Custom Search

SciFi: Ειδήσεις στα όρια της Επιστημονικής Φαντασίας





Τι θα λέγατε σε έναν εξωγήινο;
 Από τη στιγμή που η επιστήμη περιέγραψε με πειστικό τρόπο τη θέση του πλανήτη μας στο Σύμπαν, ο 'Ανθρωπος αναρωτήθηκε αν υπάρχουν εξωγήινοι πολιτισμοί. Η αστρονομία απαντά στο ερώτημα με αριθμούς. Υπάρχουν 100 δισεκατομμύρια αστέρια πανομοιότυπα με τον Ήλιο στο Γαλαξία εκ των οποίων 10-15% (ή 10-15 δισεκατομμύρια) έχουν πλανητικά συστήματα παρόμοια με το δικό μας. Η πιθανότητα κάποιο από αυτά να φιλοξενεί πλανήτες που μπορούν να συντηρήσουν νοήμων ζωή δεν είναι αμελητέα. Αν κανείς δεχτεί ότι μαθηματικά είναι δυνατό να υπάρχουν τεχνολογικά προηγμένοι εξωγήινοι πολιτισμοί, το επόμενο ερώτημα είναι εάν η επικοινωνία μαζί τους είναι δυνατή. 


Εδώ και 50 χρόνια αστρονόμοι αφουγκράζονται το Σύμπαν με ραδιοτηλεσκόπια ελπίζοντας να εντοπίσουν σήματα από μακρινούς πολιτισμούς. Το πρόγραμμα SETI@home του πανεπιστημίου Berkeley της Καλιφόρνια αποτελεί ίσως την πιο ευρέως γνωστή προσπάθεια σε αυτή την κατεύθυνση. Χρησιμοποιώντας ελάχιστη υπολογιστική ισχύ από εκατοντάδες χιλιάδες προσωπικούς υπολογιστές χρηστών σε όλο τον κόσμο, το SETI@home αναλύει ραδιοφωνικές παρατηρήσεις και αναζητά μη τυχαίες ακολουθίες σημάτων που πιθανόν να σχετίζονται με εξωγήινους. Από το 1999 που το SETI@home τέθηκε σε λειτουργία δεν έχει εντοπίσει μακρινούς πολιτισμούς. Έχει όμως ανακαλύψει σημεία στον ουρανό που χρήζουν περαιτέρω μελέτης. 


Παράλληλα υπάρχουν και προσπάθειες να στείλουμε σήματα προς το Διάστημα με την ελπίδα ένας προηγμένος πολιτισμός να τα συλλάβει και να τα αποκωδικοποιήσει. Την αρχή έκαναν οι Frank Drake και Carl Sagan το 1972 στέλνοντας ένα κωδικοποιημένο μήνυμα που περιλάμβανε, μεταξύ άλλων, τους ατομικούς αριθμούς των συστατικών της ζωή (υδρογόνο, άνθρακας, άζωτο, οξυγόνο και φωσφόρος) και εικόνες του Ηλιακού συστήματος. Πιο πρόσφατες μεταδόσεις περιλαμβάνουν περισσότερη πληροφορία, όπως οπτικοακουστικό υλικό, φωτογραφίες της Γης, ακόμη και προσωπικές συνεντεύξεις επιλεγμένων ανθρώπων. 


Όμως η αυξανόμενη πολυπλοκότητα και o ανθρωποκεντρισμός των εκπεμπόμενων σημάτων μάλλον δυσχεραίνουν την επικοινωνία με ένα ξένο πολιτισμό. Η μετάδοση φωτογραφιών ή ήχων παραδείγματος χάρη, υποκρύπτει την παραδοχή ότι ο δέκτης του μηνύματος έχει αισθητήρια παρόμοια με τα δικά μας. Πως θα μπορούσε ένα εξωγήινο είδος χωρίς δυνατότητα ακοής να κατανοήσει ένα ακουστικό σήμα; 


