15 دقیقه
آیا پروبهای کوچک خودتکثیر شونده که توسط یک تمدن فرازمینی فرستاده شدهاند ممکن است هماکنون در منظومهٔ خورشیدی ما فعال باشند؟ تحلیل جدید پروفسور الکس الری نشان میدهد که این امکان وجود دارد — و بهترین مکان برای جستجو ممکن است بسیار نزدیکتر از آن باشد که بیشتر تلاشهای SETI فرض میکنند. در ادامه به بررسی علمی ایده، انواع تکنوسینچرها (نشانههای فناوری) محتمل و چگونگی ماموریتهای آینده برای یافتن شواهد بازدیدکنندگان مهندسیشده در حیاط خلوت آسمانی خودمان میپردازیم.
From von Neumann’s idea to interstellar machines
ایدهٔ ماشین خودتکثیر به جان فون نویمَن بازمیگردد؛ او در سال 1949 یک «سازندهٔ جهانی» نظری را توصیف کرد که قادر است با داشتن مواد خام، نسخههایی از خود بسازد. این ایدهها در جلد پس از مرگ او در 1966 با عنوان Theory of Self-Reproducing Automata گردآوری و گسترش یافت. از آن زمان، دانشمندان و متفکران در جامعهٔ جستجوی هوش فرازمینی (SETI) بررسی کردهاند که چگونه یک تمدن پیشرفته میتواند از چنین «پروبهای فون نویمَن» برای کاوش، نقشهبرداری و بهرهبرداری از کهکشان استفاده کند.
برخلاف کاوشگران زیستی، پروبهای رباتیک میتوانند شتابهای بسیار بالا را تحمل کنند، بدون نیاز به پشتیبانی زیستی عمل کنند، و مواد محلی — از سیارکها تا یخهای دنبالهدار — را برداشت و برای ساختن نسخههای جدید و زیرساختهای دیگر بهکار گیرند. بسیاری از مدلها نشان میدهند که نتیجه پخش نمایی است: یک پروب اولیه میتواند در بازهٔ زمانی بسیار کوتاهتری نسبت به عمر بسیاری از ستارگان، نسخههایی را در سراسر کهکشان منتشر کند. این سناریو دلایل نظری و مدلسازی شدیدی دارد که امکان تسریع گسترش فناوری را نشان میدهد و بحثهای علمی گستردهای را در مورد احتمال حضور آثار مصنوعی در نزدیکی ما به وجود آورده است.
Why Professor Ellery thinks they might already be here
پروفسور الکس الری از دانشگاه کارلتون در پیشچاپی اخیر این ایدهها را بازبینی کرده و استدلال میکند که منظومهٔ خورشیدی هدف محتملی برای پروبهای بازدیدکننده و مکان مناسبی برای جستجوی تکنوسینچرها است. الری — که به عنوان مهندس در مرکز پژوهش خودتکثیری (CESER) فعالیت میکند — دربارهٔ اینکه چگونه فناوریهایی مانند ساخت افزودنی (پرینت سهبعدی)، روباتیک خودران و خودتکثیری میتوانند پروبهای فون نویمَن را زودتر از آنچه تصور میکنیم ممکن سازند، منتشر کرده است.
نکتهٔ مرکزی او عملی است: پروبهای خودتکثیر به مواد خام و انرژی نیاز دارند. سیارکها، اجرام قمرمانند و اجرام کوچک سنگی منبعهای فراوان و نسبتا در دسترسی برای مواد اولیه فراهم میآورند: فلزات، سیلیکاتها، مواد فرار و دیگر عناصر ضروری برای ساخت. بنابراین، منظومهٔ خورشیدی توقفگاهی جذاب برای پروبهایی است که در مسیر خود به سامانههای دیگر قرار دارند — و همچنین میتواند مکان مناسبی برای پایگاههای بلندمدت، حسگرها یا عملیات استخراج باشد. این واقعیت عملیاتی، ترکیب نظریه و نیازهای مهندسی را به سمت یک استراتژی جستجوی متمرکز سوق میدهد.
Motivations: survival, resources, reconnaissance
الری کاوش بینستارهای را صرفاً یک کنجکاوی علمی نمیداند، بلکه آن را پاسخی به انگیزههای عملی میداند. جوامع پیشرفته ممکن است پروبهایی را برای تضمین بقای گونه مستقر کنند — برای مثال با گسترش فراتر از یک ستاره که در نهایت مرحلهٔ توالی اصلی را ترک خواهد کرد، یا با ایجاد افزونگی در برابر تهدیدهای وجودی. پروبها میتوانند همچنین به منظور شناسایی و تملک منابع در آمادهسازی برای استعمار بعدی یا بهعنوان اقدامات دفاعی اعزام شوند.
