الصيغة المحدثة للذكاء الفضائي تشير إلى أننا وحدنا في المجرة

صاغ عالم الفلك فرانك دريك معادلته المؤثرة عام 1961 لتقدير عدد الحضارات في مجرة ​​درب التبانة القادرة على التواصل معنا. لقد تغير فهمنا لعلم الكواكب كثيرًا منذ ذلك الحين، مما دفع فريقًا من العلماء إلى اقتراح زوج من التعديلات المهمة التي تنتج إجابة يمكن أن تفسر الصمت العظيم.

على الرغم من شعبيتها وبديهيتها، فقد نجحت معادلة دريك واجه انتقادات على مر السنين لافتراضاتها الواسعة ومعاييرها الغامضة؛ غالبًا ما يؤدي إلى تقدير مفرط في التفاؤل لقيمة ن– عدد الحضارات الموجودة في مجرتنا والتي قد نتمكن من التواصل معها. هذا يميل إلى تغذية لغز يعرف باسم مفارقة فيرمي: إذا كانت الحياة الذكية شائعة فلماذا لم نجد أي دليل عليها؟ جديد بحث نشرت في التقارير العلمية يقدم إصلاحًا محتملاً من خلال إضافة عاملين جديدين.

يشير عالما الكواكب روبرت ستيرن من جامعة تكساس في دالاس وتاراس جيريا من المعهد الفدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ، المؤلفان المشاركان في الدراسة، إلى أن وجود كل من القارات والمحيطات، إلى جانب تكتونية الصفائح على المدى الطويل، أمر بالغ الأهمية لكوكب الأرض. ظهور الحضارات المتقدمة . وبالتالي يقترحون إضافة عاملين إلى المعادلة: جزء الكواكب الصالحة للسكن والتي تحتوي على قارات ومحيطات كبيرة وجزء تلك الكواكب ذات الصفائح التكتونية التي تعمل لمدة 500 مليون سنة على الأقل. ومع ذلك، فإن هذا التعديل يقلل بشكل كبير من قيمة ن في معادلة دريك.

وقال جيريا لموقع Gizmodo: “يشير عملنا إلى أن كوكبنا الأرض بما يحتويه من قارات ومحيطات وصفائح تكتونية وحياة، وحضارتنا الإنسانية النشطة والمتصلة والتكنولوجية، نادرة للغاية وفريدة من نوعها في المجرة بأكملها”.

عوامل الحياة

تقدر معادلة دريك التقليدية عدد الحضارات النشطة خارج كوكب الأرض في درب التبانة من خلال النظر في عدة عوامل، مثل معدل تكوين النجوم، ونسبة النجوم التي تحتوي على كواكب، وعدد الكواكب الصالحة للحياة، ونسبة الكواكب التي بها حياة حيث توجد حياة ذكية يتطور، وهكذا. يعمل التعديل المقترح على المعادلة على تحسين تقديرات عدد الكواكب التي يمكنها تطوير الحياة وعدد الحضارات التي تمتلك تقنيات يمكن اكتشافها من خلال تضمين عوامل بيئية وبيولوجية وتكنولوجية جديدة.

ويرى الباحثون أن وجود المحيطات الكبيرة، بالإضافة إلى تحول الأرض من تكتونية الغطاء الواحد (طبقة سطحية مستقرة) إلى تكتونية الصفائح الحديثة منذ حوالي مليار سنة، كانت حاسمة في التطور السريع للحياة المعقدة. ولم يخلق هذا النشاط الجيولوجي الظروف الأولية اللازمة لنشوء الحياة فحسب، بل أدى أيضًا إلى بيئات متنوعة ذات مناخات وأنظمة بيئية مختلفة، مما عزز تطور أشكال الحياة المتقدمة القادرة على تطوير التكنولوجيا والمجتمعات المعقدة.

ووفقا للدراسة الجديدة، تعتبر تكتونية الصفائح ضرورية لتطوير الحياة المعقدة والحضارات المتقدمة. تخلق حركات صفائح الأرض بيئات متنوعة، وتعيد تدوير العناصر الغذائية، وتنظم المناخ، وكلها أمور حيوية للحياة. وأوضح جيريا أنه من المهم أن تستمر الصفائح التكتونية لمدة 500 مليون سنة، لأن التطور البيولوجي للحياة المعقدة متعددة الخلايا بطيء للغاية. وقال: “على الأرض، استغرق تطور الإنسان أكثر من 500 مليون سنة من الحيوانات الأولى التي ظهرت قبل حوالي 800 مليون سنة”.

