پارادوکس فرمی به تناقض بین احتمال بالای وجود هوش فرازمینی در جهان و این واقعیت اشاره دارد که ما هیچ مدرک قاطعی برای وجود چنین بیگانگانی نداریم.
از تلاش ناسا برای مطالعه‌ی علمی یوفو یا اجسام پرنده ناشناس تا رونمایی از اجساد بیگانگان در مکزیک، این روزها هوش فرازمینی ظاهرا به موضوعی بیش از پیش جدی برای سیاستمداران، پژوهشگران و عموم تبدیل شده است. با وجود آنکه ده‌ها سال از رویت اولین بشقاب پرنده‌ها در آسمان‌ها می‌گذرد، هنوز هیچ شواهدی وجود ندارد که به‌طور قطعی به منشاء فرازمینی آن‌ها اشاره کند.
ما همچنین از تقریبا اواسط قرن گذشته درحال گوش‌دادن به سیگنال‌های رادیویی فضایی هستیم تا شاید پیامی از بیگانگان به‌دست آوریم. از سوی دیگر، ده‌ها سال است که با ارسال فضاپیماهای مختلف تلاش کرده‌ایم تا حیات فرازمینی را در شکل بسیار ساده‌اش در محله کیهانی خودمان پیدا کنیم؛ اما همچنان هیچ نشانه‌ی مطمئنی از وجود حیات فرازمینی نیافته‌ایم. اما چگونه ممکن است در جهانی چنین بزرگ واقعا تنها باشیم؟
پارادوکس فرمی چیست؟
با توجه به اینکه منظومه شمسی ما با سن تقریبا ۴٫۵ میلیارد سال، در مقایسه با جهان ۱۳٫۸ میلیارد ساله بسیار جوان است و در این مدت زمان طولانی، دستیابی به سفر میان‌ستاره‌ای ممکن است نسبتا آسان بوده باشد، بیگانگان باید تا به امروز با زمین ملاقات می‌کردند. اما تا آنجا که می‌دانیم، هنوز هیچ تماسی بین ما و موجودات فرازمینی اتفاق نیافتاده است. درنتیجه، این پرسش مطرح می‌شود که بیگانگان کجا هستند؟
تناقض بین احتمال بالای وجود هوش بیگانه و فقدان شواهد از وجود چنین بیگانگانی، پارادوکس فرمی نامیده می‌شود. این پارادوکس نام خود را از انریکو فرمی، فیزیکدان مطرح برنده جایزه نوبل گرفته است. فرمی ظاهرا نکات فوق را در سال ۱۹۵۰ درخلال گفتگویی معمولی در زمان صرف ناهار بیان کرد.
موسسه جستجو برای هوش فرازمینی (SETI) در کالیفرنیا در توضیح پارادوکس می‌گوید: «فرمی دریافت که هر تمدنی با سطح متوسطی از فناوری موشکی و انگیزه‌های استعمارگرایانه می‌تواند به سرعت کل کهکشان را مستعمره کند. در طول چند ده میلیون سال، هر منظومه‌ی ستاره‌ای می‌تواند تحت سلطه‌ی امپراطوری قرار گیرد. ده‌ها میلیون سال ممکن است زمانی طولانی به‌نظر آید؛ اما در مقایسه با سن کهکشان (با عمر تقریبا هزار برابر بیشتر) بسیار کوتاه است.»
فرمی در سال ۱۹۵۴ از دنیا رفت؛ درنتیجه بررسی و توضیح ایده‌ی وی بر عهده‌ی دانشمندان دیگر قرار گرفت. یکی از این افراد، مایکل هارت، اخترفیزیکدان آمریکایی بود که در سال ۱۹۷۵ مقاله‌ای را با عنوان «توضیحاتی برای غیبت فرازمینی‌ها در زمین» در فصلنامه انجمن سلطنتی نجوم (RAS) منتشر کرد. به باور برخی، مقاله‌ی هارت اولین پژوهشی است که پارادوکس فرمی را بررسی می‌کند؛ هرچند اثبات این ادعا کمی سخت است.
