هل توجد بيرة في الفضاء: كيف يتم ملء الفراغ

"الفضاء مكان بارد وقاحل. لا شيء يمكن أن يوجد هناك ، لا شيء! " يجلس لودفيج فون دريك ، وهو عم غير معروف لدونالد داك وأستاذ علم الفلك ، على كرسي عالٍ في مرصده. عندما لاحظ أنه تم تصويره ، سقط على الأرض وسقط بصوت مرتفع. "أرى الآن نجوم لم أرها من قبل!" يئن. يذهب إلى طاولة بها جبل ضخم من الكتب. سمكا منهم هو دليل للسفر في الفضاء ، كتبه بنفسه. في مونولوج مدته 45 دقيقة ، يخبرنا بلكنة ألمانية قوية كيف اكتشفت البشرية الكواكب في نظامنا الشمسي وتوهمت كل شيء يمكن أن يزحف عليها. في بعض الأحيان يلتقط كتابًا من الكومة ويقرأ مقتطفًا منه ، ثم يرميه بلا مبالاة في ركن الغرفة. يتحدث عن كوبرنيكوس وغاليليو ، عن أحلام كبلر بالمريخ ، وخطاب فونتينيل عن الحياة على الكواكب الأخرى ، وحتى عن خداع جون هيرشل الكبير للقمر . يأتي الخيال العلمي إلى الحياة في رسم كاريكاتوري ملون: فالكائنات الفضائية المشعرة من الفضاء الخارجي والصحون الطائرة تطير عبر الشاشة. نتيجة لذلك ، يقول الأستاذ الكلمات الأخيرة. يعتبر كل هذه الأوهام هراء. لا شيء يمكن أن يعيش في هذه المساحة الفارغة والجرداء! ولكن خلال هذا الخطاب ، تم اختطاف وون دريك من قبل روبوت مريخي أسود من إحدى قصصه.

هذا الكارتون ، داخل الفضاء الخارجي ، جزء من عالم والت ديزني الرائع من مختارات الألوان ، مسلسل تلفزيوني من ستينيات القرن الماضي. يقود أستاذ بطة غائب العقل العديد من الحلقات بمواضيعه الخاصة: تاريخ الطيران ، طيف الضوء ، الفضاء - كل هذا يقلق الأطفال الأمريكيين في عصر الفضاء.



كان لو ألاماندولا مراهقًا في الستينيات ، في وقت هاجس العلم. نشأ وترعرع في عائلة كاثوليكية في نيو جيرسي. كان جده وجدته من المهاجرين الإيطاليين ، ولم يتعلم التحدث باللغة الإنجليزية حتى بدأ في الذهاب إلى المدرسة. لا يزال يتذكر رسوم ديزني مع لودفيج فون دريك ، والتي تم عرضها في أمسيات الأحد. قال لي: "دعا فون دريك المادة بين النجوم - الفراغ الفارغ بين النجوم والكواكب - مكان قاحل لا يوجد فيه شيء". "هذا كل ما عرفناه في الستينيات". الآن نحن نعرف أكثر من ذلك بكثير. الفضاء بين النجوم مليء بالجزيئات التي يمكن العثور عليها على الأرض ".

أتحدث مع ألاماندولا صباح الأربعاء ، أثناء زيارته لمرصد ليدن. هذا رجل طويل ذو شعر مجعد يشيب على معابده. خلال محادثتنا ، يفتح باب مكتبه بشكل دوري - هؤلاء هم الزملاء الذين يحتاجون بشكل عاجل إلى رأيه في أحدث بحث أو تعديل للمقال الذي يكتبونه معًا. يطلب من الجميع العودة إليه بعد الظهر. يقول: "هنا ، بعيدًا عن مكتبي وهاتفي ، من الأسهل بالنسبة لي رفض الأشخاص". يقع مكتبه في مركز أبحاث أميس ، وهو قسم من وكالة ناسا في كاليفورنيا. منذ عام 1983 ، كان Alamandola رئيسًا لمختبر الكيمياء الفلكية ، حيث درسوا سلوك الجزيئات في ظروف مماثلة للمساحة المفتوحة. الكيمياء الفلكية ، كيمياء الفضاء ، الانضباط جديد نسبيًا ، والألماندولا رائد في هذا المجال.

في 20 يوليو 1969 ، في ذروة عصر الفضاء ، تمسك مئات الملايين من الناس بأجهزة التلفزيون والراديو ، وهم يشاهدون مهمة أبولو 11 وهي تهبط على سطح القمر. سمعوا نيل أرمسترونغ يقول ، على خلفية ضوضاء الراديو: "هذه خطوة صغيرة للإنسان ، و قفزة عملاقة للبشرية."

يذكر أن القليل الذي عرفناه آنذاك عن التركيب الكيميائي للفضاء النجمي المتقاطع مع رواد الفضاء. وبالفعل ، بالمقارنة مع الأرض ، الفضاء فارغ جدًا.