Ομάδα ερευνητών σε πρόσφατη εργασία υποστηρίζει ότι ήρθε η στιγμή να αναπτυχθεί ένα σύνολο από κανόνες βάση των οποίων θα συντάσσονται μηνύματα προς το Διάστημα. Πλανήτες που θα μπορούσαν να συντηρήσουν ζωή έχουν ήδη ανακαλυφθεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler, μόλις στους πρώτους μήνες λειτουργίας του, ενώ ο αριθμός τους αναμένεται να αυξηθεί εκθετικά στα επόμενα χρόνια. Συνεπώς σύντομα θα γνωρίζουμε σε ποια σημεία του ουρανού υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να υπάρχει κάποιος που μπορεί να ακούει. Πως θα μεγιστοποιήσουμε όμως την πιθανότητα τα σήματα που στέλνουμε να εντοπιστούν και να γίνουν κατανοητά; Χρειαζόμαστε ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας. 


Το μεταδιδόμενο σήμα θα πρέπει να κωδικοποιηθεί με τρόπο που να αναγνωρίζεται εύκολα και να μπορεί να ερμηνευτεί από ένα ευρύ κοινό. Το δυαδικό σύστημα (ακολουθία μηδενικών και άσσων) παραδείγματος χάρη,  αποτελεί μια δημοφιλή επιλογή. 

Ορισμένα μήκη κύματος ίσως να είναι πιο κοινά για επικοινωνία από άλλα. Παραδείγματος χάρη το υδρογόνο, το πλέον διαδεδομένο άτομο στο Σύμπαν, εκπέμπει χαρακτηριστική γραμμή στα 21 εκατοστόμετρα, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως από τους αστρονόμους σε μια μεγάλη γκάμα προβλημάτων. Είναι λογικό να υποθέσει κανείς ότι ένας εξελιγμένος εξωγήινος πολιτισμός θα παρατηρεί επίσης εντατικά το Σύμπαν στα 21 εκατοστόμετρα και συνεπώς θα είναι σε θέση να εντοπίσει σήματα επικοινωνίας που στέλνονται σε παραπλήσια μήκη κύματος. Η επανάληψη του εκπεμπόμενου σήματος σε τακτά χρονικά διαστήματα είναι επίσης απαραίτητη ώστε να μεγιστοποιηθεί η πιθανότητα να εντοπιστούν. 

Η πληροφορία που μεταφέρει το μήνυμα δεν πρέπει να είναι ούτε υπερβολική άλλα ούτε ανθρωποκεντρική, ώστε να αυξηθεί η πιθανότητα να κατανοηθεί από ένα ξένο πολιτισμό. Φυσικοί νομοί ή μαθηματικές έννοιες ίσως αποτελούν μια παγκόσμια γλώσσα μέσω της οποίας επιστήμονες με διαφορετικό πολιτισμικό υπόβαθρο να μπορούν να επικοινωνήσουν. 

Οι ερευνητές στην εργασία τους θεωρούν ότι η εμπλοκή του κοινού είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη και τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας ενός πρωτοκόλλου επικοινωνίας. Προτείνουν την ανάπτυξη διαδραστικής ιστοσελίδας στην οποία χρήστες θα μπορούν να συντάσσουν και να υποβάλουν μηνύματα τα οποία άλλοι χρήστες, πιθανόν με διαφορετικό πολιτισμικό υπόβαθρο από τον αποστολέα,  θα μπορούν να ανακτούν και στη συνέχεια θα προσπαθούν να αποκρυπτογραφήσουν. Ένα πετυχημένο πρωτόκολλο θα παράγει  μηνύματα τα οποία άνθρωποι από διαφορετικά σημεία της Γης θα μπορούν να κατανοήσουν. 