«پروبهای فرازمینی ممکن است تحتتأثیر بقا در محیط محلی خود قرار داشته باشند، چه عمر ستارهٔ میزبان، چه فعالیت تکتونیکی و غیره، و نیز شناسایی نظامی برای ارزیابی تهدیدها و ائتلافها»، الری مینویسد. او تأکید میکند که انگیزههایی مانند طمع، فرار یا برتری استراتژیک اغلب پشت اکتشاف قرار دارند؛ الگوی رفتاری که میتواند رفتار و نقاط قرارگیری پروبها را شکل دهد. در نتیجه، تحلیل انگیزهها به پیشبینی مکانها و نوع عملیات احتمالی کمک میکند و چارچوبی برای اولویتبندی جستجو فراهم میآورد.
How a visiting probe would likely behave
از انگیزهها، رفتارهای قابل پیشبینی بیرون میآید. الری یک الگوی عملیاتی ششمرحلهای برای پروبهای خودتکثیر ارائه میدهد که اهداف جستجوی عملی برای اخترشناسان و دانشمندان سیارهای فراهم میکند:
- هدفگیری و استخراج مواد خام از سیارکها، اقمار کوچک و اجرام سنگی.
- ساخت پروبهای نقشهبردار برای تعیین توزیع منابع و ارزیابی قابلیت سکونت یا کاربری محل.
- برپایی پایگاههای غنی از منابع — بهطور مثال در مدارهای باثبات، دهانهها یا محیطهای زیرسطحی.
- تکثیر پروبها و زیرساختهای اضافی، شامل نگهبانها یا رلههای ارتباطی.
- انجام عملیات علمی و صنعتی بلندمدت، با بهرهگیری از مواد محلی.
- اجرا وظایف خاص مأموریت مانند ساخت زیستگاه یا، جنجالیتر، پانسپرمیا هدفمند.
هر مرحله میتواند تکنوسینچرهایی تولید کند — ناهنجاریهای قابل اندازهگیری که با فرایندهای زمینشناسی یا اخترفیزیکی طبیعی متفاوتاند. شناسایی این نشانهها هدف عملی پیشنهاد الری است: یک جستجوی متمرکز و محلی SETI میتواند در کشف آثار مهندسیشده مؤثرتر از جستجوهای سنتی رادیویی یا نوری باشد. علاوه بر این، طراحی مأموریتها بهگونهای که همزمان اهداف استخراج منابع و جستجوی تکنوسینچر را دنبال کنند، صرفهجویی در هزینه و افزایش بازده علمی را ممکن میسازد.
Technosignatures to look for in the Solar System
الری استدلال میکند که برخی از تکنوسینچرها بهویژه برجسته و در دسترس برای بررسی هستند، همانطور که فعالیت انسانی فراتر از زمین گسترش مییابد. در میان امیدبخشترین نشانهها عبارتاند از:
Isotopic anomalies from nuclear reactors
تولید صنعتی و تولید نیرو با چگالی بالا احتمالاً از راکتورهای هستهای جمعوجور استفاده خواهد کرد. الری پیشنهاد میدهد که راکتورهای نوع مگنوکس — گاز خنکشونده، با استفاده از اورانیوم طبیعی و گرافیت — میتوانند از مواد محلی قمر یا سیارک ساخته شوند. عملکرد راکتورها ردپای ایزوتوپی برجستهای بر جا میگذارد (مثلاً سطوح غیرمعمول محصولات واپاشی توریم-232، نئودیمیم-144 یا باریم-137) که میتوان آنها را در نمونههای سطحی یا از طریق طیفسنجی از راه دور شناسایی کرد. تحلیلهای ایزوتوپی با وضوح بالا یکی از ابزارهای کلیدی برای جدا کردن فرآیندهای صنعتی از تغییرات طبیعی است.
Buried artifacts and metallic anomalies
پروبهایی که از فلزات سیارکی استفاده کردهاند ممکن است هم آثار قابلمشاهده و هم اشیای عمدتاً پنهانشده بر جای بگذارند. الری ایدهٔ تحریکآمیزی مطرح میکند که ممکن است یک پروب بازدیدکننده «هدیهای» — مثلاً یک سازندهٔ جهانی یا ماشین دیگری — در میان رسوبات سیارکی یا زیرسطحی دفن کرده باشد. چنین آثار ممکن است تنها زمانی قابل کشف باشند که کاوش انسانی به آستانهٔ فناورانهای برسد که قادر به استخراج یا کاوش زیرسطح ماه یا سیارکها باشد. حفاریهای هدفمند و تحلیلهای متالوژیکی میتوانند این نوع اشیاء را آشکار سازند.