ومع ذلك ، كنا نعلم أن المساحة لم تكن فارغة تمامًا. في بداية القرن العشرين ، أظهرت الصور من التلسكوبات التي قامت بمسح المناطق المليئة بالنجوم بقع مظلمة غريبة حيث لم تكن هناك نجوم. وتبين أنها غيوم ضخمة من الغاز والغبار الكوني البارد ، تمتص ضوء النجوم الموجودة خلفها. ولكن ما تم إخفاءه في هذه السحب الداكنة يمكن رؤيته باستخدام التحليل الطيفي.

كل ذرة قادرة على امتصاص وإشعاع الإشعاع عند موجات معينة ، مما يؤدي إلى صورة ثابتة لخطوط الامتصاص والانبعاث في الطيف. يمكن قياس هذه "بصمة" مع مطياف. قام مايكل ماير وجوف مارسي بقياس التغيرات في الطول الموجي لهذه الخطوط في الطيف النجمي من أجل استخدام طريقة دوبلر لتحديد سرعة النجوم.

ليس فقط للذرات الفردية خطوط طيفية. الجزيئات - توليفات من الذرات - تنبعث منها أيضًا ضوءًا لأطوال موجية معينة. يتم تحديد هذه الأطوال من خلال حركات الجزيئات. يتكون الهيدروجين ، أبسط جزيء ، من ذرتين هيدروجين متحدتين معًا. هذا المزيج ممكن بسبب حقيقة أن ذرتين مقسمتان على إلكترونين. يمكن تخيلها على أنها كرتان متصلتان بشريط مرن (إلكترونات). بما أن الشريط مرن ، يمكن أن تتحرك الذرات هنا وهناك ، كما لو كانت تؤدي التمارين. يمكن أن تحدث الحركات بسرعات متغيرة. إذا قاموا بتغيير السرعة أو الاتجاه ، فإنهم يصدرون جزيءًا من الضوء. هذه الجسيمات ، الفوتونات ، لها أطوال موجية محددة. وهذا يعني أن الضوء المنبعث من سحابة الغاز الكونية يحتوي على خطوط طيفية - بصمة - الجزيئات التي يتكون منها الغاز. بشكل عام ، بناءً على الضوء المنبعث من سحابة الغاز ، يمكننا معرفة الجزيئات التي تحتوي عليها.

تم اكتشاف الجزيئات لأول مرة في الفضاء فقط في منتصف القرن العشرين. كان هذا مستحيلًا سابقًا ، لأن خطوطها الطيفية لها طول موجي طويل جدًا ولا يمكن اكتشافها إلا باستخدام مقاريب لاسلكية أو تحت الحمراء. في عام 1800 ، اكتشف ويليام هيرشل لأول مرة إشعاع الأشعة تحت الحمراء القادم من الفضاء ، لكن الأمر استغرق وقتًا طويلاً لتطوير أدوات محسنة.

كما بدأ علم الفلك الراديوي في الانتشار فقط في الستينيات ، بفضل التقنيات التي تم تطويرها خلال الحرب العالمية الثانية. استخدمه فرانك دريك وزملاؤه في تجارب SETI المبكرة ، لكن علماء الفلك المهتمين بتشكيل النجوم درسوا أيضًا الموجات الراديوية. تم العثور على سحب الغاز والغبار بشكل رئيسي بين مجموعات النجوم الصغيرة ، مما يشير إلى أن النجوم ولدت في السحب. عندما تبرد السحابة ، تتحرك جزيئاتها ببطء أكثر حتى تنهار تحت تأثير جاذبيتها. تتكثف المادة الموجودة في منتصف السحابة لتشكل نجمة جديدة. يأمل الفلكيون في معرفة المزيد عن عملية التكوين هذه من خلال دراسة الخطوط الراديوية الطيفية لحامل النجوم .

كانت الجزيئات الأولى التي تم اكتشافها في الغبار بين النجوم وسحب الغاز بواسطة الملاحظات الراديوية ذات بنية بسيطة للغاية - لا يزيد عن ذرتين لكل جزيء (ثم تم العثور على الهيدروجين ، وثاني أكسيد الكربون ، والأمونيا NH ₃ والماء H ₂ O). في مارس 1969 ، تم الإعلان عن اكتشاف أكثر الجزيئات تعقيدًا: الفورمالديهايد ، CH ₂ O. مقالة مع الإعلان ، المؤلف الرئيسي كان الفلكي الراديوي لويس سنايدر ، انتهى على النحو التالي: "يمكن أن تتكون الجزيئات التي تحتوي على ذرتين على الأقل في الفضاء بين النجوم أكثر من الهيدروجين ".

في هذا البيان ، يمكن للمرء أن يدرك درجة معينة من المفاجأة: حتى ذلك الحين كان من المفترض أنه لا يوجد شيء في الفضاء. لقد كان "المكان القاحل" لودفيغ فون دريك ، إله الفراغ المنسي ، حيث لا يستطيع جزيء واحد أن يعيش. والآن تجرى التجارب ، ويترتب على ذلك أن الفضاء بين النجوم مكتظ بالمادة الكيميائية المعقدة. ظهر عمل سنايدر قبل أربعة أشهر من الهبوط على القمر ، مما أضاف تباينًا. يمكن للبشرية إرسال رواد فضاء إلى الفضاء ، ولكن لم يكن لديها أي فكرة عن الثروة الكيميائية الموجودة فيها.