تتطور التكنولوجيا من الاحتياجات اليومية، مثل صنع الأدوات، والزراعة، وصنع الملابس، وصنع الأسلحة، كما يقول المؤلفون، مضيفين أن النار والكهرباء “ضروريان” لتطوير الحضارات الذكية. ويكتبون أن الحضارات المعقدة من غير المرجح أن تظهر في بيئات تعتمد بشكل صارم على المحيطات.

وفقًا لستيرن وجيريا، فمن النادر جدًا أن تحتوي الكواكب على قارات ومحيطات جنبًا إلى جنب مع تكتونية الصفائح طويلة المدى، ويجب أخذ هذا الاحتمال في الاعتبار في معادلة دريك.

توصيل الأرقام

لمعرفة مدى احتمال أن يحتوي الكوكب على قارات ومحيطات معًا، نظر ستيرن وجيريا في كمية المياه المطلوبة على سطح الكوكب. ووجدوا أن كوكبًا بحجم الأرض يحتاج إلى ما بين 0.007% و0.027% من كتلته من الماء حتى يتمكن من البقاء في القارات والمحيطات. ثم قارن ستيرن وجيريا ذلك بنطاق المياه الإجمالي المحتمل الذي يمكن أن تحتوي عليه الكواكب، والذي يتراوح بين 0% و3.8% أو حتى بين 0% و55%، اعتمادًا على كيفية تشكلها. بالنسبة لتكتونية الصفائح، استخدم العلماء بيانات تظهر أن حوالي 33% فقط من الكواكب لديها المواد الكيميائية المناسبة لتشكيل صفائح تكتونية كثيفة بما فيه الكفاية اللازمة لتكتونية الصفائح. ومن بين هذه الكواكب، نصفها فقط كبير بما يكفي ولديه جاذبية كافية لدعم تكتونية الصفائح.

ومن خلال تضمين هذه العوامل والتقديرات الجديدة، يقدر الباحثون أن فرصة وجود كوكب يحتوي على قارات ومحيطات وتكتونية صفائح طويلة المدى ضئيلة جدًا – أقل من 0.2%. ولوضع ذلك في نصابه الصحيح، فإن الأمر يشبه العثور على كوكبين مناسبين فقط من بين كل 1000 كوكب.

إن إدخال هذه القيمة في معادلة دريك يؤدي إلى نتيجة محبطة إلى حد ما، على الأقل فيما يتعلق بوجود كائنات فضائية متقدمة. تشير معادلة دريك المعدلة إلى أن الحضارات المتقدمة نادرة للغاية، حيث تتراوح فرصة وجود الكواكب في الظروف المناسبة بين 0.0034% و0.17%. وهذا يعني أنه يمكن أن يكون هناك ما لا يقل عن 0.006 إلى ما يصل إلى 100000 حضارة نشطة ومتواصلة في مجرتنا، ومن المحتمل أن يكون العدد الفعلي في الطرف الأدنى، مع الأخذ في الاعتبار الوقت المحدود الذي قد تتواصل فيه هذه الحضارات بسبب الانهيار المجتمعي المحتمل أو الانقراض. .

وأوضح جيريا: “من ناحية أخرى، فإن فرص العثور على كواكب يحتمل أن تكون مناسبة للحضارات – ولكن بدون أي حضارات أو مع حضارات منقرضة بالفعل – أعلى بشكل ملحوظ”. “يمكن القيام بذلك عن طريق الاستشعار عن بعد للكواكب الخارجية.”

أوضح جيريا أنه على الرغم من أن قيمة الحد الأعلى البالغة 100000 تبدو كبيرة، إلا أن الرقم المنخفض هو الأكثر أهمية. ونظرًا لأن التقدير المنخفض قريب حقًا من الصفر، فهذا يعني أن هناك فرصة جيدة لعدم وجود أي حضارات أخرى في مجرتنا. وهذا من شأنه أن يساعد في تفسير سبب عدم اكتشافنا لأي إشارات من الحضارات الأخرى حتى الآن.

