אסטרוביולוגיה / אמנון סטופ

המושג חייזרים (או חוצנים) הפך כיום לחלק מהתרבות הפופולרית.

בדרך כלל כשמוזכרים חייזרים רוב האנשים יחשבו על יצורים אינטליגנטיים שמקורם מחוץ לכדור הארץ. למשל חייזרים אפורים קטנים עם עיניים ענקיות. או אולי E.T. מסרט הילדים הידוע.

באופן מדעי יותר כל חיים שיתגלו מחוץ לכדור הארץ הם ”חייזרים“, וגילוי כזה יהווה את אחת המהפכות הגדולות בתולדות המדע. כיום ידוע לנו מקרה אחד של התפתחות חיים, על כדור הארץ. גילוי חיים במקום אחר ביקום יאפשר לנו לראשונה פרספקטיבה על האופן שבו חיים יכולים להווצר, על הסיכוי להווצרות חיים, על התנאים להווצרות חיים, ועל כמה זמן נדרש להופעת חיים.

נושא חיים מחוץ לכדור הארץ אינו מדע בדיוני אלא נושא מדעי. בנאסא קיים מכון אסטרוביולוגיה

http://astrobiology.nasa.gov/nai/about/,

וגם בישראל קיימת אגודה לאסטרוביולוגיה

http://www.ilasol.org.il/

מעניין לציין שעצם המושג ”חיים“ אינו מוגדר היטב. יש ויכוחים רבים על הדרך שיש להגדיר חיים. למשל האם וירוסים הם חיים? וירוס הוא טפיל מושלם שיכול להתקיים ולהתרבות רק בטפיל שלו. הוירוס אינו פעיל כלל מחוץ לטפיל, כלומר אין מערכות של חילוף אנרגיה, אכילה והוצאת פסולת. הטוענים נגד היות הוירוסים חיים אומרים שהם נראים יותר כמו מערכת כימית, כמו גבישים למשל, שיכולים לגדול בתנאים המתאימים של תמיסה עם ריכוז גבוה של החומר הנהפך לגביש, או אפילו גבישי קרח שמופיעים כאשר הטמפרטורה במים באזור מסוים יורדת מספיק או אם נכנס גרעין התקרחות למיים קרים מספיק.

עוד נושא ראוי לדיון הם חיים מלאכותיים. כיום נעשים נסיונות לייצר חד-תאיים באופן מלאכותי, כלומר להרכיב dna ואולי גם תא, מחומרי יסוד. אנחנו עוד רחוקים מכך מאוד, במיוחד מכיוון שתא חי הוא מנגנון מורכב מאוד. זה לא מספיק לייצר את ה dna לבדו, ואפילו זה עוד מחוץ להישג ידינו. מה שאפשר היום לעשות הוא להרכיב dna של חד-תא ממקטעים, גנים, שנלקחו מיצורים אחרים.

במדע הבדיוני הדוגמא הראשונה כנראה לחיים מלאכותיים היא המפלצת של פרנקנשטיין של מרי שלי, וביהדות הקדמנו מאוד עם הגולם של המהר“ל מפראג.

כמו בהקשר של חיים חוץ -ארציים, כאשר מוזכרים חיים מלאכותיים רוב האנשים חושבים על אינטליגנציה מלאכותית Artificial Intelligence או AI. מחשבים ורובוטים אינטליגנטיים מסתובבים במדע הבדיוני כבר משנות ה 40 של המאה ה 20 (אסימוב למשל), אבל האמת היא שאנחנו רחוקים מאוד מבניה של אינטליגנציה מלאכותית אמיתית. יש אפילו אנשים שטוענים שאי אפשר להגיע לכך באמצעות תכנות רגיל, אלא אולי אינטליגנציה תופיע ”מעצמה“ במערכות מספיק מורכבות.