يضحك الاماندولا ويهز رأسه عندما يفكر في العديد من الاكتشافات التي كان ينتظرها علماء الفلك في ذلك الوقت. في عام 1968 حصل على دبلوم في الكيمياء من سانت. البتراء ، جامعة كاثوليكية صغيرة في نيو جيرسي. "ببعض المعجزات" ، كما يصفها بنفسه ، تم اختياره لإجراء بحث مرشح في مؤسسة بيركلي المرموقة ، التي كان لديها واحدة من أفضل الأقسام الكيميائية في البلاد. كان معلمه الكيميائي جورج بيمنتل ، "شخص رائع لديه عشر مهارات ،" يقول ألاماندولا. كان من بين العديد من اهتمامات بيمنتل متعدد الأوجه ، الذي اخترع أيضًا الليزر الكيميائي ، قياس طيف الغازات بالأشعة تحت الحمراء في المختبر. أراد تطبيق هذه التكنولوجيا لتوضيح قضية وجود الحياة على المريخ ، وتحديد الغازات التي تشكل مصادرها أشكال الحياة. أرسلت وكالة ناسا مخطط الطيف الخاص بها الذي بناه على متن سفينة بدون طيار مارينر ، تحلق فوق الكوكب الأحمر. لم يكشف جهاز التحليل الطيفي عن المواد البيولوجية ، ولكنه قدم كمية كبيرة من المعلومات حول درجة الحرارة والظروف على سطح الكوكب. ثم اختارت وكالة ناسا بيمنتل لتكون أول مجموعة من العلماء الذين تم تدريبهم على رواد الفضاء. ومع ذلك ، غادر هذا البرنامج عندما أصبح من الواضح أنه ربما لم يعد في الفضاء.

من خلال الدراسة بتوجيه من بيمنتل ، تعرّف Lou Alamandola على مطيافية الأشعة تحت الحمراء في المختبر. بعد التخرج ، وجد وظيفة كباحث في ولاية أوريغون. عندما انتهى عقده في عام 1976 ، أصبح من الصعب عليه العثور على وظيفة جديدة. ويوضح قائلاً: "لقد ضربت أزمة النفط ولم يكن هناك ما يكفي من المال للبحث". - بدلاً من أربعة أو خمسة مقترحات كانت ستصلني منذ حوالي عشر سنوات ، تلقيت حوالي 80 رفض. أنا وزوجتي لدينا طفل ثان ، وكنا في الظلام حول مستقبلنا. ثم اتصل بي جورج بيمنتل. سمع عن موقف كان مثاليا بالنسبة لي. أراد معرفته ، الفلكي النظري Mayo Greenberg ، إنشاء مختبر يحاكي العمليات الكيميائية في سحب الغبار بين النجوم. كانت موسيقى لأذني. ثم قال جورج: "ناقص واحد فقط. كيف حالك مع الهولنديين؟ "

خلال المحادثات الهاتفية التالية مع غرينبرغ ، أصيب ألاماندولا بالحماس بشكل متزايد للعمل الذي كان عليه القيام به في مختبر غرينبرغ في ليدن. قبل ذلك ، كان الفلكيون منزعجين فقط من الغبار الكوني ، حيث غطت سحب الغبار الداكن رؤيتهم للمناطق المكونة للنجوم. لكن غرينبرغ وجدها مثيرة للاهتمام للغاية. اشتبه في أن جزيئات الغبار الكوني كانت مغطاة بطبقة من جليد الماء ، مثل كرات الثلج التي تم فيها إذابة مواد كيميائية أخرى - على سبيل المثال ، الأكسجين والكربون. يشرح ألاماندولا كيف توصل غرينبرغ إلى هذا الاستنتاج: "الغبار الكوني يحتوي على السيليكون ، مثل الزجاج. بخار الماء يتحرك في الفضاء يتكثف على السليكون بالطريقة نفسها الموجودة هنا على الأرض ، نلاحظ أنماط الجليد على النوافذ في الطقس البارد. يعمل الزجاج على تبريد الهواء وتجميد بخار الماء. هذا ليس سحرًا ، ولكن لسبب ما ، لم تحدث كرات الثلج حتى الآن لأي عالم فلك ".

أصبح غرينبرغ وألماندولا مهتمين بالحبيبات المجمدة ، حيث يمكن أن تحدث فيها جميع أنواع العمليات الكيميائية المستحيلة في أماكن أخرى. يشرح ألاماندولا: «تخيّل جزيءًا وحيدًا يطفو في فراغ الفضاء. "بعد بضع مئات الملايين من السنين ، يلتقي بجزيء آخر ، ويتفاعل معه ، ويشكل جزيءًا جديدًا." "ستسير هذه العملية بشكل أسرع إذا كانت الجزيئات معبأة بكثافة أكبر في الجليد المترسب على الغبار الكوني."

