یک سیاره به چه چیز نیاز دارد تا حیات داشته باشد؟
متن سخنرانی :
واقعاً خوشحالم که اینجا هستم. خوشحالم که شما اینجایید، اگر تنها اینجا بودمکمی عجیب می‌شد. خوشحالم که همگی اینجاییم. و منظورم از "اینجا،" اینجا نیست. یا اینجا. بلکه اینجاست. منظورم زمین است. و منظورم از "ما،" افرادداخل این تالار نیست، بلکه همه حیات است، همه حیات روی زمین --(خنده)
از گونه هاى پيچيده تا تک سلولى ها، از کپک تا قارچ تا خرسهاى پرنده(در عکس قبل).
(خنده)
نکته جالب اين است که، تا جایی که میدانیم زمين تنها مکانیستکه در آن حیات وجود دارد -- ۸.۷ میلیون گونه. جاهای دیگر را دیده‌ایم، احتمالاً نه آنطور که باید و شاید، اما گشته ایم و چیزی پیدا نکرده ایم، تنها نقطه دارای حیاتیکه سراغ داریم زمین است. آیا زمین استثنایی است؟ این سوالی است که میخواهم جوابش را بدانم از وقتی که بچه کوچکی بودم، و فکر میکنم ۸۰ درصد این تالار به این موضوع فکر کرده اندو دوست دارند جواب را بدانند. برای اینکه بدانیم آیاسیاره ای وجود دارد آن بیرون در منظومه شمسییا ورای آن که بتواند حیات داشته باشد، قدم اول این است که بفهمیمملزومات حیات چیست.
به نظر میرسد، درمیان تمام۸.۷ میلیون گونه، حیات فقط سه چیز نیاز دارد. از طرفی،تمام حیات روی زمیننیازمند انرژی است. زندگی های پیچیده مانند ما،انرژی مان از خورشید مشتق میشود، اما حیات در اعماق زمین نیزمیتواند انرژِی بگیرد از چیزهایی مانند واکنشهای شیمیایی. منابع مختلفی از انرژی بر روی همه سیارات فراهم است. از طرفی دیگر، همه زندگی ها نیازمند غذا و تغذیه هستند. و به نظر درخواست سختی میرسد،مخصوصا اگر گوجه فرنگی آبدار بخواهید.
(خنده حضار)
هرچند،حیات روی زمینخوراک خود را از تنها ۶ عنصر شیمیایی، و این عناصر میتواند بر هر سیاره ای در منظومه شمسی مان یافت شود.
چیزی که مهمترین نیاز ماجراست، چیزیکه به دست آوردن ان از همه سخت تر است. گوزن نیست، آب است.
(خنده حضار)
هر چند گوزن خیلی باحال است.
(خنده حضار)
و نه آب یخ زده و نه آب گاز،بلکه آب مایع. این چیزیست که حیاتبرای بقا به آن نیاز دارد.از همه نوع. و خیلی از اجرام منظومه شمسیآب مایع ندارند، پس ما آنجا دنبال حیات نیستیم. اجرام دیگر منظومه شمسیممکن است آب مایع کافی داشته باشند، حتا بیشتر از زمین، ولی زیر یک پوسته یخ زده گیر افتاده است، دسترسی به آن سخت است،سخت به دست می‌آید، حتی اگر حیاتی نیز (آن زیر) باشدسخت میشود پیدا کرد.
پس در نهایت چند سیاره می ماندکه باید درموردشان فکر کنیم. بیایید مسئله را برای خودمان ساده کنیم، بیایید فقط به آب مایعی فکر کنیم کهروی سطح سیاره است. فقط ۳ سیاره در منظومه شمسی وجود دارد، که روی سطح سیارهآب مایع وجود داشته باشد، و به ترتیب فاصله از خورشیدزهره، زمین و مریخ است. ما میخواهیم اتمسفری داشته باشیم تاآب مایع باشد. ما باید با اتمسفر خیلی محتاط باشیم. نمیتوانیم اتمسفر زیاد داشته باشیم،که غلیظ یا گرم باشد. چون در نهایت مثل زهره خیلی گرم میشود، و نمیتوان آب مایع داشت، ولی اگر اتمسفر خیلی کمی داشته باشیمکه نازک و سرد باشد، مثل مریخ میشود، خیلی سرد. پس زهره خیلی گرم و مریخ خیلی سرد است. و زمین مناسب است. شما به تصاویر پشت من میتوانید نگاه کنیدو بدون تفکر زیاد ببینید در کجای منظومه شمسی‌مان حیات میتواند بقا داشته باشد. یک مسئله گلدیلاکی است، و بسیار ساده است،که یک بچه هم میفهمد.