هارت در چکیده‌ی مقاله‌اش می‌نویسد: ما شاهد هستیم که هیچ موجود هوشمندی از فضا درحال‌حاضر روی زمین وجود ندارد. این واقعیت را می‌تواند با این فرضیه که هیچ تمدن پیشرفته‌ی دیگری در کهکشان ما وجود ندارد، توضیح داد.» او خاطرنشان کرد که برای تعیین دقیق پاسخ، به پژوهش‌های بیشتر در زمینه‌ی بیوشیمی، شکل‌گیری سیاره‌ها و اتمسفرها نیاز است.
هارت استدلال کرد که اگر بیگانگان هوشمند سفر میان‌ستاره‌ای خود را بیش از دو میلیون سال پیش آغاز کرده باشند، احتمالا قبلا در مقطعی از تاریخ سیاره‌ی ما، از زمین دیدن کردند. به باور او، فقدان ظاهری چنین بازدیدهایی به احتمال زیاد به دلیل فقدان موجودات بیگانه هوشمند است. بااین‌حال، هارت چهار توضیح بالقوه‌ی دیگر را نیز بیان کرد:
- بیگانگان به دلیل یک مشکل فیزیکی که ممکن است مربوط به نجوم، زیست‌شناسی یا مهندسی باشد و سفر فضایی را غیرممکن می‌کند، هرگز به اینجا نیامدند.
- بیگانگان صرفا ترجیح دادند که هرگز به سراغ ما نیایند.
- تمدن‌های پیشرفته‌ی فراتر از زمین دیرتر از آن ظهور کردند که بتوانند به ما برسند.
- بیگانگان در گذشته از زمین دیدن کرده‌اند؛ اما ما آن‌ها را مشاهده نکرده‌ایم.
فرانک تیپلر، استاد فیزیک در دانشگاه تولین، سال ۱۹۸۰ در مقاله‌ای با عنوان «موجودات هوشمند فرازمینی وجود ندارند»، استدلال هارت را دنبال کرد. بخش عمده‌ی مقاله‌ی او بر چگونگی به‌دست‌آوردن منابع برای سفرهای میان‌ستاره‌ای تمرکز دارد. به باور تیپلر، با داشتن نوعی هوش مصنوعی خودتکثیرشونده که حین حرکت از منظومه‌ای ستاره‌ای به منظومه‌ای دیگر، نسخه‌های متعدد از خود را به‌وجود می‌آورد، می‌توان به سفر میان‌ستاره‌ای دست یافت.
از آنجا که شواهد از چنین هوش پیشرفته‌ای هرگز روی زمین یافت نشده است، تیپلر استدلال می‌کند که احتمالا ما تنها موجودات هوشمند در جهان هستیم. وی همچنین در مقاله‌ای در سال ۱۹۸۰ نوشت کسانی که به هوش فرازمینی باور دارند، شبیه به علاقه‌مندان به بشقاب‌پرنده یا یوفو هستند؛ زیرا هردو معتقدند که «ما به‌واسطه‌ی مداخله‌ی معجزه‌آسای میان‌ستاره‌ای، از دست خودمان نجات خواهیم یافت.»
امروزه هوش فرازمینی موضوعی پرطرفدار است و هر ساله مقاله‌های متعددی از گروه‌های پژوهشی مختلف دراین‌باره منتشر می‌شود. این ایده که تمدن‌های پیشرفته ممکن است فراتر از زمین وجود داشته باشند، با انقلاب کنونی در زمینه‌ی کشف و مطالعه‌ی سیاره‌های فراخورشیدی تقویت شده است.
فراوانی جهان‌های بالقوه سکونت‌پذیر
کیهان فوق‌العاده پهناور و قدیمی است. داده‌های جمع‌آوری‌شده با تلسکوپ‌های مختلف نشان می‌دهد که جهان مشاهده‌پذیر تقریبا ۹۲ میلیارد سال نوری وسعت دارد (و همواره سریع‌تر و سریع‌تر رشد می‌کند). همچنین اندازه‌گیری‌های جداگانه حاکی از آن است که جهان نزدیک به ۱۳٫۸۲ میلیارد سال قدمت دارد. درنتیجه، تمدن‌های بیگانه زمان زیادی برای ظهور و گسترش داشته‌اند؛ اما پیش از رسیدن به ما احتمالا باید از یک خلیج بزرگ کیهانی گذر کنند.