الجليد - الذي تكون كثافته ، بالمقارنة مع الفضاء بين النجوم ، مرتفع جدًا - يلعب دور مكان التقاء الجزيئات. عندما يضيء النجم سطح بقعة من الغبار ، فإنه ينشط العديد من العمليات الكيميائية المختلفة. تسمح الطاقة التي يتم الحصول عليها من الأشعة فوق البنفسجية بتكوين جزيئات أكبر من الطوب الصغير (على الأرض ، يمكن أن يكون تشكيل فيتامين د والتركيب الضوئي بمثابة أمثلة على مثل هذه العمليات). إذا تم تأكيد شكوك جرينبيرج ، فيمكن أن تظهر مجموعة كبيرة جدًا من الجزيئات في حبيبات الجليد بين النجوم. من الممكن أن المواد الكيميائية التي نشأت منها الكائنات الحية ظهرت أصلاً في الفضاء.

لذلك في عام 1976 ، انتقل ألماندولا وعائلته الصغيرة إلى ليدن. مكث هناك لمدة ثماني سنوات ، ويقول إن لغته الهولندية ما زالت "مقبولة للغاية". أراني صورة لفريق بحثي في ​​مختبر ليدن في السبعينيات. ثمانية رجال وامرأة. لديهم شعر طويل ، نظارات بإطارات سوداء ، وبعضهم ذو لحى سميكة. يقف جرينبيرج أمام المجموعة - رجل صغير بشعر رمادي ، في سترة زرقاء مع ياقة عالية ملفوفة وسترة تويد. المساعدون محاطون بمعدات متطورة.

يقول ألاماندولا أنه في السبعينيات ، تم إجراء البحث بشكل مختلف تمامًا عما هو عليه الآن. يقول: "لم تكن لدينا هذه الأشياء" ، بالنقر على شاشة الكمبيوتر المحمول. - كان من الطبيعي التحدث مع بعضنا البعض لساعات في البوفيه. عن العلم. لقراءة المقال ، كان عليك الذهاب إلى المكتبة ، حيث يمكنك قضاء نصف يوم في التفكير والسلام والهدوء. لا أعرف عدد الأشخاص الذين يقضون اليوم جالسين في الكتاب. طوال الوقت هناك حاجة للقيام بمجموعة من كل شيء. في المؤتمرات ، يتحقق الأشخاص من البريد ، بدلاً من الاستماع إلى المتحدث. يتوفر لك مجموعة كاملة من المؤلفات العلمية على جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك ، ولكن هذا لا يساعدك على استيعاب المعلومات بشكل أسرع. تألق شوارزنيجر في أفلام حول كيفية التقاط الآلات للعالم. في رأيي ، بطريقة ما ، لقد قبضوا عليه بالفعل ".


طيف بصري لمذنب Hyakutake ، يظهر السمات المميزة للجزيئات العضوية المختلفة

يعرض Alamandola الصورة التالية ، صورة مقربة للآلة التي وقف الباحثون حولها. "هذه كاميرا محاكاة الجليد. أنا عادة لا أحب شرح تصميم معدات القياس المعقدة ، ولكن هذا الجهاز بسيط للغاية. إنه ببساطة يعيد إنتاج الحالة الكونية التي نريد تكرارها ". بدون تفسير ، تبدو الماكينة معقدة حقًا ، تشبه إلى حد ما داخل الكمبيوتر. لديها مصباح يهدف إلى شيء مثل علبة من الكعك ، مع ماسورة مثبتة عليه. يقول ألاماندولا ، مشيرًا إلى الخريطة: "إنه يصدر ضوءًا فوق بنفسجي ويحاكي نجمًا". - يلعب الصندوق دور سحابة من الغبار. احتوى على عينة شديدة البرودة من جليد الماء الذي يحتوي على الأمونيا وأول أكسيد الكربون - جزيئين شائعين في الفضاء. يحتوي الأنبوب خلفه على مطياف. يلتقط الضوء ، الذي يخبرك ما إذا كانت الجزيئات قد تكونت في الجليد ، وأي منها ".

عملت. أراني ألاماندولا طيفين - الأول قبل التعرض والثاني - بعد ساعتين من التعرض للأشعة فوق البنفسجية. يظهر الطيف الأول فقط خطوط الماء وأول أكسيد الكربون والأمونيا - مكونات عينة الجليد. يحتوي الثاني على العديد من الخطوط الطيفية الجديدة التي تشير إلى وجود جزيئات جديدة أكبر تتكون من المكونات الأساسية.

كانت هذه النتيجة رائعة. بالقرب من النجوم ، يتحول الغطاء الجليدي للغبار الكوني إلى مصانع للجزيئات قادرة على إنتاج مجموعة واسعة من الهياكل المعقدة. في عام 1969 ، فوجئ العلماء عندما وجدوا أن الجزيئات المعقدة مثل الفورمالديهايد يمكن أن تظهر في الفضاء. وفي غرف الجليد في ليدن ، في ظروف تزامنت مع الفضاء ، بدأوا في استقباله بكميات كبيرة في السبعينيات.