Επιπλέον κάποια από τα υποβαλλόμενα μηνύματα της ιστοσελίδας θα  μπορούσαν  να χρησιμοποιηθούν σε πραγματικές εκπομπές προς το Διάστημα. Εσείς τι θα λέγατε σε έναν εξωγήινο; 
 
 
 
 
 
Παρατηρώντας πριν τη Μεγάλη Έκρηξη: οι 
προηγούμενες ζωές του Σύμπαντος
  Πολλές γενεές αστρονόμων μεγάλωσαν με την ιδέα ότι το Σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από περίπου 13.5 δις χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη, την οποία ακολούθησε η εποχή του πληθωρισμού, μία σύντομη περίοδος κατά την οποία η διαστολή του Σύμπαντος ήταν εκθετική. Αν και δεν υπάρχει ακόμη φυσική ερμηνεία για το τι προκάλεσε τον πληθωρισμό, αυτός είναι απαραίτητος στην υπόθεση της Μεγάλης Έκρηξης για να εξηγηθούν μία σειρά από παρατηρήσεις, όπως η εξαιρετικά ομοιόμορφη κατανομή της μικροκυματικής ακτινοβολίας που αποτελεί την ηχώ της αρχικής έκρηξης.

Παρά τη γενική αποδοχή του πληθωριστικού μοντέλου, ο Roger Penrose, καθηγητής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης με αναγνωρισμένη προσφορά στην κοσμολογία, ισχυρίζεται ότι δεν μπορεί να εξηγήσει ικανοποιητικά την εξαιρετικά χαμηλή εντροπία που το Σύμπαν θα πρέπει να είχε κατά τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης. Μία κατάσταση υψηλής τάξης η οποία επέτρεψε την πολυπλοκότητα που παρατηρούμε σήμερα. Αυτό οδήγησε τον Penrose να αναπτύξει μια  εναλλακτική αλλά αμφιλεγόμενη θεωρία σύμφωνα με την οποία το Σύμπαν ακολουθεί  επάλληλους κύκλους δημιουργίας κάθε ένας από τους οποίους ξεκινά εκρηκτικά. Στην υπόθεση αυτή το Σύμπαν είναι πολύ παλαιωτερό από 13.5 δις χρόνια. Ο αριθμός αυτός αντιστοιχεί απλά στο χρόνο που έχει περάσει από τη Μεγάλη Έκρηψη στον τρέχοντα "αιώνα" ή κύκλο δημιουργίας.

Τα ομόκεντρα δακτυλίδια που ανακάλυψαν οι Penrose 
και Gurzadyan στα οποία οι διακυμάνσεις της
έντασης της μικροκυματικής ακτινοβολίας είναι 
συστηματικά μικρότερες από τις γύρω περιοχές. Στην
εικόνα τα δακτυλίδια έχουν τονιστεί τεχνητά για
λόγους παρουσίασης.

Η θεωρία του Penrose συγκρίνει τις δύο ακραίες φάσεις του Σύμπαντος, τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης, κατά την οποία ήταν εξαιρετικά θερμό και άπειρα πυκνό, με το μακρινό μέλλον όπου λόγω της συνεχιζόμενης διαστολής, είναι κρύο, άπειρα μεγάλο και άδειο. Παρά το γεγονός ότι οι δύο καταστάσεις φαίνονται διαμετρικά αντίθετες, Penrose ισχυρίζεται ότι είναι μαθηματικά σύμμορφες. Η γεωμετρία του Σύμπαντος στις δύο καταστάσεις είναι ταυτόσημη. Λόγω αυτής της ταυτότητας μπορεί κανείς να θεωρήσει το ένα άκρο ως συνέχεια του άλλου. Το ψυχρό και άπειρα εξαπλωμένο Σύμπαν του μέλλοντος είναι η θερμή και υπέρπυκνη μοναδικότητα της επόμενης Μεγάλης Έκρηξης. Στη θεωρία του Penrose η εντροπία κατά το στάδιο μετάβασης από τη μία φάση στην άλλη είναι εξαιρετικά χαμηλή.  Οι μελανές οπές, οι οποίες καταστρέφουν πληροφορία καθώς απορροφούν ύλη, θα εξατμιστούν στο μακρινό μέλλον, μέσω διαδικασίας που πρότεινε ο Stephen Hawking, και με τον τρόπο αυτό θα μειώσουν την συνολική εντροπία του Σύμπαντος. Επιπλέον ο πληθωρισμός σύμφωνα με τον Penrose δεν συμβαίνει μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, αλλά πριν. Είναι η φάση  της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος που βιώνουμε σήμερα και η οποία θα οδηγήσει στο κρύο και άδειο Σύμπαν του απωτέρου μέλλοντος.