وقتی فرمی ایده‌ی معروف خود را بیان کرد، تنها جهان‌های شناخته‌شده برای دانشمندان سیاره‌های موجود در منظومه شمسی خودمان بودند. اما در سال ۱۹۹۲، اخترشناسان جهان‌هایی را دیدند که به دور جسد ستاره‌ای فوق‌متراکمی به نام تپ‌اختر می‌چرخیدند و چند سال بعد، اولین سیاره فراخورشیدی در اطراف ستاره‌ای شبیه به خورشید تایید شد.
درحال‌حاضر بیش از پنج‌هزار سیاره فراخورشیدی تاییدشده وجود دارد و هر ساله شمار بیشتری از آن‌ها یافت می‌شود. تعداد زیاد جهان‌های بیگانه نشان می‌دهد که حیات ممکن است در سرتاسر کیهان فراوان باشد.
اکنون با وجود ابزار پیشرفته‌ای مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب، دانشمندان این امکان را یافته‌اند تا ترکیبات شیمیایی جو برخی از سیاره‌های فراخورشیدی مجاور را بررسی کنند. بااین‌حال «مجاور» اصطلاحی نسبی است. نزدیک‌ترین سیاره فراخورشیدی شناخته‌شده به نام پروکسیما بی، در فاصله‌ی ۴٫۲ سال نوری از ما قرار دارد که تقریبا معادل ۴۰ تریلیون کیلومتر است.
هدف نهایی این است که بفهمیم احتمال تشکیل سیاره‌های سنگی در «کمربند حیات» یا «منطقه سکونت‌پذیر» ستارگان چقدر است. این منطقه به‌طور سنتی به‌عنوان محدوده‌ای از فواصل مداری تعریف می‌شود که در آن‌ها آب می‌تواند روی سطح جهان‌ها وجود داشته باشد. بااین‌حال، سکونت‌پذیری فقط مربوط به آب نیست و سایر عوامل مانند فعالیت ستاره‌ی میزبان و ترکیب جوی سیاره نیز باید درنظر گرفته شوند. همچنین بنا به برخی دلایل، منطقه‌ی سکونت‌پذیر براساس تعریف یادشده بیش از حد ساده تلقی می‌شود. به‌عنوان مثال، قمرهای یخی در منظومه شمسی خودمان، مثل اروپای مشتری و انسلادوس زحل، بسیار فراتر از منطقه‌ی سکونت‌پذیر خورشید قرار دارند؛ اما همچنان ممکن است در دریاهای زیر سطح خود میزبان حیات باشند.
بااین‌اوصاف، به‌نظر می‌آید که سکونتگاه‌های بسیاری در جهان وجود دارند. به‌عنوان مثال، مطالعه‌ای در نوامبر ۲۰۱۳ با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی کپلر ناسا نشان داد که از هر پنج ستاره‌ی شبیه به خورشید، یکی سیاره‌ای تقریبا هم‌اندازه با زمین دارد که در منطقه‌ی سکونت‌پذیر به دور آن می‌چرخد. چند ماه بعد، دانشمندان کپلر از کشف ۷۱۵ جهان جدید خبر دادند. بسیاری از این سیاره‌ها با استفاده از تکنیک جدیدی به نام «اثبات چندگانه» که تا حدی براساس منطق احتمال کار می‌کند، تایید شدند. مثلا اجرامی که از نگاه تلسکوپ از مقابل ستاره‌شان گذر می‌کنند یا نیروهای گرانشی بر آن وارد می‌کنند، بیشتر احتمال دارد که به‌جای ستاره‌ی همراه، سیاره باشند؛ زیرا با وجود دو ستاره در نزدیکی یکدیگر، کل منظومه به احتمال زیاد درطول زمان بی‌ثبات می‌شود.
