Thursday, May 21, 2009
آدریان ملوت از دانشگاه کانزاس می گوید: «هر ۶۲ میلیون سال یکبار٬ اتفاق ناخوشایندی برای تنوع زیستی روی کره‌ی زمین می افتد. دیرین شناسان٬ اطلاعات زیادی در مورد موجوداتی که فسیل آنها پیدا شده را جمع آوری کرده اند. با نگاه به این اطلاعات می توان تغییر تنوع زیستی را در گذر زمان مشاهده کرد.» مطالعات مناقشه برانگیز وی٬ که از پشتیبانی مطالعات دیگر گروهها نیز برخوردار است٬ نشان می دهد که افت تنوع زیستی روی زمین - که گاهی به شکل انقراض گونه‌ها در مقیاس وسیع اتفاق می افتد - در یک چرخه‌ی تناوب٬ تکرار میشود.
ملوت تغییرات تنوع زیستی روی زمین را با حرکت خورشید و ستارگان و سیارات مرتبط می داند. او در این مورد می گوید: «همزمان که خورشید حول مرکز کهشکان شیری در حال چرخش است٬ حرکتی عمودی نسبت به دیسک کهکشان راه شیری هم دارد. هر زمان که خورشید از سمت «شمال» کهکشان راه شیری بیرون می زند٬ تنوع زیستی روی کره‌ی زمین به شدت افت می کند.» لازم به ذکر است که منظور او از «شمال» کهکشان راه شیری٬ سمتی است که رو به خوشه‌ی ویرگو قرار دارد. خوشه ای عظیم متشکل از چندین کهکشان بسیار بزرگ. کهکشان ما (و بالطبع سیاره‌ی ما و خود ما) با سرعت ۱۲۰ مایل بر ثانیه به سمت خوشه‌ی ویرگو حرکت می کند.
به گفته‌ی ملوت٬ زمانی که کهکشان راه شیری به سختی و با تقلا در فضای بین کهکشانی حرکت می کند٬ موجی نیرومند در مقابل حرکت آن شکل می گیرد. این امواج٬ ذراتی پرانرژی از زیرمجموعه های اتمی را ایجاد می کند که به آن «تشعشعات کیهانی» می گوییم. این تشعشعات می توانند از دیواره های سلولها عبور کرده و صدمات غیرقابل جبرانی به مولکولهای دی ان ای وارد کنند. در حالت عادی میدانهای مغناطیسی کهکشان از ما در مقابل این امواج محافظت می کنند. اما هر ۶۲ میلیون سال٬ خورشید از سطح دیسک کهکشان خارج شده و وارد منطقه خطر میشود. ملوت می افزاید: «زمانی که خورشید وارد این محدوده میشود٬ کل سیاره‌ی زمین٬ دوز بسیار بالایی از تشعشعات کیهانی دریافت می کند.»
تمامی ستاره های داخل کهکشان چنین حرکتی را انجام می دهند٬ اما ستاره هایی که نزدیکتر به مرکز کهکشان هستند٬ این روند را بیشتر تکرار می کنند که این موضوع دیدگاه لاین ویور مبنی بر احتمال پایین تر شکل گیری فرمهای پیجیده‌تر ِحیات در این مناطق را تقویت می کند. با این حال میزان معینی از تشعشعات٬ بخشی از فرآیند شکل گیری حیات است٬ در حقیقت بخشی با اهمیت. این تشعشعات٬ عامل مهمی در ایجاد جهش های ژنتیکی هستند. به علاوه٬ انقراض گونه ها در سطح وسیع٬ راه را برای فرگشت گونه های جدیدتر باز می کند. این نگاه٬ تقویت کننده‌ی نظر خوشبینانه‌ی آدام است. ملوت از این بحث نتیجه میگیرد: «ما به میزانی از تشعشع نیاز داریم که چالش برانگیز باشد و موجب توسعه‌ی اشکال جدیدی از حیات شود نه آنقدر زیاد که کل سیاره را عقیم کند.»
نواحی مسکونی موقتی
فرضیه‌ی ملوت در مورد انقراض گونه ها در مقیاس وسیع٬ نشان می دهد که نواحی قابل سکونت نه فقط از نظر موقعیت مکانی در فضا٬ بلکه از نظر زمانی نیز قابل دسته‌بندی اند. این موضوع نشان می دهد که نه فقط «کجا» بلکه «چه موقع» نیز به همان اندازه در وجود حیات مهم است.