لكن نتائج التجارب لم يلاحظها الآخرون وقبلوها على الفور. أخبرني ألاماندولا أن "الكيمياء الفلكية كانت لا تزال تخصصًا شابًا". - اكتشف العلماء المزيد والمزيد من الجزيئات في الفضاء. قاموا ببناء نماذج نظرية تظهر كيف تشكل العث الجزيئات بالضبط - في شكل غاز ، وليس في بلورة جليدية. حقيقة أن هذه التفاعلات لم يكن من الممكن أن تحدث إذا تم تجاهل الجزيئات ببساطة بشكل منفصل في الفضاء. تمكن علماء الفلك من دون حبيبات الجليد لدينا. لقد اعتبرونا أساتذة مجانين ".

تغير كل ذلك في الثمانينيات ، عندما قام ألاماندولا وزملاؤه ، بما في ذلك عالم الفلك ليدن Xander Tiilens ، بملاحظات من مرصد كويبر الجوي - طائرة لوكهيد ، التي تحولت إلى مرصد مجهز بمقراب ومطياف. يقع التلسكوب خلف الفتحة في جانب جسم الطائرة. تضمن البوابة الانتقالية عدم خروج الباحثين من الطائرة بسبب انخفاض الضغط في قمرة القيادة بعد فتح الفتحة. نظرًا لأن الطائرة يمكنها الصعود فوق طبقة بخار الماء في الغلاف الجوي ، يمكنها قياس كمية بخار الماء والجليد في الفضاء. وتم العثور على حبيبات الجليد: تحتوي سحب الغبار التي تتكون منها النجوم والكواكب على جليد الماء ونفس الجزيئات المعقدة التي تم الحصول عليها في مختبرات ليدن وأميس.

في مؤتمر عُقد في أستراليا عام 2010 ، سمعت لأول مرة عن كثرة الجزيئات التي تم اكتشافها في ذلك الوقت في الفضاء بين النجوم. جرى العشاء في المؤتمر في جزيرة ماجنتيك قبالة الساحل الشرقي لكوينزلاند. في حديقة المطعم ، يتجسس بين الجداول. انتهى حوالي 200 فلكي للتو من حلوياتهم ، وتحدث أندرو والش ، منظم المؤتمر. والش هو أسترالي صغير الحجم ، مع كمية صغيرة من الشعر على رأسه ولحية مضفرة في ضفائر رائعة. بالإضافة إلى علم الفلك ، يحب تحضير الجعة.

"عندما بدأت أطروحة الدكتوراه في علم الفلك ، سألني والدي:" إذن ماذا تفعل طوال اليوم؟ أخبرنا والش. "لقد قرأت له عنوان رسالتي:" الجمع بين مناطق Ultra-Compact Compact HII وانبعاث غاز الميثانول ".كانت عيناه مصقولة ورأيت أن انتباهه كان يتضاءل - حتى قلت "الميثانول". "آها! قال: إذن ، هل يوجد كحول في الفضاء؟ أوضحت أن البيرة تحتوي على الإيثانول وليس الميثانول. قلت: "الميثانول هو السم يا أبي". "إذا كنت تشرب قليلاً ، فسوف تصبح أعمى." إذا شربت أكثر ، فسوف تموت ". منذ تلك اللحظة ، فقد والدي كل الاهتمام في عملي. "أرغب في تصحيح هذا الوضع من خلال العرض التقديمي الحالي ، والذي أطلقت عليه اسم" البيرة في الفضاء "وكرسها لوالدي".

في 15 دقيقة ، أدرج والش - أكثر وأكثر ملتهبة - المكونات الرئيسية للبيرة. الماء والكحول (الإيثانول) والسكريات والعديد من الأحماض الأمينية. ثم أطلعنا على صورة للمناطق التي تتكون فيها النجوم - نفس سحب الغبار التي تحاكيها آماندولا مع الثلج المختبري. مع الحماس ، واحدا تلو الآخر ، دعا والش مكونات البيرة الموجودة في هذه الغيوم: الكثير من الماء والإيثانول ، وثاني أكسيد الكربون ، وحتى السكر وبعض الأحماض الأمينية البسيطة. لم يتم اكتشاف خمسة من الأحماض الأمينية والسكريات الأكثر تعقيدًا بعد ، لكن والش مقتنع أننا ببساطة لا ننظر بعناية كافية. وشجع زملائه على مواصلة البحث عن المكونات المفقودة من بيرة الفضاء. وختم بالقول: "والدي والعديد من الأشخاص الآخرين سيهدأون عندما سمعوا أننا وجدنا شيئًا مفيدًا في الفضاء".

منذ الثمانينيات ، لم يكتشف علماء الفلك بعض مكونات البيرة في الفضاء فحسب ، بل بدأوا أيضًا بحثًا أوليًا عن المواد الأساسية للحياة. عاد Lou Alamandola إلى الولايات المتحدة في عام 1983 ، حيث أسس مختبره الخاص في Ames من أجل مواصلة التجارب التي أجراها في ليدن. "إن قائمة المواد التي حصلنا عليها في المختبر طويلة جدًا لدرجة أن الكيميائيين يجدونها مملة. في أواخر الثمانينيات ، أردنا معرفة ما إذا كان بإمكاننا صنع جزيئات تشبه اللبنات الأساسية للكائنات الحية ". أسأل ألماندولا إذا كان من الصعب عليه ، وهو شخص متدين ، أن يجمع بين إيمانه ودراسة أصول الحياة. يقول "لا على الإطلاق". - الدين والعلم مجالان مختلفان لكل منهما أسرار عظيمة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكيمياء التي أدرسها بعيدة جدًا عن أصول الحياة ".

