لقد قلت عدة مرات في الماضي أن الأرض هي أفضل كوكب في الكون. تكيفنا التطور مع هذا الكوكب ، ومن غير المحتمل أن نجد كوكبًا آخر هذا جيدًا لنا.
ومع ذلك ، هل هو أفضل كوكب؟ هل هناك أماكن في الكون قد تتوفر فيها الشروط لمزيد من تنوع الحياة؟
حقيقة أن لدينا حياة على الأرض على الإطلاق أمر مدهش للغاية. نحن موجودون في المنطقة الصالحة للسكن لنجم تسلسل رئيسي لا ينتج الكثير من التوهجات الشمسية القاتلة.
لدينا جو سميك مليء بالأكسجين والنيتروجين يمكننا التنفس. الكوكب كبير بما فيه الكفاية بحيث لا يزال منصهرًا في قلبه ، مع كرة حديدية دوارة تحافظ على مجال مغناطيسي كوكبي. هذا ، بالإضافة إلى الغلاف الجوي السميك ، يحمي سطح الكوكب من الأشعة الكونية ، وأسوأ الأشعة فوق البنفسجية من الشمس ، والعواصف الشمسية الفتاكة.
لدينا تكتونية الصفائح التي تعيد تدوير المواد باستمرار على سطح الكوكب ، وتجلب المواد الكيميائية الطازجة من الداخل.
لدينا قمر كبير نسبيًا ، ربما يحافظ على كوكبنا أكثر استقرارًا في إمالته المحورية ، مع المد والجزر التي ساعدت أشكال الحياة المبكرة على الانتقال من المحيطات إلى الأرض. لكن ليس قمرًا كبيرًا جدًا.
لدينا محيطات ضخمة تساعد على تنظيم مناخ الكوكب ، وتحريك المياه الدافئة إلى المناطق الأكثر برودة ، لجعلها أكثر تنوعًا وقابلية للسكن.
القائمة مستمرة ، وأنا متأكد من أن هناك عوامل لم نكتشفها حتى الآن.
وعندما يتعلق الأمر بالأرض ، ازدهرت الحياة ، ووجدت طريقها إلى كل مكان إيكولوجي محتمل ، تكيفت نفسها من خلال التطور للتعامل مع الحرارة الباردة الباردة الشديدة ، والضغوط الشديدة في قاع المحيطات ، وحتى المدن ، التي تعيش بجوار الإنسان كائنات.
لكن هل يمكن أن تكون الأرض أفضل؟ هل يمكن أن تكون هناك كواكب صالحة للسكن؟
إذا كان هناك شيء واحد علمنا إياه مجال علم الفلك ، فهو أننا لسنا مميزين. نحن لسنا مركز النظام الشمسي. هذا ليس مكانًا أو وقتًا خاصًا في الكون. وهذا يعني على الأرجح أن الأرض ليست أفضل مكان للحياة. إنه أفضل مكان للإنسان ، ولكن ليس للحياة.
وفقًا لورقة في عام 2013 ، قام عالم الأحياء الفلكية في ولاية بنسلفانيا رافي كومار كوبارابو وآخرون بحساب الأماكن التي يجب أن تكون فيها حواف منطقة النجم الصالحة للسكن حقًا ، بناءً على بيانات المناخ الحديثة. حسبوا أن المنطقة الصالحة للسكن حول نجم يشبه الشمس يجب أن تكون بين 0.99 و 1.7 ضعف المسافة من الأرض إلى الشمس.
مما يعني أن الأرض موجودة بالفعل على الحافة الداخلية لمنطقة الشمس الصالحة للسكن. مثل بالكاد. إذا كانت أقرب إلى الشمس ، فسوف نختبر تأثير الاحتباس الحراري الجامح ، مثل الزهرة.
ربما تريد أن تكون أقرب إلى منتصف المنطقة الصالحة للسكن ، حيث لن تدفع الاختلافات المدارية كوكبك إلى أقصى الحدود.