Magnetic and structural anomalies
تولید صنعتی در مقیاس بزرگ و حضور راکتورها یا زیرساختهای فلزی میدانهای مغناطیسی محلی و توزیع چگالی زیرسطحی را تغییر میدهد. پیمایشهای مغناطیسسنجی و رادار نفوذ به زمین — ابزارهایی که در علم سیارهای و مأموریتهای آتی ماهی بهکار میروند — میتوانند ناهنجاریهایی را آشکار کنند که با فرایندهای زمینشناسی شناختهشده سازگار نیستند. ترکیب دادههای میدان مغناطیسی، گرانش و رادار میتواند الگوهایی را بهدست دهد که بهترین توضیح آنها ساختارهای مصنوعی یا ذخایر متمرکز فلزی است.
Where to search first: Moon, Asteroid Belt, Kuiper Belt
الری توصیه میکند که اولویت با ماه و جمعیت اجرام کوچک گذاشته شود، بهخاطر ترکیب، دسترسی و ارزش اقتصادی آنها برای کاوشگران انسانی. ماه، با تمرکز بالای سیلیکاتها و ذخایر فلزی که توسط برخوردها منتقل شدهاند، بهعنوان پایگاهی ساخت و ساز برای عملیاتهایی که میتوانند خودتکثیری را پشتیبانی کنند، بهویژه جذاب است. علاوه بر این، نزدیکی ماه به زمین قابلیت بازدید مکرر و نمونهبرداری را فراهم میکند که برای تأیید هر گونه تکنوسینچر ضروری است.
بهطور مشابه، کمربند سیارک و کمربند کویپر شامل صدها میلیون جرماند — بسیاری کوچک و بسیاری هنوز تا حد زیادی نا کاوش. الری اشاره میکند که تنها در کمربند کویپر جمعیت بسیار وسیعی از اجرام وجود دارد، با اینکه بشر تنها چند نمونه را مشاهده کرده است. یک جرم مشاهدهشده، 1I/ʻOumuamua، بحثهایی در مورد غیرعادی بودن آن برانگیخت؛ اشکال بیضوی و مسیرهای غیرمنتظره دعوت به بررسی دقیقتر میکنند. اگر پروبها کوچک و پنهانکار باشند، ممکن است در دهانهها، حفرههای زیرسطحی یا با پوشش رگولیت در مکانهایی که هنوز نمونهبرداری نشدهاند، مخفی شده باشند. بررسی هدفمند این نواحی و تحلیل دقیق دادهها میتواند شواهدی ارائه دهد که در جستجوهای دوردست قابل دستیابی نیست.
ماموریت پایش ناسا به سیارکی فلزی به نام Psyche، حامل بستهٔ انقلابی ارتباطات اپتیکی فضای عمیق (DSOC) خواهد بود
Why the Moon is a strategic search site
فراتر از نزدیکی و دسترسی، ماه مزایای عملیاتی برای ساخت و تولید انسانی و فرضی فرازمینی فراهم میآورد. رگولیت و فلزات منتقلشده توسط برخوردها یک پایهٔ منابعی ایجاد میکنند. سطح ماه همچنین در مقیاسهای زمانی انسانی عمدتاً ثابت است، که رسوبات تاریخی را حفظ و تشخیص ناهنجاریها را در برابر یک پسزمینه نسبتاً تغییرناپذیر آسانتر میسازد. این پایداری زمانی، ارزش ماه را بهعنوان یک بایگانی طبیعی از تاریخ فعالیتهای گذشته افزایش میدهد.
با آغاز عملیاتهای پایدار تحت پروژه آرتمیس و طرحهای تجاری در فضای سیسلونا (cislunar)، ابزارهایی که برای مکانیابی و توصیف منابع لازماند — طیفسنجهای مداری، رادارهای نفوذی و سیستمهای بازگرداندن نمونه — مستقر خواهند شد. الری توصیه میکند که این مأموریتها جستجوهای هدفمند تکنوسینچر را در مجموعهٔ ابزار علمی خود بگنجانند، زیرا اندازهگیریهای لازم همپوشانی زیادی با اهداف کاوش منابع دارند. یکپارچهسازی اهداف SETI و اهداف اقتصادی میتواند بهرهوری علمی را افزایش دهد بدون افزایش قابلتوجه هزینهها.