أدت بعض التجارب التي أجراها فريق Alamandola إلى نتائج ملحوظة. بعد كل تجربة ، ذاب الجليد المشعع وذاب في الماء. تم تسخين السائل عن طريق تبخير الماء. بقيت مادة دهنية ، أطلق عليها مايو غرينبرغ في تجاربه المبكرة اسم "القمامة الصفراء". ربما كان هناك شيء معقد للغاية في هذه القمامة الصفراء بحيث لا يمكن التعرف عليه بواسطة مطياف؟ تصدرت غرينبرغ عناوين الصحف في هولندا في الثمانينيات ، مع شكوك في أن الراسب الأصفر قد يحتوي على أحماض أمينية. الأحماض الأمينية هي أساس البروتينات في أجسامنا ولبنات الحياة. ونشرت صحيفة Leidse Courant المحلية ، دون تردد ، مقالًا بعنوان كبير للغاية: "اكتشف باحثو Leiden الحياة بين النجوم".

يقول ألاماندولا: "بالطبع ، لم نقم بإنشاء أي كائنات حية". - تحتاج دائمًا إلى مراقبة كلماتك ، وإلا سيفهم الناس كل شيء خاطئ. البريبايوتكس ، والمواد الحيوية ... وبعبارة أخرى ، نفس اللبنات التي تشكل الحياة. الإنسان ، وحتى خلية واحدة ، هو بناء معقد للغاية من Lego. وجدنا فقط عدد قليل من الطوب ليغو ، وليس الهيكل بأكمله ". لكنهم وجدوا مجموعة كبيرة ومتنوعة من كتل البناء الكيميائية تحت المجهر. بالإضافة إلى الأحماض الأمينية ، كانت هناك السكريات ، حتى الأحماض النووية ، التي تشكل أساس الحمض النووي. ووجدوا أيضًا جزيئات ممدودة تطرد الماء من جانب واحد (مسعور) وترتبط بسهولة بالماء من جهة أخرى (محبة للماء). تتكون أغشية الخلايا في جسم الإنسان من جزيئات من نفس النوع.

كما يروي ألاماندولا ، أصاب بالحماس مثل صحفي من Leidse Courant. وجدوا أن الحياة ممكنة في الفضاء! الأماندولا تمد ذراعيها وتطلب مني أن أهدأ. يقول: "هاها ، لوكاس ، لا أحد يعرف ما هي الحياة. بالنسبة لها هناك حوالي 500 تعريف مختلف. ما وجدناه لا علاقة له بالحياة في حد ذاته. وجدنا كتل بناء فقط. إن كيفية الحصول على كائن حي منهم أمر مختلف تمامًا ".

لقد ظل العلماء يعانون من هذه المشكلة منذ مئات السنين. في خمسينيات القرن الماضي ، أجرى ميللر وأوري تجارب لدراسة فكرة داروين عن الحياة على الأرض في بركة صغيرة دافئة ضربها البرق. في ظروفها التجريبية ، تم الحصول على جزيئات معقدة مثل الأحماض الأمينية ، ثم تم استنساخها بشكل أو بآخر بواسطة بيل بوراكي. أظهرت تجارب آلاماندولا وغرينبرغ أنه يمكن إنشاء نفس المواد في كتلة جليدية في الفضاء يشعها نجم. كان السؤال كيف تصل هذه المواد إلى الأرض؟

على الأرجح بدأت الأرض تطورها على شكل كرة ساخنة من الحجر المنصهر. منذ حوالي 4 مليارات سنة ، بردت بما يكفي لتبدأ الحياة في الظهور عليها. أقدم الحفريات الموجودة على الأرض هي البكتيريا التي ظهرت في ذلك الوقت. أظهرت التجارب على الجليد أنه يمكننا أن نجد في الفضاء المواد الأساسية اللازمة لهذه الكائنات الحية. هل يمكن لهذه الجزيئات من خلال خدمة بريد فضائية الوصول إلى الأرض بعد أن تبرد؟ Panspermia ، الفرضية القائلة بأن الحياة على الأرض ظهرت من الفضاء ، بدأت تتحول إلى فرصة مثيرة للاهتمام.

