هفت شگفتی بزرگ منظومه شمسی

ما در عصر طلائی اکتشافات فضایی زندگی می‌کنیم، قرنی که می‌توان در آن به وجود اقیانوس‌هایی از یخ‌آب در کرات دور‌دست پی برد، مرزهای منظومه شمسی را پشت‌سر گذاشت و البته یگانگی با‌ارزش زمین را تحسین کرد.

برایان کاکس: زمانی که به عصر طلایی اکتشافات فضایی فکر می‌کنیم، ناخودآگاه ذهن ما تصاویر سیاه و سفید فضانوردان آپولو را به یاد می‌آورد و خاطره ماهواره اسپوتنیک و صدای مداوم بیپ‌بیپ آن برایمان زنده می‌شود. اما این روزها به نظر می‌رسد، این اشتیاق قدیمی کمتر شده و دیگر سفر به فضا در مرکز توجه قرار ندارد: به عنوان مثال در ماهی که گذشت، فشارهای حاصل از رکود اقتصادی باعث شدند باراک اوباما، رئیس جمهور ایالات متحده، طرح ناسا برای بازگشت به ماه را به حالت تعلیق درآورد. با این حال، فکر می‌کنید چطور می‌توانم در مستند جدیدم، شگفتی‌های منظومه شمسی، ادعا کنم که «قرن بیست‌و‌یکم، عصر طلایی اکتشافات فضایی است و ما شاهد بزرگ‌ترین تجربه‌های کیهانی هستیم که تاکنون تمدن بشری پشت‌سر گذاشته است».

خوب، من متولد مارس 1968/اسفند 1346 هستم، زمانی که بشر هنوز موفق به تماشای سیارات عظیم خارج از منظومه شمسی نشده بود. روزهایی که مشتری، زحل، اورانوس و نپتون تنها کراتی اعجاب‌انگیز به‌شمار می‌آمدند که تمام دانش ما می‌گفت هر یک قمرهایی بی‌جان از جنس سنگ و صخره دارند و اگر خیلی‌خلاصه بخواهید، باید بگویم این دنیای دور را تنها می‌شد از دریچه تلسکوپ‌هایی رصد کرد که جایی روی زمین مستقر بودند. جهان در این سال‌ها با پرتاب مارینر2 توسط ناسا به تازگی تجربه اولین مأموریت فضایی بین سیاره‌ای را از سر گذرانده بود، فضاپیمایی که پایان 1962/آذرماه 1340 توانسته بود برای اولین‌بار با ابرهای سیاره زهره برخورد کند.

اما امروز که دارم این یادداشت را می‌نویسم، اسپریت و آپورتونیتی، کاوشگرهای دوگانه ناسا در مریخ، به تازگی وارد ششمین‌سال مأموریت اکتشافی خود در سطح این کره شده‌اند، مأموریت کاسینی با موفقیت‌های فراوانی روبرو بوده و می‌توانم به جرأت بگویم علاوه بر یافته‌های جدید علمی، حاصل این مأموریت مشترک بین ایالات متحده و اتحادیه اروپایی، خیره‌کننده‌ترین تصاویر ارسا شده از مدار زحل بوده که تاکنون بشر به چشم دیده است. فضاپیمای نیو هورایزنز، متعلق به ناسا نیز دارد منظومه شمسی را به سمت مرزهای انتهایی آن پشت سر می‌گذارد. این فضاپیما در حال‌حاضر 1.6 میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله گرفته و زمانی که در سال 2015/1394 به پلوتو برسد، از وضعیت خواب زمستانی بیدار خواهد شد تا مسیر را به سمت کمربند شگفت‌انگیز کوییپر که ترکیبی از سنگ و یخ است، ادامه دهد و پس از آن وارد فضای بین ستاره‌ای خارج از منظومه شمسی شود. اما گمان می‌کنم تاکنون چیزی شگفتانگیزتر از ویجر1 توسط بشر ساخته نشده باشد، این کاوشگر فضایی دورترین جرم آسمانی ساخته دست بشر به ماست و حتی امروز که 33 سال از پرتابش گذشته، هنوز سیگنال‌‌های ضعیفی را به زمین ارسال می‌کند.