هر چند، میخواهم دو چیز را به شما یادآوری کنم از داستان گلدیلاککه ممکن است زیاد به آن فکر نکنیم ولی فکر میکنم بسیار به اینجا مرتبط است. شماره یک: اگر کاسه مامان خرسه خیلی سرد است وقتی گلدیلاک وارد اتاق میشود، به این معنی است که همیشهاینقدر سرد بوده است؟ یا میتواند در زمان دیگری مناسب بوده باشد؟ وقتی گلدیلاک وارد اتاق میشودجواب را تعیین میکند که در داستان می‌بینیم. و همین درباره سیارات نیز صدق میکند. آنها ایستا نیستند، تغییر میکنند. تفاوت میکنند و تکامل میابند. و اتمسفر همینطور. بگذارید مثالی بزنم برایتان.
اینجا یکی از تصاویر محبوب من از مریخ است. با کیفیت‌ترین عکس نیست،شهوت انگیز‌ترین نیز نیست، تصویر اخیراً گرفته شده نیز نیست، ولی تصویری است که برش بستر رودخانه ها را روی سطح سیاره نشان میدهد. بستر رودخانه ایی که توسطآب مایع شناوری به وجود آمده اند. بسترهایی که صدها هزارها یا دهها هزارسال طول میکشد تا تشکیل شود. این امروز بر مریخ نمیتواند اتفاق بیفتد. اتمسفر امروز مریخ نازک و سرد است برای اینکه آب به وضع پایداری چون مایع باشد. این عکس به شما میگویدکه اتمسفر مریخ تغییر کرده است، و بسیار تغییر کرده است، و از حالتی که به آن قابل حیات میگوییمتغییر کرده است، چون ۳ الزام حیات خیلی وقت پیشوجود داشته اند. آن اتمسفر کجا رفت؟ که اجازه میداد آب روی سطح سیاره مایع باشد.
یک ایده این است که به فضا رفته است. ذرات اتمسفر انرژی کافی برای رهایی از گرانش سیاره را پیدا کردند، به فضا در رفته اند و هیچوقت برنمیگردند. و این برای تمام اجرام دارایاتمسفر اتفاق می‌افتد. شهاب سنگها دنباله دارند که بطور شگفت انگیزی یادآور آشکاریاز فرار اتمسفری هستند. ولی زهره هم اتمسفری داشتکه در طی زمان در رفته است، و مریخ و زمین هم همینطور. موضوع درجه و ابعاد (این پدیده) است. میخواهیم بفهمیم در طول زمانچقدر در رفته است. تا بتوانیم این دگرگونی را توضیح دهیم.
اتمسفرها انرژی لازم برای دررفتن را چطور میگیرند؟ ذرات چگونه انرژی کافی برایفرار را میگیرند؟ دو راه هست، اگر بخواهیم خلاصه کنیم. شماره یک، نور خورشید. نور ساطع شده از خورشید میتواند توسط ذراتاتمسفر جذب شود و ذرات را گرم کند. بله من دارم میرقصم ولی آنها
(خنده حضار)
خدای من، حتی در روز عروسیم هم نرقصیدم.
(خنده حضار)
انرژی کافی را میگیرند تا فرار کنندو آزاد شوند از جاذبه سیاره فقط با گرم شدن. راه دومی که میتوانند انرژی بگیرنداز طریق باد خورشیدی است. اینها ذرات، جرم و ماده خارج شدهاز سطح خورشید هستند و به سرعت در منظومه شمسی میروند ۴۰۰ کیلومتر بر ثانیه، بعضی وقت ها در طی طوفان هایخورشیدی سریعتر میشوند و پرت میشوند در فضای بین سیاره ای به سوی سیارات و اتمسفرهایشان، و میتوانند انرژی تامین کنند برای ذرات اتمسفر تا به خوبی در بروند،
این چیزیست که به نظرم جالب است، چون به قابلیت حیات ربط دارد. من اشاره کردم که دو نکته درباره داستان گولدیلاک وجود دارد که میخواهم توجهتان را جلب کنمو بهتان یادآوری کنم، و دومی آنکمی بیشتر نامحسوس است. اگر کاسه بابا خرسه خیلی داغ است، و کاسه مامان خرسه خیلی سرد است، نباید کاسه بچه خرسه حتی سردتر هم باشد؟ با دنبال کردن این روند؟ این چیزی که شما در تمام زندگیتان قبول کرده اید. وقتی درموردش کمی بیشتر فکر میکنید،شاید خیلی ساده نباشد. و البته، فاصله یک سیاره از خورشیددمای آنرا تعیین میکند. و این به قابلیت حیات ربط دارد. ولی شاید چیزهای دیگری هست که باید به آنها فکر کنیم. شاید خود کاسه ها هستند که به نتیجه داستان کمک میکنند، که درست است.