الأرض صغيرة نسبيًا. بالنظر إلى حقيقة أن الكوكب كان موجودًا منذ حوالي 4.5 مليار سنة فقط ، ولم يكتشف سوى حياة متعددة الخلايا في بضع مئات الملايين من السنين الماضية.
الشمس تسخن ، وبما أننا قريبون جدًا ، لم يكن لدينا سوى بضع مئات الملايين من السنين ، مليار سنة على الأكثر قبل ارتفاع درجات الحرارة وتبخر المحيطات. ولكن ماذا لو كان يمكن أن تكون الحياة قد حصلت على مليارات السنين من التطور لإيجاد أشكال جديدة ومتنوعة من الحياة؟
تعتقد أن خلد الماء غير عادي ، فقط تخيل ما ستحصل عليه مع 2 مليار سنة أخرى من التطور. أو 20 مليار.
في ورقة عام 2016 بعنوان Superhabitable Worlds ، يمر رينيه هيلر وجون أرمسترونغ بالظروف التي قد تجعل الكوكب الأكثر ملائمة للسكن. هذه ورقة قابلة للقراءة للغاية ، مع الكثير من الأفكار الرائعة. إذا كنت كاتب خيال علمي تبحث عن بعض أفكار بناء العالم ، فقم بالتأكيد بالاطلاع عليها. سأضع رابطًا في ملاحظات العرض.
يقترحون أن النجوم ذات الكتلة الأقل من الشمس ، المصنفة على أنها نجوم K ، ربما تكون أفضل المرشحين للتنوع لأنها طويلة العمر ومستقرة نسبيًا. سيكون عمر النجم من نوع K 20-70 مليار سنة بدون تلك القاذفات الضخمة المزعجة.
ستحتاج إلى كواكب أخرى في النظام النجمي ، قادرة على إعادة توجيه الكويكبات والمذنبات بجاذبيتها لتوصيل الماء والمواد الكيميائية الأخرى اللازمة للحياة. شكرا لذلك ، المشتري.
ومن الناحية المثالية ، تريد عدة كواكب صالحة للسكن في نفس النظام ، قادرة على إرسال الحياة ذهابًا وإيابًا. عملية تعرف باسم بانسبيرميا.
اجعل كوكبك القابل للسكن قمر عملاق الغاز للحصول على قوى مد وجزر قوية تحافظ على المواد البركانية الجديدة تندلع إلى السطح.
والأفضل من ذلك ، أن يكون لها كوكب ثنائي ، حيث يدور عالمان حول بعضهما البعض ، مما يؤدي إلى قوى المد والجزر وتبادل أشكال الحياة ذهابا وإيابا.
ونحن نبدأ للتو!
اجعل كوكب الأرض أكبر وستحصل على مساحة أكبر من الماء لتوزيع درجات الحرارة (أكثر من ذلك في الثانية) ، ولكن أيضًا مساحة أكبر لأشكال الحياة لاستغلال مختلف المنافذ.
لذلك ، نحن نتحدث عن كوكب أكبر وأكثر ضخامة. بمجرد حصولك على ضعف كتلة الأرض تقريبًا ، تبدأ تكتونيات الصفائح في الإغلاق ، لذا حاول البقاء تحت هذا المقدار.
أنت تريد أيضًا عالمًا كبيرًا بما فيه الكفاية وساخنًا بما يكفي في الداخل لحركة سبائك الحديد في قلبه للحفاظ على الغلاف المغناطيسي على مستوى الكوكب.
ربما تكون قلقًا بشأن جاذبية السطح ، لكن الكوكب الذي يحتوي على ضعف كتلة الأرض يحتاج فقط إلى أن يكون أكبر بنسبة 40٪ تقريبًا ليكون له نفس جاذبية السطح تقريبًا.
