة جاليليو، من المهم أن نفهم فلسفة كارل ساجان العلمية. قال ساجان في عبارته الشهيرة إن “العلم هو أكثر من مجرد مجموعة من المعرفة – إنه طريقة في التفكير”. وأكد هذا المنظور العميق على أهمية المنهج العلمي، الذي يمتد إلى ما هو أبعد من تجميع الحقائق ليشمل عملية التفكير النقدي والتجريب. وقد جسدت تجربة ساجان هذا النهج، حيث كانت بمثابة “تجربة تحكم” – وهي عنصر أساسي في المنهج العلمي.

تسعى تجربة التحكم إلى تحديد ما إذا كانت دراسة معينة أو طريقة تحليل معينة يمكنها اكتشاف شيء معروف بالفعل. وفي حالة تجربة ساجان، كان السؤال هو ما إذا كان من الممكن، باستخدام أدوات مشابهة لتلك الموجودة على مركبة غاليليو الفضائية، اكتشاف الحياة على الأرض بشكل لا لبس فيه دون معرفة مسبقة بكوكبنا. وهذا يثير القضية الحاسمة المتمثلة في قدرتنا على تحديد الحياة في مكان آخر في الكون.

صحراء أتاكاما والبيئات الشبيهة بالأرض

في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أجرى العلماء تجربة في صحراء أتاكاما على الأرض في تشيلي، وهي منطقة معروفة ببيئتها الشبيهة بالمريخ والحياة الميكروبية. قامت هذه التجربة بتكرار الأساليب المستخدمة في مركبة الفضاء فايكنج التابعة لناسا خلال السبعينيات، والتي كانت تهدف إلى اكتشاف الحياة على المريخ. والمثير للدهشة أن تجربة أتاكاما فشلت في العثور على دليل على وجود الحياة. ويشير هذا الفشل إلى أنه لو هبطت مركبة فايكنغ الفضائية في صحراء أتاكاما على الأرض واستخدمت نفس التقنيات، فربما فقدت علامات الحياة، على الرغم من أننا نعلم أنها موجودة هناك.

مهمة غاليليو وأدواتها

انطلقت المركبة الفضائية غاليليو، التي أُطلقت في أكتوبر 1989، في رحلة مدتها ست سنوات لاستكشاف كوكب المشتري. للحصول على السرعة اللازمة، أجرى جاليليو تحليقات قريبة من الأرض والزهرة. وتضمنت حمولتها أدوات مختلفة مصممة لفحص كوكب المشتري وأقماره، مثل كاميرات التصوير، وأجهزة قياس الطيف، وتجربة الراديو. ولعبت هذه الأدوات دورًا محوريًا في السعي لاكتشاف الحياة على الأرض دون أي معرفة مسبقة.

نتائج تجربة غاليليو

بدأت تجربة جاليليو بمنظور محايد لخصائص الأرض. اكتشف جهاز مطياف رسم الخرائط بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIMS) وجود مياه غازية في جميع أنحاء الغلاف الجوي الأرضي، وجليد عند القطبين، ومساحات شاسعة من المياه السائلة التي تشبه المحيطات. وذكرت الدراسة أيضًا أن درجات الحرارة تتراوح بين -30 درجة مئوية إلى +18 درجة مئوية. ومع ذلك، فإن هذه النتائج، على الرغم من أنها مثيرة للاهتمام، لا تشكل دليلا على وجود الحياة.

اكتشف الجهاز أيضًا تركيزات عالية من الأكسجين والميثان في الغلاف الجوي للأرض، أعلى من تلك الموجودة على الكواكب المعروفة الأخرى. كلا هذين الغازين شديد التفاعل وسيتبددان بسرعة إذا لم يتم تجديدهما، مما يشير إلى إمكانية وجود حياة ولكن لا يقدم دليلا قاطعا. حددت الأجهزة الأخرى الموجودة على المركبة الفضائية طبقة الأوزون التي تحمي السطح من الأشعة فوق البنفسجية الضارة.