من میتوانم درباره یک عالمه ویژگی از این سه سیاره با شما حرف بزنم که میتواند در قابلیت حیات موثر باشد، ولی برای دلایل خودخواهانه مربوط به تحقیقم و حقیقت اینکه من این بالا باکنترل ایستادم و شما نه
(خنده حضار)
من دوست دارم یک یا دو دقیقه صحبت کنم درباره میدانهای مغناطیسی. زمین یکی دارد، زهره و مریخ ندارند. میدان های مغناطیسی در درون اعماق یک سیاره شکل میگیرند با هدایت الکتریکی و چرخش مواد مایع که میدان مغناطیسی بزرگ و کهن اطرافزمین را تشکیل میدهد. اگر یه قطب نما داشته باشید،میدانید شمال کجاست. زهره و مریخ آن را ندارند. اگر شما قطب نمایی در زهره و مریخ داشته باشید تبریک میگویم، شما گم شده اید.
(خنده حضار)
آیا این بر قابلیت حیات تاثیر دارد؟ خب، چگونه ممکن است؟ بسیاری دانشمندان فکر میکنند،که میدان مغناطیسی یک سیاره به عنوان سپر اتمسفر عمل میکند، که ذرات بادهای خورشیدی را اطراف سیاره منحرف میکند با مقداری از اثر نیروی میدان که به بار الکتریکی آن ذرات ربط دارد. من دوست دارم به آن مثل محافظ عطسه میز سالاد برای سیارات فکر کنم.
(خنده حضار)
و بله، همکارانم که بعدا این را میبینندخواهند فهمید این اولین بار در تاریخ جامعه ماست که باد خورشیدی با مخاط برابر شده است.
(خنده حضار)
خُب، با آن اثر، زمین محافظت شده است برای میلیاردها سال چون ما میدان مغناطیسی داشته ایم. اتمسفر نمیتوانسته فرار کند. اما در طرف دیگر،مریخ محافظت نشده است چون میدان مغتاطیسی ندارد، و بعد میلیاردها سال، شاید اتمسفر کافی از دست رفته باشد تا سبب تحول از یک سیاره قابل حیات به سیاره ای که امروز می‌بینید، باشد.
دانشمندان دیگری فکر میکنندکه میدان مغناطیسی بیشتر شبیه بادبان کشتی عمل میکنند، زمین را قادر میسازد که با انرژی بیشتریبا باد خورشیدی تعامل کند نسبت به سیاره ای که به تنهایی بایدتعامل کند. بادبان ها میتوانند انرژی باد خورشیدی را جمع کنند. میدان مغناطیسی ممکن است انرژی باد خورشیدیرا جمع کند که حتی اجازه در رفتن مقداربیشتری اتمسفر میشود. این ایده ایست که باید امتحان شود، ولی اثر آن و اینکه چگونه کار میکند واضح به نظر میرسد. چون که میدانیم انرژی باد خورشیدی درحال ذخیره شدن دراتمسفر ما اینجا روی زمین است. این انرژی درطول خطوط میدان مغناطیسی زمینهدایت شده، تا در نواحی قطب ها فرود آید، و باعث شفق قطبی بسیار زیبایی شود. اگر تا به حال دیده باشین،عالی هستند. ما میدانیم که انرژی وارد میشود. داریم تلاش میکنیم که اندازه بگیریمچند ذره خارج میشوند و اینکه آیا میدان مغناطیسی به هرشکلی اثری دارد؟
پس من یک مسئله اینجا برایتان بیان کردم، ولی راه حلی را هنوز ندارم. ما راه حلی نداریم. ولی داریم رویش کار میکنیم.چگونه داریم رویش کار میکنیم؟ خب، ما سفینه به هر سه سیاره فرستاده ایم. بعضی هایشان دارند هنوز در مدارند، شامل سفینه مِيوِن.که در حال حاضر دور مریخ میگردد، که من درگیرش هستم و باعث شدهتا اینجا رسیده است، از دانشگاه کلرادو. طراحی شده تا در رفتن اتمسفریرا اندازه گیری کند. ما اندازه گیری های مشابه‌‌یاز زمین و زهره داریم. وقتی ما تمام اندازه ها را داشته باشیم، تمام اینها را به هم می‌پیوندیم،و ما میتوانیم بفهمیم چگونه این سه سیاره با محیط فضای اطرفاشان در تعامل هستند. و میتوانیم بگوییم که میدان مغناطیسی برایقابلیت حیات مهم است یا نه.
