تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۹/۱۰ ساعت ۰۹:۳۱
کد مطلب : ۳۰۸۴۷۲
چگونه به فضایی‌ها آدرس زمین را بدهیم؟
گروه علمی: کیهان به‌طرز غیرقابل تصوری بزرگ و به‌طرزی شگفت‌انگیز قدیمی است. با توجه به این گستردگی زمان و مکان، محتمل به‌نظر می‌رسد که در جایی دیگر و زمانی دیگر، جرقه‌ی دیگری از هوش به‌وجود آمده باشد. اما اگر موجودات هوشمند فضایی در جایی وجود داشته باشند، روی زمین چگونه می‌توانیم با آن‌ها ارتباط برقرار کنیم و با فرض اینکه می‌خواهیم دوست آن‌ها باشیم، چگونه باید به آن‌ها آدرس بدهیم و آنان را به سیاره‌ی خود راهنمایی کنیم؟
طرحی گرافیکی از بازدید احتمالی موجودات هوشمند فضایی از زمین با یک بشقاب‌پرنده
قطعا دادن نشانی زمین به بیگانگان، دشوارتر از آدرس‌دهی با گوگل مپ است. روش‌های گوناگونی وجود دارد که دانشمندان می‌توانند از آن‌ها برای فرستادن راهنمای مسیر به فضایی‌ها استفاده کنند، اما مهم‌تر از آن، پژوهشگران باید راهی برای فرستادن یک نقشه‌ی قابل خواندن توسط میهمانان بیگانه‌ی ما بیابند، که امری دشوار است.
آیا موجودات فضایی شبیه ما هستند؟
«هکتور سوکاس-ناوارو» (Héctor Socas-Navarro) پژوهشگر مؤسسه‌ی اخترفیزیک جزایر قناری در این‌باره می‌گوید: «اگر می‌خواهید به کسی بگویید کجا هستید، باید چند مرجع مشترک داشته باشید که در حالت ایدئال مراجعی ثابت هستند. اما هیچ چیز در کهکشان ثابت نیست.»ستارگان و سیاره‌ها دائما در جرکت هستند و در یک رقص کیهانی آرام در اطراف یکدیگر می‌گردند. اما حتی در کهکشان همیشه در حال تغییر ما، دانشمندان راه‌هایی برای فرستادن مکان ما به هر کس دیگری که ممکن است جای دیگری در فضا باشد، ارائه کرده‌اند.
Credit: CSIRO/A. Cherney
به گفته‌ی «مارتین ریس» (Martin Rees) اخترشناس سلطنتی بریتانیا، «بیشتر مردم می‌گویند که یک موج رادیویی قوی بفرستید.» در حقیقت تابش الکترومغناطیسی که شامل همه‌ی طیف‌ها از نور مرئی گرفته تا امواج رادیویی و فروسرخ می‌شود، از نظر تاریخی انتخاب نخست برای فرستادن اطلاعات زمین به کیهان بوده است.
با تنظیم دقیق فرکانس یک موج الکترومغناطیسی، دانشمندان می‌توانند پیام‌های پیچیده را در کد‌های باینری ساده بگنجانند و، چون امواج الکترومغناطیسی جهت‌دار هستند، هر موجود بیگانه‌ی هوشمندی که چنین سیگنالی را ردیابی کند، به آسانی می‌تواند مسیر آن را تا زمین دنبال کند.
از میان انواع گوناگون امواج الکترومغناطیسی، امواج رادیویی برای چنین ارتباطی رایج‌تر هستند. به گفته‌ی ناسا علت این است که فرکانس امواج رادیویی یک شکاف متناسب را در طیف الکترومغناطیسی پر می‌کند که با نام «چاله‌ی آب» (Water Hole) شناخته می‌شود.علت نام‌گذاری این است که در این فرکانس بین ۱۴۲۰ و ۱۷۲۰ مگاهرتز، مولکول‌های هیدروژن و هیدروکسیل (اکسیژن و هیدروژن پیوندی) یعنی دو جزء آب، مانند نوعی عایق صوتی شیمیایی عمل و با جذب ارتعاشات پایین‌تر و بالاتر، این کانال فرکانسی را تقریبا برای صدای پس‌زمینه‌ی کیهانی باز می‌کنند.