سوپرنوا ها مجددا در اینجا وارد معادله میشوند. وقتی که جهان بعد از انفجار بزرگ (Big Bang) شکل گرفت٬ تقریبا کل آن تشکیل شده از هیدروژن و هلیم بود. در چنین حالتی٬ تشکیل یک سیاره هم غیر ممکن بود٬ جه رسد به تشکیل یک موجود زنده. کربن٬ اکسیژن٬ آهن و سایر مواد باید منتظر تشکیل ستاره ها بمانند٬ علی الخصوص ستاره های بسیار بزرگ تا از طریق فیوژن هسته ای این مواد را تشکیل دهند. سپس این مواد بعد از تشکیل٬ به کمک بادهای ستاره ای (Stellar winds) یا انفجارهای سوپر نوایی٬ در اکناف جهان گسترده میشوند و مورد استفاده‌ی نسل بعدی از ستارگان قرار می گیرند. تشکیل مواد مورد نیاز برای تشکیل حیات به این شکل نیازمند میلیاردها سال است. بنابراین کل گیتی در حدود ۱۳/۷ میلیاردسال خالی از سکنه بود.
کهکشان ام-۸۳ با اشعه‌ی ایکس ساطع شده از سیاه چاله های خود می درخشد. هر یک از این سیاه چاله ها می توانند جهانی به وسعت جهانی که ما می شناسیم خلق کنند.
وقتی مواد سنگین در جهان منتشر شدند٬ نوبت به موضوع محدودیت عمر ستاره ها میرسد. خورشید٬ ستاره ای با اندازه‌ی متوسط٬ در حدود نیمی از عمر ۱۰ میلیارد ساله‌ی خود را پشت سر گذاشته است. در حدود ۵ میلیارد سال دیگر٬ یا خورشید آنقدر منبسط خواهد شد که زمین را در خود خواهد بلعید یا سطح زمین را مانند مثل سفالِ پخته٬ برشته خواهد کرد. حتی زودتر از آن٬ یعنی حدود ۱ میلیارد سال دیگر٬ افزایش درخشندگی خورشید ممکن است حیات را بر روی زمین غیر ممکن سازد. ستاره های درخشانتر و بزرگتر٬ که سوخت هسته ای خود را بسیار زودتر به مصرف می رسانند٬ ممکن است آنقدر سریع سوخته و از بین بروند که فرصت تشکیل اشکال پیچیده‌ی حیات را در اطراف خود ندهند.
خوشبختانه٬ این واقعیت که ستاره های کوتوله‌ی کم نور سرخ٬ توانایی بالقوه‌ی پشتیبانی از محیطی مانند زمین را در اطراف خود دارند٬ محدوده‌ی نواحی موقتی مناسب برای حیات را افزایش می دهد. کم نورترین و صرفه جوترین این ستاره ها٬ می توانند تا ۱۰ تریلیون سال عمر کنند. این زمان معادل ۱۰۰۰ برابر عمر خورشید است. در عین حال٬ مطالعات جدید نشان می دهد که جهان ممکن است تا ابد به انبساط خود ادامه دهد. و اگر چنین چیزی صحت داشته باشد٬ جهان٬ به شکلی که ما می شناسیم٬ جهانی مملو از ستاره ها و احتمالا مملو از حیات٬ لحظه‌ای گذرا در ابدیتی سرد٬ تاریک و تهی خواهد بود.
قسمتهای دیگر:
قسمت اول
قسمت دوم
قسمت چهارم
قسمت پنجم و آخر
ادامه دارد . . .
منبع: مجله دیسکاور
ملوت تغییرات تنوع زیستی روی زمین را با حرکت خورشید و ستارگان و سیارات مرتبط می داند. او در این مورد می گوید: «همزمان که خورشید حول مرکز کهشکان شیری در حال چرخش است٬ حرکتی عمودی نسبت به دیسک کهکشان راه شیری هم دارد. هر زمان که خورشید از سمت «شمال» کهکشان راه شیری بیرون می زند٬ تنوع زیستی روی کره‌ی زمین به شدت افت می کند.» لازم به ذکر است که منظور او از «شمال» کهکشان راه شیری٬ سمتی است که رو به خوشه‌ی ویرگو قرار دارد. خوشه ای عظیم متشکل از چندین کهکشان بسیار بزرگ. کهکشان ما (و بالطبع سیاره‌ی ما و خود ما) با سرعت ۱۲۰ مایل بر ثانیه به سمت خوشه‌ی ویرگو حرکت می کند.