Μέχρι πρόσφατα η θεωρία της κυκλικής δημιουργίας αποτελούσε ένα έξυπνο και κομψό μαθηματικό κατασκεύασμα. Όμως ο Roger Penrose και ο Vahe Gurzadyan του Ινστιτούτου Φυσικής της πόλης Yerevan στην Αρμενία ισχυρίζονται ότι έχουν βρει αποδεικτικά στοιχεία της θεωρίας. Σε πρόσφατη ανακοίνωση υποστηρίζουν ότι ανακάλυψαν ομόκεντρους κύκλους σε παρατηρήσεις του πρώιμου Σύμπαντος στα μικροκύματα, στους οποίους η μέση διακύμανση της έντασης της ακτινοβολίας είναι σημαντικά και συστηματικά μικρότερη από τις γύρω περιοχές. Στη θεωρία του Penrose οι δομές αυτές είναι αναμενόμενες. Αποτελούν την ηχώ από βαρυτικά κύματα τα οποία δημιουργήθηκαν κατά τη συνένωση τεράστιων μελανών οπών στον προηγούμενο "αιώνα" του Σύμπαντος, πριν τη Μεγάλη Έκρηξη του παρόντος κύκλου. Αποτελούν δηλαδή μνήμες της προηγούμενης ζωής του Σύμπαντος. Αντίθετα υποστηρικτές του πληθωριστικού μοντέλου θα δυσκολευτούν πολύ να ερμηνεύσουν τα αινιγματικά δακτυλίδια.

Οι επιστημονική κοινότητα έχει μείνει έκπληκτη από την ανακάλυψη των Penrose και Gurzadyan. Αν επιβεβαιωθεί από ανεξάρτητη ανάλυση τότε το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης θα πρέπει να αναθεωρηθεί. Επιπλέον, οι φιλοσοφικές συνέπειες μίας άπειρα επαναλαμβανόμενης κοσμογονίας θα είναι βαθιές και αναμένεται να ανατρέψουν τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο και το ρόλο μας σε αυτόν.

Ο δορυφόρος Planck του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος παρατηρεί με μοναδική ευκρίνεια και λεπτομέρεια την μικροκυματική ακτινοβολία του νεαρού Σύμπαντος. Τα πρώτα δεδομένα από την αποστολή αυτή θα διαθέσιμα σύντομα στους επιστήμονες και θα επιτρέψουν την επιβεβαίωση ή την απόρριψη της ανακάλυψης των Penrose και Gurzadyan.
 






Περιπλανώμενοι πλανήτες ως φορείς ζωής στο Σύμπαν


Η Γη είναι ο μόνος γνωστός κατοικήσιμος πλανήτης.  Ωστόσο ο εντοπισμός ενός γεωμετρικά αυξανόμενου αριθμού πλανητών σε μακρινά  αστέρια (494 εξωπλανήτες στις 10/2010) καθώς και η ανακάλυψη των μεγάλων ποικιλιών ακραιόφιλων οργανισμών, με την εξαιρετική ικανότητα να ευδοκιμήσουν στις πλέον αντίξοες συνθήκες στη Γη, έχει οδηγήσει σε εικασίες ότι η ζωή μπορεί ενδεχομένως να ευδοκιμεί σε πολλούς άλλους εξωπλανήτες στο σύμπαν. Απαραίτητο βήμα για την αναζήτηση ζωής σε  μακρινούς πλανήτες είναι απαραίτητο είναι να καταλάβουμε πως ξεκίνησε στο δικό μας. 