بسامد‌های بالاتر و پایین‌تر از حفره‌ی آب، اما نسبتا پرسروصدا هستند، زیرا ارتعاشات کوانتومی و تشعشعات زیادی باقی‌مانده از مهبانگ (Big Bang) را دربر می‌گیرند.دانشمندان در گذشته از امواج رادیویی برای برقراری ارتباط فرازمینی استفاده می‌کردند. در سال ۱۹۷۴ میلادی، پژوهشگران یک پیام فرکانس رادیویی را از تلسکوپ «آرسیبو» (Arecibo) در پورتوریکو به سمت خوشه‌ی ستاره‌ای M۱۳ با فاصله‌ی تقریبا ۲۱۰۰۰ سال نوری از ما فرستادند.
Credit: Zihao Chen, Getty Images
به‌منظور جست‌وجوی هوش فرازمینی (SETI) این پیام یک نگاره‌ی ساده‌ی باینری (دودویی) بود که شامل نمایشی از یک مولکول DNA، منظومه‌ی شمسی ما و یک شکل یک آدمک چوبی بود. از آن زمان پیام‌های رادیویی زیادی به فضا پرتاب گسیل شده است، از جمله سیگنال «در سراسر کیهان» (Across the Universe) ناسا در سال ۲۰۰۸ که تماما شامل آهنگ گروه موسیقی «بیتلز» (Beatles) بود.
با این وجود، یکی از مشکلات احتمالی امواج رادیویی این است که هنگام حرکت پراکنده یا منبسط می‌شوند، دقیقا مانند موجی که در آب گسترش می‌یابد. به گفته‌ی آزمایشگاه لینکلن MIT، این یعنی ممکن است تا زمانی که به یک کهکشان دوردست می‌رسند، برای انتقال پیامی قابل تشخیص، بیش از حد پراکنده شده باشند.
«سوترانا بردیگینا» (Svetlana Berdyugina) اخترفیزیکدان مؤسسه‌ی فیزیک خورشیدی لایبنیتس در آلمان اشاره می‌کند که برای پیامی مستقیم‌تر، باید اطلاعات را با استفاده از نور لیزر مرئی پخش کنیم.
یک پیام هدف‌گذاری‌شده و ساخته شده از نور لیزر قطبیده، یا نوری که ارتعاشات آن در یک صفحه روی می‌دهد، این پتانسیل را دارد که بدون تضعیف، مسافت بسیار دورتری نسبت به یک سیگنال رادیویی بپیماید.چون امواج نوری سیگنال‌های فشرده‌تری دارند، بسیار باریک هستند و دانشمندان باید بتوانند که هنگام فرستادن آن‌ها از دقت بسیار بالایی استفاده کنند. به عبارت دیگر، پیش از اینکه بتوانیم مسیر‌های لیزری را برای موجودات فضایی بفرستیم و به آن‌ها آدرس بدهیم، باید بدانیم این بیگانگان کجا هستند.
سوکاس-ناوارو گفت: «برخی از دانشمندان رویکرد متفاوتی را برای ارتباط میان‌ستاره‌ای پیش گرفته‌اند. رویکردی که بیشتر شبیه به «پیام در بطری» است.» مشهورترین این موارد به گفته‌ی انجمن سیاره‌ای، «پلاک طلایی پایونیر» است که اخترفیزیکدانان «کارل سیگان» (Carl Sagan) و «فرانک دریک» (Frank Drake) در سال ۱۹۷۲ همراه کاوشگر پایونیر ۱۰ کردند.
Credit: NASA
دومین پلاک مشابه، یک سال بعد روی پاینویر ۱۱ نصب شد. روی این پلاک‌ها، دو شکل انسانی، یک مرد و یک زن، و همچنین یک نقشه که راه منظومه‌ی شمسی ما را با استفاده از یک سری از ۱۴ علامت کیهانی، تپاخترها، نشان می‌دهد.