با اینکه موفقیت‌های بزرگ فناوری فضایی در قرن 21ام همگی تحسین‌برانگیز هستند، اما فکر می‌کنم اکتشافات تازه این کاوشگر و ویجر2 در جهان خارج از منظومه شمسی هنوز این پتانسیل را دارد که بخش‌‌هایی از جامعه انسانی علاقمند به نجوم را مانند گذشته تحت‌تأثیر قرار دهد.

باید بگویم در سال‌های اخیر برای من هیچ یافته تازه‌ای به اندازه پیدا‌شدن شواهدی دال بر وجود مایعات در اقمار مشتری و زحل جذابیت نداشته است. پیش از آنکه بتوانیم از نزدیک این سیارات را رصد کنیم، بسیاری از محققان انتظار داشتند قمرهای زحل و مشتری نیز چیزی شبیه کره ماه باشند: تماشایی، اما بدون کوچک‌ترین نشانه‌ای از حیات. پیش از این، مطالعاتی که توسط تلسکوپ‌ها انجام‌شده بودند، نشان دادند که تیتان، بزرگ‌ترین قمر زحل جوی متراکم دارد، اما با فاصله‌ای معادل 1.2 میلیارد کیلومتر از خورشید، باز هم می‌بایست انتظار کره‌ای منجمد و خالی از حیات را داشته باشیم.

اما این دقیقا چیزی نبود که اتفاق افتاد. درست روز کریسمس سال 1382/2004، کاوشگر اروپایی هویگنس از فضاپیمای کاسینی جدا شد تا به آرامی در سطح تیتان فرود آید. دو‌هفته بعد، هویگنس جایی فرود آمد که بستر خشک یک رودخانه قدیمی به نظر می‌رسید، مملو از سنگ‌های صاف با گوشه‌هایی ساییده شده که نشان از عبور جریان مایعی در سطح این کره داشتند. با کمک عکس‌ها و داده‌های ارسال‌شده از مدار، کاسینی و هویگنس دریافتند که باید مایعی در سطح تیتان وجود داشته باشد: ابرهایی حاصل از قطرات درشت بارانی که در جو متراکم این قمر جاری می‌شد و جوی‌ها و رودخانه‌هایی را ایجاد می‌کرد که در نهایت به دریاهایی بسیار‌بزرگ‌تر از آنچه که ما روی کره زمین شاهد آن هستیم، می‌ریختند.

این چشم‌انداز حاصل از شیارهای کوچک و بزرگ و حفره‌های عمیق، بسیار‌آشناست. باید بارانی باریده باشد و پس از آن قطرات به سمت رودخانه‌ها و دریاها جاری‌ شده باشند. البته هنوز هم دمای تیتان 180 درجه سانتیگراد زیر صفر است و امکان ندارد در چنین دمایی آب مایع وجود داشته باشد. واقعیت اینست که ابرها و دریاهای این کره از متان مایع تشکیل شده‌اند ، همان گاز قابل اشتعالی که روی زمین می‌شناسیم. این نشان می‌دهد، تیتان درجه حرارت و فشار اتمسفری دارد که به متان اجازه می‌دهد به سه شکل گاز، مایع و جامد در این سیاره وجود داشته باشد.

لازم به توضیح نیست که کشف متان مایع در یک سیاره با کشف آب مایع در آن بسیار‌متفاوت است، چیزی که شواهد می‌گویند در اروپا، قمر منجمد مشتری باید وجود داشته باشد. عکس‌های از سطح این قمر و اندازه‌گیری میدان مغناطیسی آن توسط ویجر1و 2 و کاوشگر گالیله، که تا سال 2003/1382 در مدار مشتری قرار داشت، اثبات می‌کند اقیانوسی از آب مایع زیر پوسته یخ‌زده این قمر که شاید ضخامت آن به بیش از 16 کیلومتر برسد، وجود دارد. به نظر می‌رسد این اقیانوس، قمر اروپا را احاطه کرده و بیش از 1600 کیلومتر عمق داشته باشد. در واقع مجموع آب اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها و حتی یخچال‌های طبیعی روی کره زمین هم با میزان آب مایعی که احتمال می‌رود در این کره منجمد وجود داشته باشد، نمی‌تواند برابری کند.