H πιο κοινή υπόθεση στην επιστημονική κοινότητα για την αρχή της ζωής στη Γη, είναι αυτή της αβιογένεσης. Σύμφωνα με την θεωρία αυτή τα περισσότερα αμινοξέα, που συχνά αποκαλούνται τα δομικά στοιχεία της ζωής, μπορεί να σχηματιστούν μέσω χημικών αντιδράσεων που δεν έχουν καμία σχέση με τη ζωή. Η υπόθεση αυτή υποστηρίζεται από το πειράματα τα οποία προσομοιώνουν ορισμένες από τις συνθήκες της πρώιμης Γης στο επιστημονικό εργαστήριο.

Μια εναλλακτική θεωρία υποστηρίζει ότι η πρωτόγονη ζωή μπορεί να σχηματίστηκε αρχικά σε εξωγήινο χώρο, π.χ. στον Άρη, και στην συνέχεια να μεταφέρθηκε στη Γη με κομήτες. Ο εντοπισμός ενός από τα βασικά αμινοξέα της ζωής, της γλυκίνης, σε υλικό που εκτινάχθηκε από τον κομήτη Wild-2, δείγμα από τον οποίο έλαβε η αποστολή Stardust της NASA, είναι σημαντική ένδειξη υπέρ της θεωρίας της εξωγένεσης. 

Μία τρίτη αλλά αμφιλεγόμενη θεωρία είναι αυτή της πανσπερμίας, σύμφωνα με την οποία η ζωή υπάρχει παντού στο Σύμπαν και μεταφέρεται από ένα πλανητικό σύστημα σε άλλο με μετεωρίτες, αστεροειδείς, κόκκους σκόνης ή αστρικούς ανέμους. Υποστηρικτές αυτής της υπόθεσης θεωρoύν ότι η πολυπλοκότητά των πρώτων οργανισμών που εμφανίστηκαν στο πλανήτη μας είναι πού μεγάλη για την νεαρή ηλικία της πρώιμης Γης (ο πλανήτης μας δημιουργήθηκε πριν 4.5 δις χρόνια) και συνεπώς προϋπήρχαν. Σε κάθε περίπτωση, οι μέχρι τώρα προτεινόμενοι τρόποι για τη μεταφορά απλών μορφών ζωής από ένα πλανητικό σύστημα σε άλλο έχουν διάρκεια μερικά εκατομμύρια χρόνια, χρόνος αρκετός για να καταστραφούν από την διάχυτη κοσμική και υπεριώδη ακτινοβολία του Γαλαξία μας. 

Όμως μια πρόσφατη εξέλιξη στην παρατηρησιακή αστρονομία είναι πιθανόν να δίνει λύση σε αυτό το πρόβλημα. Μέχρι σήμερα πιστεύαμε ότι οι πλανήτες είναι δέσμιοι των άστρων μέσω της βαρυτικής έλξης που ασκούν. Τελευταία όμως οι επιστήμονες ανακάλυψαν αντικείμενα με μάζα παρόμοια με αυτή μεγάλων πλανητών τα οποία δεν ανήκουν σε κανένα αστέρι, αλλά περιφέρονται ανεξάρτητα στο μεσοαστρικό χώρο του Γαλαξίας μας. Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι κατά το σχηματισμό ενός πλανητικού συστήματος η βαρύτητα των μεγάλης μάζας πλανητών είναι δυνατό να δράσει ως σφεντόνα και  να εκτινάξει στο διαστρικό χώρο πλανήτες στο μέγεθος της Γης ή και μεγαλύτερους.

Θεωρητικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι η θερμοκρασία τέτοιων πλανητών θα είναι πολύ χαμηλή (-240C), καθώς δεν θερμαίνονται από κανένα αστέρι. Οι τυχαίες θερμικές κινήσεις μορίων όπως το υδρογόνο θα είναι συνεπώς πολύ χαμηλότερες από την ταχύτητα διαφυγής από την επιφάνεια του πλανήτη, γεγονός που είναι δυνατό να οδηγήσει στη δημιουργία ατμόσφαιρας με πίεση 2 έως και 4  τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη της Γης. Κάτω από αυτές τις συνθήκες η γεωθερμική ενέργεια των περιπλανώμενων πλανητών είναι δυνατό να θερμάνει την επιφάνεια τους πάνω από το σημείο τήξης του νερού, οδηγώντας στη δημιουργία ωκεανών, στους οποίους η ζωή μπορεί να αναπτυχθεί και να διατηρηθεί για μεγάλα χρονικά διαστήματα. 

Σε πρόσφατη ανακοίνωση, ο ερευνητής Hector Javier Durand-Manterola του Πανεπιστημίου Nacional Autónoma του Μεξικού προτείνει ότι οι ιδιότητες των περιπλανώμενων πλανητών τους κάνουν ιδανικούς φορείς ζωής στο Σύμπαν. Κάθε φορά που ένας τέτοιος πλανήτης μπαίνει σε ένα άλλο ηλιακό σύστημα είναι δυνατό να μεταφέρει τη ζωή που έχει αναπτυχθεί σε αυτόν τους πλανήτες του νέου συστήματος, π.χ.  μέσω προσκρουσεων. 

Ο Δρ. Durand-Manterola καταλήγει στο συμπέρασμα ότι αν και η πιθανότητα ένας περιπλανώμενος πλανήτης να εισέλθει σε ένα πλανητικό σύστημα είναι μικρή, εφόσον υπάρχουν αρκετοί από αυτούς οι συναντήσεις θα είναι συχνές. Σε αυτή την περίπτωση  η υπόθεση της πανσπερμίας καθίσταται σημαντικός μηχανισμός  διάδοσης της ζωής στο Σύμπαν.  

Επιπλέον ο Δρ. Durand-Manterola υπολόγισε ότι οι χρόνοι διέλευσης των επισκεπτών πλανητών μέσα σε ένα πλανητικό σύστημα είναι αρκετά μεγάλοι ώστε είτε μέσω του  αστρικού ανέμου, είτε με αστεροειδείς, να  μεταφέρονται απλές μορφές ζωής από τον περιπλανώμενο  πλανήτη στο πλανητικό σύστημα που τον φιλοξενήσει.  Η υπόθεση του ελεύθερου πλανητών λύνει τα προβλήματα μεταφοράς απλών μορφών ζωής καθώς αυτές είναι προστατευμένες από τον εχθρικό μεσοαστρικό χώρο από την πυκνή ατμόσφαιρα του πλανήτη.

Η υπόθεση των περιπλανώμενο πλανητών είναι ελκυστική καθώς συνεπάγεται την πιθανότητα η ζωή στο πλανήτη μας ξεκίνησε σε ένα μακρινό σημείο του Γαλαξία. Απαιτούνται  όμως πολλά βήματα για να γίνει ανταγωνιστική της αβιοτικής θεωρίας για τη ζωή. Γνωρίζουμε ακόμη ελάχιστα για τους περιπλανώμενος πλανήτες, π.χ. πως δημιουργούνται, ποιος ο αριθμός τους, ποίες  οι συνθήκες στην επιφάνεια τους και αν μπορούν να συντηρήσουν ζωή. Μέσα στις επόμενες δεκαετίες ο ταχέα αναπτυσσόμενος τομέας της Αστροβιολογίας είναι δυνατό να απαντήσει κάποια από αυτά τα ερωτήματα.