في عام 1989 ، التقى Alamandola مع الكيميائي الحيوي ديفيد ديمر. في ذلك الوقت ، كان لديمر جزء من نيزك سقط في أستراليا. تحطمت قطعة ضخمة من الحجر تزن 100 كيلوغرام إلى أجزاء صغيرة في الغلاف الجوي. في وقت لاحق ، تم تحليل الشظايا في المختبر. أظهر نيزك ديمر نفس البنية التي تشبه جدران الخلايا التي أنشأها في مختبر ألاماندول. كان هذا اكتشافًا رائعًا ، يُظهر أن النيازك التي تقع على الأرض تحتوي على المواد الأساسية اللازمة للكائنات الحية. ولكن لم يحن الوقت بعد لاستنتاجات بعيدة المدى. "لا يزال هناك أناس يغادرون الغرفة بعد سماع كلمة" المرمز الحيوي "- مؤشر الحياة. كنت ببساطة خائفة من إظهار بعض نتائجنا ، مشيرة إلى أن لبنات الحياة يمكن أن تظهر في النيازك. إذا فعلت ذلك ، على الأقل في المادة الكيميائية ،حتى في مؤتمر فلكي ، كان زملائي سيقررون أنني مجنون. "

ومع ذلك ، في منتصف التسعينات ، بدأ علم الأحياء الفلكي يكتسب شعبية. في عام 1996 ، تحدث ألامادولا في ندوة نظمتها وكالة ناسا وسيتي في جزيرة كابري قبالة الساحل الغربي لإيطاليا. في نهاية العرض ، قرر إظهار شريحة تظهر هياكل نيزك ديمر بجانب تلك التي خرجت من مختبره. قال لي "لقد حان الوقت". "كان الناس على استعداد لقبول فكرة أن النيازك يمكن أن تنقل مواد عضوية إلى الأرض."

منذ ذلك الحين ، كان هناك فهم متزايد بأن العديد من المواد التي نمتصها يوميًا تتكون في الفضاء. خذ الماء على سبيل المثال. كل نيزك أو مذنب عبارة عن كرة ثلجية عملاقة نشأت من مهد النجوم في النظام الشمسي. إذا اصطدم مثل هذا الجسم بالأرض ، فإنه يوفر كمية هائلة من الماء على سطح الكوكب. من الصعب أن نتخيل أن هناك ما يكفي من كرات الثلج ستصعد إلى الأرض لتنظيم المحيطات ، لكنني رأيت مؤخرًا صورة جعلت هذه الفكرة أكثر قبولًا. كانت صورة لأرض مجففة ، وبجانبها تم جمع المياه من جميع الأنهار والمحيطات والبحيرات وما إلى ذلك في ثلاثة مجالات صغيرة. تمثل أكبر كرة - قطرها يماثل المسافة من أمستردام إلى روما - جميع المياه الموجودة داخل الأرض أو فوقها أو فوقها.مقارنة بالأرض ، فهي صغيرة جدًا. وفكرة أن كل كوب من الماء وكل كوب من الشاي وكل بيرة شربتها على الإطلاق كانت جزءًا من كرة الثلج الكونية ، بدأت تبدو غير غريبة على الفور.

لا يبدو أن هناك ضربة نيزكية تحدث كل يوم ، لكنها ليست كذلك. تقع أكبر الضربات في الأخبار ، لكن آلاف الكيلوغرامات من المواد بين النجوم تقع في شكل نيازك صغيرة وغبار كوني على الأرض كل يوم. في النظام الشمسي الشاب ، كانت هذه التصادمات أكثر تكرارا وأقوى. يُظهر تأريخ الفوهات القمرية أنه قبل حوالي 4 مليارات سنة ، اندلعت عاصفة نيزكية لا تصدق في النظام الشمسي ، ودامت مليون سنة. كان عليه أن يترك علامة على الأرض وعلى القمر.

أحد التفسيرات المحتملة لهذا المطر هو أنه بعد وقت قصير من تكوينه ، اقترب المشتري قليلاً من الشمس. وقد حدث هذا بلا شك بسبب خطورة الكواكب والأجسام الصغيرة الأخرى التي تدور حول الشمس. يمكن أن يؤدي التحول في مدار المشتري إلى كسر توازن النظام الشمسي بأكمله والعمل كمنجدة ، مما يؤثر على جميع الحطام الفضائي المتطاير حول الكواكب. ونتيجة لذلك ، تعرضت الكواكب الداخلية - بما في ذلك الأرض - لقصف عنيف من قبل النيازك لفترة طويلة. أصبح هذا الحدث معروفًا باسم القصف العنيف المتأخر . ويلاحظ قصف مماثل اليوم حول النجوم الصغيرة في عملية التكوين. يتم إلقاء الغبار الكوني والماء ذهابًا وإيابًا على طول أجنة أنظمة الكواكب ، ويظهر على سطح الكواكب بعد أن يبرد.



إحدى أشهر الصور التي تم الحصول عليها من تلسكوب هابل الفضائي ، أطلق عليها علماء الفلك اسم "عين سورون" ، لأنها تشبه بشدة رمز الملك المظلم من أفلام "سيد الخواتم". تظهر الصورة هالة ذهبية محاطة بحلقة بيضاوية. تمت إزالة النجمة من وسط الحلقة لأنها ساطعة جدًا. هذا ترك علامة داكنة مستطيلة على الصورة ، تبدو وكأنها تلميذ.