تصویر هنری از فضانوردان آرتمیس در حال کار روی سطح ماه. (ناسا)
Implications for SETI and space policy
اگر شواهدی از آثار مهندسیشده پیدا شود، پیامدها برای علم، فلسفه و سیاست عمیق خواهد بود. الری پیشنهاد میکند که جستجوی تکنوسینچرهای محلی باید اولویتی مکمل برای SETI سنتی باشد، نه جایگزین آن. رویکرد ترکیبی شانس کشف را افزایش میدهد: جستجوهای رادیویی به دنبال انتقالات فعال و استراتژیهای بیکن هستند، در حالی که شکار تکنوسینچر به دنبال آثار با دوام و بلندمدت میگردد. هر دو رویکرد بهطور جمعی دیدگاهی کاملتر از حضور یا عدم حضور فناوریهای بیگانه فراهم میکنند.
بهطور عملی، پیشنهاد الری با منافع تجاری و دولتی نیز همپوشانی دارد. اکتشاف منابع محرک بسیاری از مأموریتهای برنامهریزیشده است، و ابزارهای لازم برای ارزیابی استخراج سیارکی نیز برای جستجوی تکنوسینچر مفیدند. گنجاندن اهداف مبتنی بر SETI در برنامههای اکتشاف منابع میتواند از نظر هزینه-اثربخشی بهصرفه و از نظر علمی پربار باشد و فرصتهای همافزایی بین بخشهای مختلف را فراهم کند.
Searching strategy: what instruments and missions can do
گامهای مشخص برای پیادهسازی توصیههای الری شامل موارد زیر است:
- تحلیل ایزوتوپی با وضوح بالا از نمونههای بازگرداندهشدهٔ ماه و سیارکها، بهمنظور جستجوی نشانههای مربوط به دورهٔ عملکرد راکتور.
- پیمایشهای جهانی مغناطیسسنجی و گرانشی از ماه و سیارکهای منتخب برای شناسایی ساختارهای زیرسطحی که با زمینشناسی طبیعی سازگار نیستند.
- نظارت نوری و گرمایی هدفمند با تناوب بالا روی اجرام نزدیک به زمین و اجرام کمربند کویپر برای یافتن آلبدوهای غیرمعمول، اشکال نامتعارف یا شتابهای غیرگرانشی.
- ماموریتهای اکتشافی حضوری که نواحی دارای تمرکز فلزی غیرمعمول را برای حفاری و تحلیل دقیقتر در اولویت قرار دهند.
بسیاری از این فعالیتها با اهداف شناختهشدهٔ کاوش تداخل دارند: یافتن یخ آب، نقشهبرداری از منابع معدنی و برنامهریزی برای پایگاههای آینده. با گنجاندن صریح معیارهای تکنوسینچر در اهداف مأموریت، پژوهشگران میتوانند بازده علمی را به حداکثر رسانده و در عین حال هزینهها را کنترل کنند. این استراتژی همچنین بر قابلیت تکرارپذیری و مرجعپذیری شواهد تأکید دارد؛ دسترسی فیزیکی به نمونهها امکان تأیید تجربی را فراهم میآورد که در رصدهای دوربرد میسر نیست.
Expert Insight
"این ایده که پروبهای خودتکثیر میتوانند در منظومهٔ خورشیدی ما آثار ماندگار و قابلردیابی بر جای بگذارند، صرفاً داستان علمی-تخیلی نیست — بلکه یک استراتژی رصدی است،" دکتر النا مارکز، ژئوفیزیکدان سیارهای در Lunar and Planetary Institute، میگوید. "ما از پیش برنامهریزی برای پیمایشهای مغناطیسی و نمونهبرداری ایزوتوپی برای نقشهبرداری منابع را در دستور کار داریم. با افزودنهای مختصر به مجموعهٔ ابزار و خطوط لولهٔ تحلیل داده، آن مجموعهدادهها میتوانند ناهنجاریهایی را نشان دهند که ارزش تحقیقات بیشتر را دارند."
"حتی اگر چیزی نیابیم، همین جستجو درک ما از زمینشناسی محلی را تیزتر میکند، مکانهای فرود را برای کاوش انسانی اولویتبندی میکند و ما را برای سناریوهای کشف که میتواند تغییردهنده بازی باشد آماده میسازد،" او اضافه میکند. این دیدگاه کارشناسی نشان میدهد که مزایای افزودهشدهٔ یک برنامهٔ آگاه به تکنوسینچر فراتر از احتمال کشف فرازمینی است و به توسعهٔ دانش سیارهای و زیرساختهای فضایی کمک میکند.