עם זאת, יכולים להתקיים חיים מלאכותיים פשוטים. לדוגמא וירוסי מחשב. אם וירוס ביולוגי מתאים להגדרה של חיים, אולי וירוסי מחשב מתאימים גם הם. הם קיימים אמנם רק כטפילים במארחים, ולא יכולים להתרבות או להתקיים מחוץ למארח, אבל כך גם וירוסים ”אמיתיים“ !

יתרה מזאת, ישנן תוכנות שעוברות אבולוציה, כלומר שינויים אקראיים. בניסויים שנערכו כדי לבדוק אלגוריתמים גנטיים מוכנסים שינויים אקראיים בקוד, נבחרות התוכנות המתאימות ביותר לפי קריטריונים מסוימים – האנלוגיה של הברירה הטבעית – ואז שוב מוכנסים שינויים. כפתרון לבעיות מסוימות מסתבר שאלגוריתמים כאלו יעילים מאוד, ההתאמה לדרישות, או מהירות ההתכנסות לפתרון, יכולה להיות מאוד מהירה. קיימים כיום גם וירוסי מחשב, או באופן כללי יותר נוזקות, שתוכנתו מראש לעבור שינויים קלים בקוד, כדי להקשות על זיהוים.

אם כן, המושג של חיים יכול למעשה להיות רחב ביותר.

האם אנחנו מעונינים בכלל בגילוי חיים פרימיטיביים ברמה של חיידקים, או שרק יצורים תבוניים בנוסח E.T. מענינים אותנו? התשובה היא שאפילו גילוי של חיים פרימיטיביים ברמה של חד-תאיים על מאדים למשל יאפשר לנו פרספקטיבה שונה לגמרי מהקיימת כיום על עצם המושג של ”חיים“.

אם כך, האם יתכנו חיים בעולמות אחרים?

נגביל את הדיון לחיים כפי שאנחנו מכירים אותם, כלומר מבוססי פחמן ומיים, ובדרך כלל נושמי חמצן. אחרי הכל אלו החיים היחידים שאנחנו מכירים וכל סוגי החיים האחרים, למשל באטמוספירה של מימן, הם ספקולציה.

כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש שונים מאוד מכדור הארץ. מאדים שהוא הדומה ביותר לכדור הארץ במובנים רבים, עדיין קטן בהרבה, האטמוספירה שלו צפיפותה רק מאית מזו של כדור הארץ, ורובה CO2, הטמפרטורה על פניו של מאדים היא מתחת לאפס ברוב כוכב הלכת במשך רוב השנה. עד כמה שידוע לנו אין כלל מים על פני השטח, וגם אם קיימים מים קפואים הרי שמים נוזליים בודאי לא יכולים להתקיים עקב הטמפרטורה הנמוכה.

עם זאת, באטמוספירה של מאדים יש ריכוז מתאן גבוה ממה שנחזה. יש אפשרות, קלושה אמנם, שעודף המתאן נוצר כתוצאה מפעילות של יצורים חיים. אנחנו מכירים על כדור הארץ חיידקים יוצרי מתאן שיכולים להתקיים בתנאים של קור קיצוני. לדוגמא כפי שדווח בניו-סיינטיסט בקישור הבא :

http://www.newscientist.com/article/dn8428-extreme-bugs-back-idea-of-life-on-mars.html

יצורים כאלו יכולים, בעקרון, להתקיים גם במאדים, אם קיימים מים.

כאמור, מים יכולים להיות על מאדים רק מתחת לפני השטח. אחת ההצעות היא שעל מאדים יש אזורים שבהם יש פרמה-פרוסט. זהו מצב מוכר מכדור הארץ, למשל בסיביר ובאלסקה, שהקרקע ספוגה במים קפואים לעומק רב. זה לא קרחון, כלומר מים כמעט טהורים, וזה לא בדיוק אדמה כפי שאנחנו מכירים מסביבתנו, אלא תערובת של אדמה ומים או ליתר דיוק אדמה וקרח.

המודל שהוצע הוא שהחיים יכולים להתקיים באזורים שבהם פעם בכמה שנים (של כדור הארץ) המים מופשרים חלקית, החיים נעשים פעילים, וכשהמים קופאים שוב, הם אולי נכנסים לתרדמה.