فضاپیما‌هایی که به مرز‌های منظومه‌ی شمسی سفر کردند
تپاخترها (منابع رادیویی تپنده) بقایای بسیار چگال و در حال چرخش ستارگان نوترونی هستند که پرتو‌های تابش الکترومغناطیسی از قطب‌های خود گسیل می‌کنند. همان‌طور که می‌چرخند، پرتو‌های آن‌ها مانند یک فانوس دریایی به‌نظر می‌رسند که گویا چشمک می‌زند. بردیوگینا گفت: «چون تپاخترها نقطه‌ی نادری در کهکشان، مانند مترونوم (ابزار سنجش ریتم در موسیقی؛ نواخت‌سنج) را نشان می‌دهند، برای ناوبری کیهانی بسیار سودمند هستند.
این‌طور که نشریه‌ی نیچر گزارش کرده است، ناسا قصد دارد از تپاخترها به‌عنوان نوعی GPS کیهانی در مأموریت‌های سرنشین‌دار آینده به اعماق فضا استفاده کند. با اندازه‌گیری تغییرات جزئی در رسیدن هر پالس از سه یا چند تپ‌اختر (پالسار)، یک فضاپیما می‌تواند موقعیت خود را به روش مثلثاتی در کهکشان پیدا کند.
Credit: Dana Berry/NASA
بر «پلاک پایونیر» (Pioneer Plaque) هر تپ‌اختر با خطی که فاصله‌ی آن را از زمین نشان می‌دهد و همچنین مجموعه‌ای از علامت‌های هاشورمانند برای نشان دادن سرعت چرخش آن مشخص شده است.پلاک پایونیر فقط یک پیام در بطری نیست، بلکه یک کپسول زمان هم هست. علائم هاشور روی نقشه‌ی تپ‌اختر میزان چرخش آن را از دیدگاه زمینی در سال ۱۹۷۲ میلادی نشان می‌دهد. اما آن تپ‌اختر‌هایی که به‌سرعت می‌چرخند، در حال کند شدن هستند. در چند صد میلیون سال آینده برخی از آن‌ها ممکن است دیگر اصلا نچرخند.
این‌طور که سوکاس-ناوارو اشاره می‌کند، یافتن کاوشگر انسان‌ها توسط یک تمدن هوشمند بیگانه، می‌تواند بسیار بیشتر هم طول بکشد، اما باز هم بسیار کمتر از سفر آن‌ها به زمین خواهد بود؛ بنابراین در حالی که راه‌های بی‌شماری وجود دارد که انسان‌ها می‌توانند فضایی‌ها را به سوی سیاره‌ی ما راهنمایی کنند، یکی دیگر از عناصر کلیدی این کاوش، همچنان صبر خواهد بود.
طرحی گرافیکی از بازدید احتمالی موجودات هوشمند فضایی از زمین با یک بشقاب‌پرنده
قطعا دادن نشانی زمین به بیگانگان، دشوارتر از آدرس‌دهی با گوگل مپ است. روش‌های گوناگونی وجود دارد که دانشمندان می‌توانند از آن‌ها برای فرستادن راهنمای مسیر به فضایی‌ها استفاده کنند، اما مهم‌تر از آن، پژوهشگران باید راهی برای فرستادن یک نقشه‌ی قابل خواندن توسط میهمانان بیگانه‌ی ما بیابند، که امری دشوار است.
آیا موجودات فضایی شبیه ما هستند؟
«هکتور سوکاس-ناوارو» (Héctor Socas-Navarro) پژوهشگر مؤسسه‌ی اخترفیزیک جزایر قناری در این‌باره می‌گوید: «اگر می‌خواهید به کسی بگویید کجا هستید، باید چند مرجع مشترک داشته باشید که در حالت ایدئال مراجعی ثابت هستند. اما هیچ چیز در کهکشان ثابت نیست.»ستارگان و سیاره‌ها دائما در جرکت هستند و در یک رقص کیهانی آرام در اطراف یکدیگر می‌گردند. اما حتی در کهکشان همیشه در حال تغییر ما، دانشمندان راه‌هایی برای فرستادن مکان ما به هر کس دیگری که ممکن است جای دیگری در فضا باشد، ارائه کرده‌اند.