Broader scientific context and caveats
الری و دیگران نسبت به ادعاهای حساسهبرانگیز هشدار میدهند. تمایز بین ساختارهای مهندسیشده و فرایندهای طبیعی دشوار است و نیاز به شواهد با کیفیت بالا و قابل تکرار دارد. بسیاری از تکنوسینچرهای پیشنهادی — نسبتهای ایزوتوپی غیرمعمول، ناهنجاریهای مغناطیسی یا اشکال عجیب — توضیحات طبیعی قابلقبولی دارند، بهویژه با توجه به پیچیدگی فرایندهای برخوردی و فرسایش فضایی. در نتیجه، تحلیل دقیق و رویکرد محافظهکارانه در تفسیر دادهها ضروری است.
با این حال، همان مشکل در SETI رادیویی نیز وجود دارد: سیگنالهای مبهم و نویز تفسیر را پیچیده میکنند. مزیت جستجوی در منظومهٔ خورشیدی نزدیکی است. برخلاف سیگنالهای دوردست فراستارهای، ناهنجاریهای محلی را میتوان بازدید، نمونهبرداری و بهصورت موضعی تحلیل کرد. این دسترسی فیزیکی امکان علم تأییدپذیر را به روشهایی فراهم میآورد که رصدهای برد-دور قادر به انجام آن نیستند. بنابراین، ترکیب رویکردهای دوربرد و نزدیکبرد بهترین مسیر برای کشف احتمالی خواهد بود.
What discovery would mean for humanity
یافتن یک شی مصنوعی یا یک پروب عملیاتی در منظومهٔ خورشیدی یکی از مهمترین کشفیات علمی تاریخ خواهد بود. چنین کشفی تأیید میکند که هوش فناورانه در جای دیگری پدید آمده است و دستکم برخی از تمدنها از استراتژیهای اکتشافی بلندمدتِ مبتنی بر ماده پیروی میکنند. این دانش اولویتهای SETI را بازتنظیم خواهد کرد، مباحث بینالمللی جدیدی دربارهٔ میراث فرهنگی فضایی و حفاظت سیاراتی بهراه خواهد انداخت، و سرمایهگذاری در زیرساختهای فضایی را تسریع خواهد کرد.
اما حتی در غیاب کشف، توصیههای الری دامنهٔ علم سیارهای را بهبود میبخشد. یک برنامهٔ کاوش آگاه به تکنوسینچر توانایی ما را برای شناسایی پدیدههای غیرمعمول تقویت میکند، منابع محلی را بهتر برای استفادهٔ انسانی شناسایی میکند، و بازده علمی مأموریتهای برنامهریزیشده برای دهههای آینده را افزایش میدهد. از منظر سیاستگذاری فضایی و طراحی مأموریت، افزودن معیارهای تکنوسینچر کمهزینه و دارای ارزش افزودهٔ بالا محسوب میشود.
در نهایت، جستجوی پروبهای فون نویمَن یک پرسش عملیاتی میپرسد: اگر بازدیدکنندگان پیشرفته از این مسیر عبور کردهاند، کجا آثاری میگذاشتند که ما بتوانیم plausibly آنها را کشف کنیم؟ به گفتهٔ الری، منظومهٔ خورشیدی — و بهویژه ماه و مخازن اجرام کوچک — یک پاسخ با احتمال بالا ارائه میدهد. همانطور که انسانها خود را برای بازگشت به ماه و پیشروی فراتر آماده میکنند، یکپارچهسازی جستجوهای تکنوسینچر در برنامههای اکتشافی سرمایهگذاری علمی کمهزینه و پرارزشی خواهد بود.
منبع: sciencealert
نظرات
نوید.fx
اِم... اگه واقعیت داشته باشه، یعنی تاریخ بشر باید خیلی چیزا رو بازنویسی کنه. کپشنسازی فضایی!
محمد
جالبه ولی یه مقداری اغراق داره، خیلی از ناهنجاریها دلیل طبیعی دارن، مراقب تفسیر شتابزده باشیم.
وایبلند
پیشنهاد عملی و کمهزینه است؛ حتی بدون یافتن فرازمینی، کلی فایده داره برای اکتشاف فضایی...
دیتاپالس
وای... فکرش هم عجیب ولی منطقیه، ماه بهعنوان بایگانی طبیعی؟ هیجانزدهم، باید جدی گرفت.
ارسال نظر