אחת הבעיות עם התאוריה הזו היא שדווקא יצורים חד-תאיים לא עמידים לקור קיצוני. אם הנוזל התוך-תאי יקפא, גבישי הקרח ישסעו לגזרים את קרום התא ויהרסו את האברונים הפנימיים.

יצורים רב-תאיים דווקא מוצלחים בהרבה בעמידות לקור. לדוגמא Tardigrade. זהו יצור שיכול להתקיים בלא מים למשך 120 שנה, עמיד בקפיאה כמעט לאפס המוחלט, לטמפרטורות של מינוס 272.8, עמיד גם בחימום לטמפרטורה של 151 מעלות, ללחץ פי 6 מהלחץ בתחתית האוקינוס, ואפילו לוואקום – טרדיגריידס שרדו 10 ימים בואקום בניסוי אירופי ב 2007. היצורים הללו עמידים גם לקרינת גאמא ואיקס במינונים קטלניים לחיים אחרים.

אפשר לסכם ולאמר שאנחנו מכירים יצורים על כדור הארץ שיוכלו לשרוד בתנאים של מאדים, אולם הבעיה היא שאלו כבר יצורים רב-תאיים, כלומר יחסית מפותחים. השאלה היא אם יוכלו יצורים כאלו להתפתח מראש בתנאים של מאדים, כלומר קודם שיופיעו חד-תאיים ואז רב-תאיים.

ומה בדבר כוכבי לכת במערכות שמש אחרות משלנו?

במשך שני העשורים האחרונים התגלו מעל 100 כוכבי לכת סביב שמשות אחרות. עקב שיטות הגילוי כוכבי הלכת שהתגלו הם ברובם ענקים גזיים, כלומר כוכבי לכת דומים לצדק. אולם, הגילויים המרובים מעלים את הסבירות שקיימים גם כוכבי לכת דומים לכדור הארץ.

בהתחשב בכך שיש מעל 100 מלירד כוכבים בגלקסיה שלנו לבדה, ועל אף הסתייגויות מכך שרק חלק מהכוכבים מתאימים לחיים כפי שאנחנו מכירים, נראה שהסיכוי לקיומן של מערכות שמש דומות לשלנו גבוה, ומשום כך גם הסיכוי לקיום חיים דומים למה שאנחנו מכירים על כדור הארץ.

לקריאה נוספת

טרדיגריידס ניו-סיינטיסט 10 נובמבר 2010 גליון 2786
http://www.newscientist.com/article/mg20827862.100-extreme-survival-the-toughest-beast-in-the-world.html?

http://www.newscientist.com/article/dn9941-instant-expert-astrobiology.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Astrobiology

אודות אמנון סטופ

תחומי הענין הספרותיים שלי מאז ילדותי היו מדע בדיוני ופנטזיה, לפני כ-15 שנה גיליתי מחדש את הקומיקס, ומזה כמה שנים אני מתענין במנגה ובאנימה. זכיתי בתואר ד"ר בפיסיקה מאוניברסיטת תל-אביב, בתחום האסטרופיסיקה. מאז שנת 2000 אני עוסק בתחום הסביבה, במסגרת החוג לגאופיסיקה ומדעים פלנטריים באוניברסיטת תל-אביב. כמו כן, עבדתי במרכז הבינתחומי לחיזוי טכנולוגי שליד אוניברסיטת תל-אביב המתמחה בעתידנות.
הפוסט הזה פורסם בתאריך מדע בדיוני, מדע פופולרי עם התגים , , . קישור קבוע.

תגובה אחת על אסטרוביולוגיה / אמנון סטופ

  1. מאת איב:‏

    האם מים מחלל החיצון נכנסים לכדור הארץ?
    אם כן אז באילו כמויות המים נכנסים?
    תודה על שיתוף הפעולה

כתיבת תגובה

האימייל שלך לא יוצג בבלוג. (*) שדות חובה מסומנים

*

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

*