في البداية، قد يفترض المرء أن كاميرات المركبة الفضائية ستكشف بسهولة عن علامات الحياة. ومع ذلك، فإن الصور عرضت فقط السمات الطبيعية مثل المحيطات والصحاري والسحب والجليد. فقط عند دمجها مع القياس الطيفي، تم العثور على امتصاص واضح للضوء الأحمر في المناطق التي تم تحديدها على أنها غابات مطيرة، مما يشير بقوة إلى وجود حياة نباتية تقوم بالتمثيل الضوئي. وكان هذا الامتصاص مختلفًا عن سلوك المعادن، مما يسلط الضوء على دقة البحث عن الحياة.

ولم تكشف الصور الأعلى دقة، التي تركز على صحاري وسط أستراليا والصفائح الجليدية في القارة القطبية الجنوبية، عن علامات واضحة على الحضارة الإنسانية، حيث حالت هندسة تحليق المركبة الفضائية دون مراقبة المدن أو الزراعة. علاوة على ذلك، فإن الاقتراب من الأرض أثناء النهار جعل من المستحيل اكتشاف أضواء المدينة ليلاً.

تجربة راديو موجة البلازما لجاليليو

كان أحد الجوانب الرائدة في تجربة جاليليو هو استخدام تجربة موجات الراديو البلازما. في حين أن الكون يصدر موجات راديو طبيعية، إلا أنها تميل إلى أن تكون واسعة النطاق. من ناحية أخرى، تنتج مصادر الراديو الاصطناعية انبعاثات ضيقة النطاق، مثل الضبط الدقيق للراديو التناظري للعثور على محطة. اكتشف غاليليو انبعاثات راديوية ضيقة النطاق متسقة من الأرض بترددات ثابتة. أدى هذا الاكتشاف المثير للاهتمام إلى استنتاج مفاده أن هذه الانبعاثات لا يمكن أن تنشأ إلا من حضارة تكنولوجية ولم يكن من الممكن اكتشافها إلا خلال القرن الماضي. ولو قامت مركبة فضائية غريبة بإجراء تحليق مماثل قبل القرن العشرين، لما تم العثور على دليل قاطع على وجود حضارة على الأرض.

الآثار والبحث المستمر عن الحياة خارج كوكب الأرض

سلطت تجربة ساجان الضوء على تحديات اكتشاف الحياة خارج الأرض، حتى بالنسبة لمركبة فضائية تحلق على بعد بضعة آلاف من الكيلومترات من الحضارة الإنسانية. في العقود الثلاثة الماضية، قطعت البشرية خطوات كبيرة في علم الفلك، حيث اكتشفت أكثر من 5000 كوكب تدور حول نجوم أخرى واكتشفت وجود الماء في الغلاف الجوي لبعض الكواكب الخارجية. ومع ذلك، وكما تؤكد تجربة ساجان، فإن هذه الإنجازات ليست سوى جزء صغير من اللغز.

يظل البحث عن حياة خارج كوكب الأرض سعيًا مستمرًا يتطلب مجموعة من الأدلة المختلفة. قد تشمل هذه أنماط امتصاص الضوء التي تشبه عملية التمثيل الضوئي، وانبعاثات الراديو ضيقة النطاق، ودرجات الحرارة والطقس المستقرين، والآثار الكيميائية في الأجواء الكوكبية التي يصعب تفسيرها من خلال العمليات غير البيولوجية.

مع دخولنا عصر الأدوات الأكثر تقدمًا مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي، تعد تجربة ساجان بمثابة تذكير خالد بأن اكتشاف الحياة خارج كوكب الأرض هو مسعى معقد. لا يكفي العثور على كواكب أو علامات صالحة للسكن؛ يجب علينا أن نتبنى نهجا شاملا يجمع بين جوانب متعددة من الأدلة لتقديم حجة قوية لوجود الحياة خارج الأرض.

وفي الختام، فإن تجربة جاليليو التي قادها كارل ساجان قد تركت بصمة لا تمحى على البحث عن حياة خارج كوكب الأرض، مما يشكل تحديًا لنا للتفكير بشكل نقدي في عملية الاكتشاف وخفايا اكتشاف الحياة في الكون الواسع. إن حكمة ساجان، بأن “العلم هو طريقة تفكير”، تستمر في توجيه سعينا لواحد من أعمق الأسئلة الإنسانية: هل نحن وحدنا في الكون؟

المصدر: theconversation.com

الصورة من عمل: NASA via Picryl.com