حقوق الصورة: ناسا
يبدو أن الأمور تبدأ بسيطة ثم تصبح أكثر تعقيدًا. الحياة هي من هذا القبيل. وربما لا يكون هذا المفهوم أكثر صحة من أي وقت مضى عندما نحقق في أصول الحياة. هل تجمعت أقرب أشكال الحياة لخلية واحدة من الجزيئات العضوية هنا على الأرض؟ أم أنه من المحتمل أن تحمل الرياح الكونية مثل الكائنات الحية من العالم إلى العالم لاحقًا لتتأصل وتتفتح؟ وإذا كان هذا هو الحال ، فكيف يحدث مثل هذا "ضياء سبورا"؟
قبل 450 سنة من العصر المشترك ، اقترح الفيلسوف اليوناني أناكساجوراس من إيونيا أن جميع الكائنات الحية نشأت من "بذور الحياة" المنتشرة في كل مكان. فكرة اليوم عن هذه "البذور" أكثر تعقيدًا بكثير من أي شيء يمكن أن يتخيله Anaxagoras - يقتصر كما كان عليه على الملاحظات البسيطة للأشياء الحية مثل النبات الناشئ والشجرة المزهرة أو الحشرات الزاحفة أو المزعجة أو الحيوانات المتساقطة أو المشي البشري ؛ ناهيك عن الظواهر الطبيعية مثل الصوت والرياح وأقواس قزح والزلازل والكسوف والشمس والقمر. من المدهش الحديث في الفكر ، يمكن أن تخمن أناكساجوراس فقط من التفاصيل ...
بعد حوالي 2300 سنة - خلال الثلاثينيات من القرن التاسع عشر - أكد الكيميائي السويدي J ؟ns Jackob Berzelius أنه تم العثور على مركبات الكربون في بعض النيازك "سقطت من السماء". برزليوس نفسه ، مع ذلك ، اعتبر أن هذه الكربونات كانت ملوثات نشأت من الأرض نفسها - لكن اكتشافه ساهم في النظريات التي طرحها المفكرون في وقت لاحق بما في ذلك الطبيب H.E. ريختر والفيزيائي اللورد كلفن.
تلقت Panspermia أول علاج حقيقي لها من قبل Hermann von Helmholtz في عام 1879 ، لكنها كانت كيميائية سويدية أخرى - 1903 Svante Arrhenius الحائزة على جائزة نوبل - التي شاعت مفهوم الحياة الناشئة من الفضاء في عام 1908. ربما من المدهش أن هذه النظرية تستند إلى فكرة أن ضغط الإشعاع الناتج عن الشمس - والنجوم الأخرى - فجر الميكروبات مثل الأشرعة الشمسية الصغيرة - وليس نتيجة لإيجاد مركبات الكربون في النيزك الصخري.
النظرية القائلة بأن أشكال الحياة البسيطة تسافر في القذف من عوالم أخرى؟ جزءا لا يتجزأ من الصخور المنبعثة من أسطح الكواكب من خلال تأثير الأجسام الكبيرة - هو أساس "ليبروبانسبيرميا". هناك العديد من المزايا لهذه الفرضية - غالبًا ما توجد أشكال الحياة البسيطة والقاسية في الرواسب المعدنية على الأرض في منع المواقع. في بعض الأحيان يتم تفجير العوالم - مثل الخاصة بنا أو المريخ - من قبل الكويكبات والمذنبات الكبيرة بما يكفي لرمي الصخور بسرعات تتجاوز سرعات الهروب. يمكن للمعادن الموجودة في الصخور أن تحمي الميكروبات من الصدمات والإشعاع (المرتبطة بفوهات الارتطام) بالإضافة إلى الإشعاع الصلب من الشمس أثناء تحرك النيازك الصخرية عبر الفضاء. تتمتع أصعب أشكال الحياة أيضًا بالقدرة على البقاء في فراغ بارد من خلال الذهاب إلى الركود - مما يقلل التفاعلات الكيميائية إلى الصفر مع الحفاظ على البنية البيولوجية بشكل جيد بما يكفي للذوبان لاحقًا والتكاثر في ضواحي أكثر صحية.
في الواقع العديد من الأمثلة على مثل هذا القذف متاحة الآن على الأرض للتحليل العلمي. يمكن أن تشتمل النيازك الصخرية على بعض الأشكال المعقدة للغاية من المواد العضوية (تم العثور على كوندريتات كربونية تحتوي على أحماض أمينية وكربوكسيلية). البقايا المتحجرة من المريخ على وجه الخصوص - على الرغم من خضوعها لتفسيرات مختلفة غير عضوية - في حوزة مؤسسات مثل وكالة ناسا. تبدو نظرية وممارسة "الليثوبانسبيرميا" واعدة للغاية - على الرغم من أن هذه النظرية يمكن أن تفسر فقط من أين تأتي أبسط أشكال الحياة - وليس كيف نشأت في البداية.
في ورقة بعنوان "ليثوبانسبيرميا في مجموعات تشكيل النجوم" نشرت في 29 أبريل 2005 ، عالما الكونيات فريد سي آدامز من مركز جامعة ميشيغان للفيزياء النظرية وديفيد سبيرجيل من قسم العلوم الفيزيائية الفلكية بجامعة برينستون يناقشان احتمالية توزيع الغضروف الكربوني من الحياة الميكروبية داخل مجموعات النجوم المبكرة. ووفقًا للثنائي ، "فإن فرص انتشار المواد البيولوجية من نظام إلى آخر قد تم تعزيزها بشكل كبير ... بسبب القرب الشديد من الأنظمة والسرعات النسبية المنخفضة".