وجود آب می‌تواند تفاوت‌های بی‌شماری را به دنبال داشته باشد، به این دلیل که در زمین هر کجا که آب هست، حیات هم وجود دارد. این حتی در مورد تاریکترین غارها و اعماق اقیانوس‌ها نیز صدق می‌کند، جایی با فشار خرد‌کننده که در آن هیچ اثری از نور خورشید نیست. می‌دانیم که قوانین فیزیک و شیمی در سراسر کیهان- از منظومه شمسی گرفته تا دورترین سیارات- یکسان هستند، چرا قوانین زیست‌شناسی جهان‌شمول نباشند؟ اگر در قمر اروپا آب وجود داشته باشد، پس زندگی هم هست و باید در حال تکامل و گسترش باشد.

جالب‌تر اینکه اروپا تنها قمری نیست که می‌توان به وجود حیات در آن شک کرد، شواهد قانع‌کننده‌ای وجود دارند که نشان می‌دهند گانمید و کالیستو، دو قمر بزرگ دیگر مشتری نیز باید اقیانوس‌های زیرسطحی عظیمی داشته باشند. خیلی عجیب نیست، اما به تازگی کاسینی چشمه‌هایی از یخ را روی سطح انسلادوس، قمر کوچک زحل کشف کرده که صدها کیلومتر در فضا گسترش پیدا کرده‌اند. این یخ چشمه‌ها علاوه بر اینکه عامل ایجاد یکی از حلقه‌های کم‌نور اما زیبای زحل هستند، می‌توانند احتمال وجود دریاچه‌هایی از آب مایع را هم زیر پوسته این کره تقویت کنند و نزدیک‌تر به زمین، روی کره مریخ، در حجم بسیار‌وسیعی ماده معدنی سنگ‌گچ یافت‌شده که نشان می‌دهد باید پیش از این منبع عظیمی از آب راکد در منطقه وجود داشته باشد که می‌تواند در حال‌حاضر به سفره‌های کوچک آب زیرسطح این کره تبدیل‌شده باشد.

مجموع این یافته‌ها ما را به این نکته می‌رساند که منظومه شمسی، بیش از آنچه که پیش از این تصور می‌کردیم، برای حیات آماده است -حداقل برای میکروارگانیسم‌ها- و فکر می‌کنم به زودی شاهد تصاویری از گونه‌های زیبای بیگانه‌ای خواهیم بود که در عین‌حال بسیار‌ آشنا به نظر می‌رسند و می‌توانند پیامدهای اجتماعی مثبتی روی زمین به دنبال داشته باشند.

در حال‌حاضر دو نکته برای ما روشن‌ شده است: اول اینکه ما احتمالا در جهان هستی تنها نیستیم و حیات به سیاره ما منحصر نخواهد شد و دوم اینکه منظومه شمسی شکستنی است. سیاراتی که از نزدیک مشاهده کرده‌ایم، همگی فاقد شرایط پیچیده مبتنی بر حیات در زیرسطح آنها و تکامل بوده‌اند. به نظر می‌رسد پیدا کردن تمدنی که بتواند کاوشگرهای فضایی بسازد و جهان پیرامونش را جستجو کند، در این منظومه تقریبا غیرممکن است. از شواهد این‌طور برمی‌آید که زمین ما، سیاره‌ای یگانه است.

این یگانگی یا کمیابی بسیار باارزش است. ما این فرصت استثنایی را داریم که به جهان پیرامون سفر کنیم. کیهان راز‌های بسیاری را در دل خود پنهان‌کرده و امکان جستجو و کشف آنها را به ما داده است. ما می‌دانیم جزء بسیار‌کوچکی از جهان بی‌کران هستی هستیم و خانه‌ای داریم که بدون‌شک بسیار‌ با‌ارزش و یگانه است.

براین کاکس، استاد فیزیک دانشگاه منچستر در انگلستان و از شناخته‌شده‌ترین رابطان علم در این کشور است.

تلگراف، ترجمه: محبوبه عمیدی