هذه صورة Fomalhaut.، أحد النجوم الأقرب إلى الأرض. البيضاوي هو ضوءه المنعكس من حلقة الغبار الكوني. بقايا الغبار من المذنبات وغيرها من الحطام الفضائي تتطاير بشكل عشوائي. تتصادم آلاف الأجسام كل يوم وتتكسر إلى قطع صغيرة وتولد غبارًا كونيًا مملوءًا بالماء والجزيئات العضوية. تنتهي الشظايا الكبيرة والصغيرة في نهاية المطاف على سطح الكواكب الصغيرة التي تدور حول نجم صغير. تُظهر لنا أمطار فومالهاوت المصيرية كيف قد يبدو القصف العنيف المتأخر.

نحن نتعلم الآن المزيد عن هذه الأصداف الحاملة للماء الموجودة في نظامنا الشمسي. في عام 2014 ، وصل جهاز Rosetta إلى المذنب 67P / Churyumov - Gerasimenko . هبطت فيلا عليها، واستمرت السفينة الأم في الدوران حول المذنب لمدة عامين آخرين ، حتى سقطت (عمدا) على سطحها. وجدت روزيتا وفيلا في الماء المذنب والأكسجين والمركبات العضوية المختلفة (لا تخلط مع الكائنات الحية). ومن المثير للاهتمام أن التركيب الجزيئي للمياه على المذنب كان مختلفًا تمامًا عن الماء على الأرض ، مما يشير إلى أن المذنبات - أو على الأقل المذنبات المماثلة لـ 67P - ربما لم تساهم كثيرًا في توصيل المياه إلى الأرض. كانت مهمة Rosetta الحافلة بالأحداث هي المرة الأولى في التاريخ التي تم فيها دراسة المياه المذابة والغبار مباشرة.

بعد الانتهاء من المحادثة مع Alamandola ، شعرت وكأنني قمت برحلة فضائية. في ساعتين قضيناهما معًا في مكتبه في ليدن ، درسنا مسار الجزيء العضوي في الفضاء. من تكوينها في حبيبة الغبار المجمدة في مهد النجوم لنجم شاب ، من خلال قرص الغبار من الغبار والغاز حيث تتشكل النجوم ، وحتى تصل إلى الكوكب من خلال تصادم مع نيزك.

لا يزال الفلكيون يدرسون هذا المسار عن كثب ، بمن فيهم أولئك الذين يعملون في هولندا. جاء ألاماندولا إلى ليدن لإلقاء محاضرات لمجموعتي البحث الفلكي الرائعتين الموجودتين هناك ، بقيادة أحدهما صديقه وزميله السابق زاندر تيلنز. تلسكوبات مثل القمر الصناعي بالأشعة تحت الحمراء Herschel و ALMA ، مجموعة من عشرات الأبراج الراديوية الموجودة في جبال الأنديز الشيلية ، تفتح مثل هذه الأجزاء من الطيف التي كان يتعذر الوصول إليها في السابق. هذا يؤدي إلى اكتشاف خطوط طيفية جديدة وجزيئات جديدة في مناطق تكوين النجوم.

هذه الملاحظات تبعث على التفاؤل لدى بعض الباحثين عن كوكب الأرض حول فرص وجود الحياة على الكواكب الخارجية. في النهاية ، المواد التي يتألف منها سكان الأرض موجودة في أنظمة الكواكب الصغيرة. الفضاء ليس مكانًا قاحلاً فارغًا وصفه لودفيج فون دريك ؛ إنه مسدود بعناصر بناء الحياة العضوية. هذه المواد ، تذوب في الماء ، يتم توصيل النيازك باستمرار إلى سطح الكواكب الصغيرة. إذا كانت درجة الحرارة مناسبة وكانت جميع المكونات موجودة ، فإن الوقت والتطور سيقومان بالباقي. ربما هو هذا المنطق أدى الكواكب صياد ستيفن فوغت إلى موافقة من توفر 100٪ من الحياة على زارمينا .

ولكن في الوقت الحالي ، لا يزال الطريق المعبّد من اللبنات الأساسية عبر التفاعلات الكيميائية إلى الحياة نفسها مرصوفًا. لا نعرف حتى كيف حدث هذا على الأرض. الدليل المباشر - على سبيل المثال ، أشكال الحياة المبكرة - على حد علمنا ، اختفى في الغالب من على وجه الأرض. من المستحيل تحديد نظرية واحدة عن أصل الحياة من بين أمور أخرى بسبب الكثير من الشكوك. لذلك ، من المستحيل استخدام الحياة على الأرض كمخطط لبقية الكون. يتخذ معظم صائدي الكوكب نهجًا مختلفًا لمسألة وجود حياة خارج كوكب الأرض. تخيل أنه على كوكب آخر من نفس اللبنات التي نستخدمها على الأرض ونرى في كل مكان في الفضاء ، ظهر شكل معين من أشكال الحياة.كيف يمكننا بالضبط اكتشاف وجود هذا الشكل من الحياة من الأرض؟ كيف يمكننا التعرف على علامات الحياة على كوكب خارج المجموعة الشمسية؟

— , . : « : » [ Planet Hunters: The Search for Extraterrestial Life ].