بااین‌حال، ستارگان شبیه به خورشید، جمعیت اقلیت در کهکشان ما هستند. تقریبا سه‌چهارم ستارگان راه شیری مشعل‌های کوچک و کم‌نور معروف به کوتوله سرخ هستند. اخترشناسان، چندین جهان سنگی را پیدا کرده‌اند که در منطقه‌ی سکونت‌پذیر کوتوله‌های سرخ می‌چرخند؛ مثل پروکسیما بی و سه سیاره‌ی واقع در تراپیست ۱؛ منظومه‌ای که حدود ۳۹ سال نوری از زمین فاصله دارد و درمجموع هفت جهان سنگی را در خود جای داده است.
اما معلوم نیست که سیاره‌های دور کوتوله‌های سرخ چقدر سکونت‌پذیر هستند؛ زیرا این ستارگان به‌خصوص در دوران جوانی به‌شدت ناپایدارند. درنتیجه فوران‌های ستاره‌ای آن‌ها ممکن است به سرعت اتمسفر نوپای سیاره‌های مجاورشان را از بین ببرد و موجب شود تا شکوفایی حیات بسیار دشوار شود. دانشمندان می‌گویند برای درک بهتر این ستارگان و توانایی حیات برای تداوم در اطراف آن‌ها، به مطالعات بیشتر نیاز است.
پژوهشگران درحال به‌دست‌آوردن ابزارهای بیشتر برای مطالعه‌ی ستارگان هستند. به‌عنوان مثال، ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران ناسا در آوریل ۲۰۱۸ با موفقیت پرتاب شد و به‌عنوان جانشین تلسکوپ کپلر، وظیفه‌ی کشف جهان‌های فراخورشیدی را برعهده گرفت. همچنین تلسکوپ فضایی جیمز وب که در دسامبر ۲۰۲۱ پرتاب شد، در کنار انجام وظایف متعدد، آثار زیستی را در جو سیاره‌های بیگانه مطالعه خواهد کرد. انتظار می‌رود که فضاپیمای پلاتو (گذر سیاره‌ها و نوسان‌های ستاره‌ها) از آژانس فضایی اروپا نیز در سال ۲۰۲۶ ماموریتش را آغاز کند.
سه رصدخانه‌ی عظیم زمینی شامل تلسکوپ فوق‌العاده بزرگ، تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان و تلسکوپ سی متری که برای کاوش جو سیاره‌های فراخورشیدی به اندازه‌ی کافی قدرتمند هستند، قرار است تا اواخر دهه‌ی جاری آغاز به کار کنند. در سوی دیگر، یکی از پروژه‌های بسیار جاه‌طلبانه که با عنوان «برکترو استارشات» شناخته می‌شود، می‌خواهد با انبوهی از نانوکاوشگرهای ریز هدایت‌شده با لیزر، پروکسیما بی و دیگر جهان‌های نزدیک را مطالعه کند. اگر فرایند ساخت فناوری به خوبی پیش برود، اولین فضاپیمای میان‌ستاره‌ای این‌چنینی ممکن است تا حدود سال ۲۰۵۰ پرتاب شود.
فضاپیماها و کاوشگرهای یادشده به دانشمندان کمک خواهند کرد تا درک نسبتا ابتدایی خود از اخترزیست‌شناسی را بهبود دهند. به‌عنوان مثال، ما هنوز نمی‌دانیم آیا در محله‌ی کیهانی خودمان جهان‌های میزبان حیات وجود دارند یا خیر. مطالعات انجام‌شده روی زمین حاکی از آن است که میکروب‌ها می‌توانند در محیط‌های نامساعد زنده بمانند؛ یافته‌ای که نشان می‌دهد حیات میکروبی ممکن است در مریخ، اروپا، انسلادوس یا تیتان، قمر غول‌پیکر زحل وجود داشته باشد. اما برای اطمینان از این مسئله، هیچ‌کدام از آن جهان‌ها را به اندازه کافی کاوش نکرده‌ایم.
منبع:زومیت