وقتی جواب را فهمیدیم،چرا باید مراقب باشید؟ منظورم این است،من عمیقاً مواقبم، همینطور مالی، ولی عمیقا.
(خنده حضار)
اول از همه، برای جواب دادن به این سوال که به ما درباره این سهسیاره بیشتر می‌آموزد، زهره، زمین و مریخ، نه تنها درباره روش تعاملشان فعلی آنها با محیطشان می‌باشد، بلکه در مورد (تعامل)میلیاردها سال پیش آنها نیز می‌باشد، آیا مدت ها پیش قابل حیات بوده اند یا نه؟ اون به ما درباره اتمسفری یاد میدهد که اطراف و نزدیکمان است. به علاوه، آنچه که از این سه سیاره یاد می‌گیریم میتواند درباره تمام اتمسفرها صادق باشد، همینطور سیاره هایی که اطرافستاره های دیگر میچرخند. برای مثال، سفینه کپلر که ساخته شده و کنترل میشه از اینجادر شهر بولدر(کلرادو)، فضایی در آسمان به اندازه یک تمبر پستیرا مورد بررسی داشته است برای چندین سال، و هزاران سیاره یافته است -- در فضایی به اندازه یک تمبر پستی از آسمان که ما فکر میکنیم تفاوتی بابقیه جاهای آسمان ندارد.
ما طی ۲۰ سال، از دانستن صفر سیاره ی خارج منظومه شمسی، به الان که بسیار زیادند، پیشرفت کرده ایم. که نمیدانیم روی کدامشان اول کار کنیم. هر ابزاری کمک خواهد کرد. در حقیقت، بر اساس مشاهدات (ماهواره) کپلر، ودیگر مشاهدات مشابه، ما بر این باوریم، درمیان ۲۰۰ میلیارد ستاره‌یفقط کهکشان راه شیری که بطور میانگین،هر ستاره حداقل یک سیاره دارد. به علاوه، تخمین ها میگویندبین ۴۰ تا ۱۰۰ میلیارد هستند از میان آن سیاراتکه قابل سکونتند فقط در کهکشان ما.
ما آن سیارات را مشاهده کردیم، ولی هنوز نمیدانیم کدامشان قابل حیات است. کمی شبیه گیر افتادن در نقطه قرمزی است --
(خنده حضار)
روی صحنه. و بدانیم که دنیاهای دیگری آن بیرون هستند و ناامیدانه،بخواهیم درباره آنها بیشتر بدانیم، بخواهیم آنها را بازجویی کنیم تا شاید،یک یا دوتا از آنها را که کمی شبیه خودمان هستند، پیدا کنیم. نمیتوانید آن کار را بکنیدنمیتوانید هنوز به آنجا بروید. پس باید از ابزاری که در اطرافتان ساخته اید، استفاده کنید برای زهره، زمین و مریخ، و باید (یافته هایتان را) درموقعیت های دیگر اعمال کنید. و امید داشته باشید که از این داده هانتیجه معقولی داشته باشید، و اینکه بتوانید بهترینکاندیداها را تعیین کنید برای سیاره های قابل حیات،و آنهایی که ندارند.
در پایان، برای الان، حداقل این نقطه قرمز ماست، درست اینجا. این تنها سیاره ایست که ما به عنوان قابل حیات میشناسیم، هرچند به زودی ما بیشتر خواهیم شناخت. اما برای الان،این تنها سیاره قابل حیات است. و این نقطه قرمز ما است. من خیلی خوشحالم که اینجاییم.
ممنون. (تشویق)