Credit: CSIRO/A. Cherney
به گفته‌ی «مارتین ریس» (Martin Rees) اخترشناس سلطنتی بریتانیا، «بیشتر مردم می‌گویند که یک موج رادیویی قوی بفرستید.» در حقیقت تابش الکترومغناطیسی که شامل همه‌ی طیف‌ها از نور مرئی گرفته تا امواج رادیویی و فروسرخ می‌شود، از نظر تاریخی انتخاب نخست برای فرستادن اطلاعات زمین به کیهان بوده است.
با تنظیم دقیق فرکانس یک موج الکترومغناطیسی، دانشمندان می‌توانند پیام‌های پیچیده را در کد‌های باینری ساده بگنجانند و، چون امواج الکترومغناطیسی جهت‌دار هستند، هر موجود بیگانه‌ی هوشمندی که چنین سیگنالی را ردیابی کند، به آسانی می‌تواند مسیر آن را تا زمین دنبال کند.
از میان انواع گوناگون امواج الکترومغناطیسی، امواج رادیویی برای چنین ارتباطی رایج‌تر هستند. به گفته‌ی ناسا علت این است که فرکانس امواج رادیویی یک شکاف متناسب را در طیف الکترومغناطیسی پر می‌کند که با نام «چاله‌ی آب» (Water Hole) شناخته می‌شود.علت نام‌گذاری این است که در این فرکانس بین ۱۴۲۰ و ۱۷۲۰ مگاهرتز، مولکول‌های هیدروژن و هیدروکسیل (اکسیژن و هیدروژن پیوندی) یعنی دو جزء آب، مانند نوعی عایق صوتی شیمیایی عمل و با جذب ارتعاشات پایین‌تر و بالاتر، این کانال فرکانسی را تقریبا برای صدای پس‌زمینه‌ی کیهانی باز می‌کنند.
بسامد‌های بالاتر و پایین‌تر از حفره‌ی آب، اما نسبتا پرسروصدا هستند، زیرا ارتعاشات کوانتومی و تشعشعات زیادی باقی‌مانده از مهبانگ (Big Bang) را دربر می‌گیرند.دانشمندان در گذشته از امواج رادیویی برای برقراری ارتباط فرازمینی استفاده می‌کردند. در سال ۱۹۷۴ میلادی، پژوهشگران یک پیام فرکانس رادیویی را از تلسکوپ «آرسیبو» (Arecibo) در پورتوریکو به سمت خوشه‌ی ستاره‌ای M۱۳ با فاصله‌ی تقریبا ۲۱۰۰۰ سال نوری از ما فرستادند.
Credit: Zihao Chen, Getty Images
به‌منظور جست‌وجوی هوش فرازمینی (SETI) این پیام یک نگاره‌ی ساده‌ی باینری (دودویی) بود که شامل نمایشی از یک مولکول DNA، منظومه‌ی شمسی ما و یک شکل یک آدمک چوبی بود. از آن زمان پیام‌های رادیویی زیادی به فضا پرتاب گسیل شده است، از جمله سیگنال «در سراسر کیهان» (Across the Universe) ناسا در سال ۲۰۰۸ که تماما شامل آهنگ گروه موسیقی «بیتلز» (Beatles) بود.
با این وجود، یکی از مشکلات احتمالی امواج رادیویی این است که هنگام حرکت پراکنده یا منبسط می‌شوند، دقیقا مانند موجی که در آب گسترش می‌یابد. به گفته‌ی آزمایشگاه لینکلن MIT، این یعنی ممکن است تا زمانی که به یک کهکشان دوردست می‌رسند، برای انتقال پیامی قابل تشخیص، بیش از حد پراکنده شده باشند.
«سوترانا بردیگینا» (Svetlana Berdyugina) اخترفیزیکدان مؤسسه‌ی فیزیک خورشیدی لایبنیتس در آلمان اشاره می‌کند که برای پیامی مستقیم‌تر، باید اطلاعات را با استفاده از نور لیزر مرئی پخش کنیم.