وفقًا للمؤلفين ، نظرت الدراسات السابقة في احتمالية أن تلعب الصخور الحاملة للحياة (التي يزيد وزنها عادةً عن 10 كلغ في الوزن) دورًا في انتشار الحياة داخل أنظمة الكواكب المعزولة ووجدت أن "احتمالات كل من مترويد والانتقال البيولوجي كبيرة للغاية منخفض." ومع ذلك ، فإن "احتمالات زيادة الانتقال في البيئات الأكثر ازدحامًا" و "منذ النطاق الزمني لتكوين الكوكب والوقت الذي من المتوقع أن تعيش فيه النجوم الصغيرة في مجموعات الولادة قابلة للمقارنة تقريبًا ، حوالي 10 - 30 مليون سنة ، الحطام من تكوين الكوكب له فرصة جيدة للانتقال من نظام شمسي إلى آخر ".
في النهاية اختتم فريد وديفيد أن "العناقيد النجمية الشابة توفر وسيلة فعالة لنقل المواد الصخرية من النظام الشمسي إلى النظام الشمسي. إذا كان أي نظام في مجموع المواليد يدعم الحياة ، فإن العديد من الأنظمة الأخرى في المجموعة يمكنها التقاط صخور تحمل الحياة ".
للوصول إلى هذا الاستنتاج ، أجرى الثنائي "سلسلة من الحسابات العددية لتقدير توزيع سرعات القذف للصخور" بناءً على الحجم والكتلة. كما نظروا في ديناميكيات مجموعات ومجموعات تشكيل النجوم المبكرة. كان هذا ضروريًا للمساعدة في تحديد معدلات استعادة الصخور بواسطة الكواكب في الأنظمة المجاورة. وأخيرًا ، كان عليهم أن يضعوا افتراضات معينة حول تواتر المواد المغلفة للحياة ومدى بقاء أشكال الحياة المضمنة فيها. كل هذا أدى إلى الشعور "بالعدد المتوقع لأحداث فتحات التفتيت الحجمي الناجحة لكل عنقود".
استنادًا إلى الأساليب المستخدمة للوصول إلى هذا الاستنتاج والتفكير فقط من حيث المسافات الحالية بين الأنظمة الشمسية ، قدر الثنائي الاحتمال أن الأرض قد صدرت الحياة إلى أنظمة أخرى. على مدى عمر الحياة على الأرض (حوالي 4.0 Byr) يقدر فريد وديفيد أن الأرض قد أخرجت حوالي 40 مليار من الحجارة الحية. من بين الأحجار الحيوية العشر المقدرة سنويًا ، ستنزل حوالي 1 (0.9) على كوكب مناسب لمزيد من النمو والانتشار.
يميل معظم علماء الكونيات إلى معالجة "أسئلة العلم الصعب" الخاصة بأصل الكون ككل. يقول فريد أن "علم الكائنات الحية المثير للاهتمام جوهريًا" بالنسبة له وأنه "وداود كانوا طلابًا صيفيًا معًا في نيويورك عام 1981" حيث عملوا على "القضايا المتعلقة بأجواء الكواكب والمناخ ، وهي قضايا قريبة من أسئلة علم الأحياء الخارجية". يقول فريد أيضًا إنه "يقضي جزءًا صحيًا من وقت البحث في المشكلات المرتبطة بتكوين النجوم والكواكب". يعترف فريد بدور ديفيد الخاص في التفكير "في فكرة النظر إلى الانزعاج في العناقيد ؛ عندما تحدثنا عن ذلك ، أصبح من الواضح أن لدينا كل أجزاء اللغز. كان علينا فقط تجميعها ".
أدى هذا النهج متعدد التخصصات لعلم الكونيات وعلم الأحياء الخارجية أيضًا إلى فريد وديفيد للنظر في مسألة نقص التصريف الحجمي بين المجموعات نفسها. مرة أخرى باستخدام الأساليب التي تم تطويرها لاستكشاف تكاثر الحياة داخل التجمعات ، وتم تطبيقها لاحقًا على تصدير الحياة من الأرض نفسها إلى كواكب النظام غير الشمسي الأخرى ، تمكن فريد وديفيد من استنتاج أن "مجموعة شابة من المرجح أن تلتقط الحياة من الخارج مما يؤدي إلى الحياة بشكل تلقائي ". و "بمجرد تصنيفها ، توفر الكتلة آلية تضخيم فعالة لإصابة الأعضاء الآخرين" داخل تلك المجموعة نفسها.
ومع ذلك ، في النهاية ، لا يستطيع فريد وديفيد الإجابة على سؤال أين وتحت أي ظروف تشكلت بذور الحياة الأولى. في الواقع ، هم على استعداد للاعتراف بأنه "إذا كان الأصل العفوي للحياة شائعًا بما فيه الكفاية ، فلن تكون هناك حاجة إلى أي آلية للتسمم لتفسير وجود الحياة".
ولكن وفقًا لفريد وديفيد ، بمجرد أن تحصل الحياة على موطئ قدم في مكان ما ، فإنها تتمكن من التجول بسهولة تامة.
كتبه جيف بربور