في الماضي، أعطت معادلة دريك تقديرًا أعلى بكثير، مما يشير إلى أنه كان من المؤكد تقريبًا أننا لسنا وحدنا، وأنه يجب أن يكون هناك ما لا يقل عن 200 حضارة تحاول التواصل معنا. وقال جيريا: بما أننا لم نعثر على أي شيء، فإن هذا التقدير القديم يبدو خاطئًا. إن التقدير الجديد الأقل بكثير (قريب من الصفر) يجعل الأمر أكثر قابلية للفهم لماذا لم نسمع من أي شخص آخر: قد لا يكون هناك ببساطة أي شخص آخر لنسمع منه – وهو احتمال مخيف إلى حد ما.

هل تم حل مفارقة فيرمي؟

تشير مفارقة فيرمي إلى موقف محبط: لم نعثر على دليل على وجود حضارات خارج كوكب الأرض، على الرغم من الاحتمالية الكبيرة لوجودها. تقدم دراسة ستيرن وجيريا حلاً ممكنًا من خلال النظر في مدى ندرة الظروف الجيولوجية المناسبة للحياة المتقدمة. ووجدوا أن تحول الأرض إلى تكتونية الصفائح الحديثة أدى إلى تسريع تطور الأنواع المعقدة. ويشيرون إلى أن الحضارات المتقدمة نادرة لأن الكواكب التي تحتوي على القارتين والمحيطات والصفائح التكتونية طويلة الأمد نادرة.

لم يكن ستيرن وجيريا أول من اقترح فكرة أن الكواكب المناسبة للحياة المتقدمة قليلة ومتباعدة. تم توضيح هذا الاقتراح، المعروف باسم فرضية الأرض النادرة، لأول مرة في كتاب عام 2003 الأرض النادرة: لماذا الحياة المعقدة غير شائعة في الكونكتبه العلماء بيتر وارد ودونالد براونلي. ومن المثير للاهتمام أن وارد وبراونلي كانا يركزان أيضًا على تكتونية الصفائح كعامل.

تمثل الدراسة الجديدة تحديثًا مهمًا للنقاش، لكن المحادثة المحيطة بمفارقة فيرمي لم تنته بعد. إن فرضية الأرض النادرة، على الرغم من كونها مغرية، إلا أنها تفشل في مراعاة قدرة الحياة على التكيف والتنوع المحتمل للبيئات الصالحة للسكن. علاوة على ذلك، فإن معادلة دريك في شكلها الحالي، أو عند تحديثها بالعوامل الجديدة، لا تزال تفشل في تفسير حقيقة لا يمكن دحضها: إن مجرة ​​درب التبانة قديمة بشكل لا يصدق، ومن المحتمل أنها كانت قادرة على تعزيز الحياة لمدة تصل إلى 10 مليارات سنة. وحتى مع هذه الاحتمالات الضئيلة التي حسبها الباحثون، فمن المؤكد أن الحياة الذكية قد ظهرت في بعض النقاط المبكرة من تاريخ المجرة، مما يمنحها الوقت الكافي للانتشار في جميع أنحاء المجرة. ومع ذلك لا نرى أي دليل على ذلك. من المحتمل جدًا أن تكون هناك عوامل أخرى مؤثرة، وهي العوامل التي لا تزال بحاجة إلى البحث لمراجعة معادلة دريك بشكل أكبر، وربما دمج الجوانب الزمنية ومتغيرات أخرى غير معروفة.

أحد القيود الأخرى لهذه الدراسة، وهذا ليس خطأ الباحثين، هو أننا ما زلنا بعيدين عن معرفة القيم التي يجب إدراجها في المعادلة. نحن نفتقر إلى فهم معدلات تكوين الكواكب وأنواع الكواكب التي يمكن أن تدعم قابلية السكن في أماكن أخرى من المجرة. وحتى ذلك الحين، نحن عالقون نوعًا ما في معادلة دريك، لكن الملاحظات المستقبلية، مثل تلك الصادرة عن تلسكوب ويب، يجب أن تساعد.

للمزيد من رحلات الفضاء في حياتك، تابعنا X والمرجعية المخصصة لGizmodo صفحة رحلات الفضاء.