في مؤتمر عقد مؤخراً في برشلونة ، قدمت الدكتورة ستيفاني أولسون من جامعة شيكاغو العمل الذي قاموا به في البحث عن البيئات التي من شأنها أن تدعم الحياة على الكواكب الخارجية على أفضل وجه.
استخدموا أداة من وكالة ناسا تسمى نموذج التداول العام ROCKE-3D. إنها أداة رائعة حقًا ومتاحة مجانًا للجمهور. يمكنك الانتقال إلى موقع الويب ، ثم معرفة ما ستكون عليه الظروف في عوالم مختلفة ، من كوكب الزهرة القديم إلى الكواكب التي تدور حول Proxima Centauri.
يمكنك محاكاة درجات حرارة الهواء والأمطار وتركيزات التربة والمزيد.
دعني أريك بعض الأمثلة. هنا الأرض ما قبل الصناعية ، مع درجات حرارة للهواء تتراوح من حوالي 35 درجة مئوية بالقرب من خط الاستواء إلى أكثر برودة من -60 درجة مئوية في القطبين.
ولكن يمكنك استبدال كوكب الزهرة القديم بالأرض ، كما كان شكل الكوكب قبل 2.9 مليار سنة عندما كانت الشمس أكثر خفوتًا بنسبة 20٪ مما هي عليه اليوم. ومع ذلك ، كان لا يزال يدور مرة واحدة كل 243 يومًا ، وربما كان به محيط ضحل وصل إلى عمق 310 متر عبر أراضيه المنخفضة.
وإليك كوكب يدور حول النجم القزم الأحمر بروكسيما سنتوري ، أقرب نجم إلى الشمس. لأن الكوكب يدور قريبًا جدًا من نجمه ، فمن المحتمل أن يكون الكوكب مغلقًا بشكل مرتب. هذا له تأثير كبير على درجة حرارة الهواء مع جانب واحد يواجه النجم ، وجانب واحد بعيدا.
ولكن إذا كان الكوكب لديه دوران الرنين ، حيث يتحول ثلاث مرات على محوره لكل مدارين ، وإذا كان لديه جو يتطابق تقريبًا مع جو النيتروجين والأكسجين في الأرض ، فسينتهي بك الأمر بعالم يبدو أكثر من ذلك بكثير مريحة للعيش.
استخدمت أولسون وفريقها هذا البرنامج لمحاكاة المناخات وموائل المحيطات لأنواع مختلفة من الكواكب الخارجية. هنا على الأرض ، يعتمد تنوع الحياة على تدفق المواد من أعماق المحيطات ، وإعادتها إلى السطح حيث يمكن للحياة استخدامها.
المزيد من الانقلاب يعني المزيد من النشاط البيولوجي ، والمزيد من التنوع.
وبعبارة أخرى ، للعثور على الكواكب الأكثر تنوعًا في الحياة ، تريد العثور على العوالم التي تحتوي على كميات كبيرة من دوران المحيطات.
هل هناك شيء أفضل من الأرض؟
وفقًا لـ Olson ، إذا كان الكوكب يدور ببطء أكثر ، وله كثافة جوية أعلى ، وله قارات ، فيمكنك زيادة كمية دوران المحيطات.
وهذا يعطينا فكرة عما سيبحث عنه علماء الفلك أثناء فحصهم للعوالم خارج المجموعة الشمسية. عندما تطير مهمات LUVOIR أو HabEx التابعة لناسا في عام 2030 ، سيكون بمقدورهم تصوير أسطح الكواكب الخارجية مباشرة. سيقيسون المواد الكيميائية الموجودة في غلافهم الجوي ويكتشفون الماء ، بل ويحددون مقدار المساحة التي يغطيها الكوكب في القارات.
لا ينبغي أن نفاجأ حقًا إذا وجدنا عوالم صالحة للسكن في درب التبانة ، وهي عوالم أكثر قابلية للسكن بشكل واضح من الأرض. مرة أخرى ، اتضح أننا لسنا مميزين. هذا جيد ، على الأقل سيكون لدينا شركة.