یک پیام هدف‌گذاری‌شده و ساخته شده از نور لیزر قطبیده، یا نوری که ارتعاشات آن در یک صفحه روی می‌دهد، این پتانسیل را دارد که بدون تضعیف، مسافت بسیار دورتری نسبت به یک سیگنال رادیویی بپیماید.چون امواج نوری سیگنال‌های فشرده‌تری دارند، بسیار باریک هستند و دانشمندان باید بتوانند که هنگام فرستادن آن‌ها از دقت بسیار بالایی استفاده کنند. به عبارت دیگر، پیش از اینکه بتوانیم مسیر‌های لیزری را برای موجودات فضایی بفرستیم و به آن‌ها آدرس بدهیم، باید بدانیم این بیگانگان کجا هستند.
سوکاس-ناوارو گفت: «برخی از دانشمندان رویکرد متفاوتی را برای ارتباط میان‌ستاره‌ای پیش گرفته‌اند. رویکردی که بیشتر شبیه به «پیام در بطری» است.» مشهورترین این موارد به گفته‌ی انجمن سیاره‌ای، «پلاک طلایی پایونیر» است که اخترفیزیکدانان «کارل سیگان» (Carl Sagan) و «فرانک دریک» (Frank Drake) در سال ۱۹۷۲ همراه کاوشگر پایونیر ۱۰ کردند.
Credit: NASA
دومین پلاک مشابه، یک سال بعد روی پاینویر ۱۱ نصب شد. روی این پلاک‌ها، دو شکل انسانی، یک مرد و یک زن، و همچنین یک نقشه که راه منظومه‌ی شمسی ما را با استفاده از یک سری از ۱۴ علامت کیهانی، تپاخترها، نشان می‌دهد.
فضاپیما‌هایی که به مرز‌های منظومه‌ی شمسی سفر کردند
تپاخترها (منابع رادیویی تپنده) بقایای بسیار چگال و در حال چرخش ستارگان نوترونی هستند که پرتو‌های تابش الکترومغناطیسی از قطب‌های خود گسیل می‌کنند. همان‌طور که می‌چرخند، پرتو‌های آن‌ها مانند یک فانوس دریایی به‌نظر می‌رسند که گویا چشمک می‌زند. بردیوگینا گفت: «چون تپاخترها نقطه‌ی نادری در کهکشان، مانند مترونوم (ابزار سنجش ریتم در موسیقی؛ نواخت‌سنج) را نشان می‌دهند، برای ناوبری کیهانی بسیار سودمند هستند.
این‌طور که نشریه‌ی نیچر گزارش کرده است، ناسا قصد دارد از تپاخترها به‌عنوان نوعی GPS کیهانی در مأموریت‌های سرنشین‌دار آینده به اعماق فضا استفاده کند. با اندازه‌گیری تغییرات جزئی در رسیدن هر پالس از سه یا چند تپ‌اختر (پالسار)، یک فضاپیما می‌تواند موقعیت خود را به روش مثلثاتی در کهکشان پیدا کند.
Credit: Dana Berry/NASA
بر «پلاک پایونیر» (Pioneer Plaque) هر تپ‌اختر با خطی که فاصله‌ی آن را از زمین نشان می‌دهد و همچنین مجموعه‌ای از علامت‌های هاشورمانند برای نشان دادن سرعت چرخش آن مشخص شده است.پلاک پایونیر فقط یک پیام در بطری نیست، بلکه یک کپسول زمان هم هست. علائم هاشور روی نقشه‌ی تپ‌اختر میزان چرخش آن را از دیدگاه زمینی در سال ۱۹۷۲ میلادی نشان می‌دهد. اما آن تپ‌اختر‌هایی که به‌سرعت می‌چرخند، در حال کند شدن هستند. در چند صد میلیون سال آینده برخی از آن‌ها ممکن است دیگر اصلا نچرخند.
این‌طور که سوکاس-ناوارو اشاره می‌کند، یافتن کاوشگر انسان‌ها توسط یک تمدن هوشمند بیگانه، می‌تواند بسیار بیشتر هم طول بکشد، اما باز هم بسیار کمتر از سفر آن‌ها به زمین خواهد بود؛ بنابراین در حالی که راه‌های بی‌شماری وجود دارد که انسان‌ها می‌توانند فضایی‌ها را به سوی سیاره‌ی ما راهنمایی کنند، یکی دیگر از عناصر کلیدی این کاوش، همچنان صبر خواهد بود.
پربينندهترين مطالب و خبرها