به گفته‌ی ملوت٬ زمانی که کهکشان راه شیری به سختی و با تقلا در فضای بین کهکشانی حرکت می کند٬ موجی نیرومند در مقابل حرکت آن شکل می گیرد. این امواج٬ ذراتی پرانرژی از زیرمجموعه های اتمی را ایجاد می کند که به آن «تشعشعات کیهانی» می گوییم. این تشعشعات می توانند از دیواره های سلولها عبور کرده و صدمات غیرقابل جبرانی به مولکولهای دی ان ای وارد کنند. در حالت عادی میدانهای مغناطیسی کهکشان از ما در مقابل این امواج محافظت می کنند. اما هر ۶۲ میلیون سال٬ خورشید از سطح دیسک کهکشان خارج شده و وارد منطقه خطر میشود. ملوت می افزاید: «زمانی که خورشید وارد این محدوده میشود٬ کل سیاره‌ی زمین٬ دوز بسیار بالایی از تشعشعات کیهانی دریافت می کند.»
تمامی ستاره های داخل کهکشان چنین حرکتی را انجام می دهند٬ اما ستاره هایی که نزدیکتر به مرکز کهکشان هستند٬ این روند را بیشتر تکرار می کنند که این موضوع دیدگاه لاین ویور مبنی بر احتمال پایین تر شکل گیری فرمهای پیجیده‌تر ِحیات در این مناطق را تقویت می کند. با این حال میزان معینی از تشعشعات٬ بخشی از فرآیند شکل گیری حیات است٬ در حقیقت بخشی با اهمیت. این تشعشعات٬ عامل مهمی در ایجاد جهش های ژنتیکی هستند. به علاوه٬ انقراض گونه ها در سطح وسیع٬ راه را برای فرگشت گونه های جدیدتر باز می کند. این نگاه٬ تقویت کننده‌ی نظر خوشبینانه‌ی آدام است. ملوت از این بحث نتیجه میگیرد: «ما به میزانی از تشعشع نیاز داریم که چالش برانگیز باشد و موجب توسعه‌ی اشکال جدیدی از حیات شود نه آنقدر زیاد که کل سیاره را عقیم کند.»
نواحی مسکونی موقتی
فرضیه‌ی ملوت در مورد انقراض گونه ها در مقیاس وسیع٬ نشان می دهد که نواحی قابل سکونت نه فقط از نظر موقعیت مکانی در فضا٬ بلکه از نظر زمانی نیز قابل دسته‌بندی اند. این موضوع نشان می دهد که نه فقط «کجا» بلکه «چه موقع» نیز به همان اندازه در وجود حیات مهم است.
سوپرنوا ها مجددا در اینجا وارد معادله میشوند. وقتی که جهان بعد از انفجار بزرگ (Big Bang) شکل گرفت٬ تقریبا کل آن تشکیل شده از هیدروژن و هلیم بود. در چنین حالتی٬ تشکیل یک سیاره هم غیر ممکن بود٬ جه رسد به تشکیل یک موجود زنده. کربن٬ اکسیژن٬ آهن و سایر مواد باید منتظر تشکیل ستاره ها بمانند٬ علی الخصوص ستاره های بسیار بزرگ تا از طریق فیوژن هسته ای این مواد را تشکیل دهند. سپس این مواد بعد از تشکیل٬ به کمک بادهای ستاره ای (Stellar winds) یا انفجارهای سوپر نوایی٬ در اکناف جهان گسترده میشوند و مورد استفاده‌ی نسل بعدی از ستارگان قرار می گیرند. تشکیل مواد مورد نیاز برای تشکیل حیات به این شکل نیازمند میلیاردها سال است. بنابراین کل گیتی در حدود ۱۳/۷ میلیاردسال خالی از سکنه بود.
کهکشان ام-۸۳ با اشعه‌ی ایکس ساطع شده از سیاه چاله های خود می درخشد. هر یک از این سیاه چاله ها می توانند جهانی به وسعت جهانی که ما می شناسیم خلق کنند.
وقتی مواد سنگین در جهان منتشر شدند٬ نوبت به موضوع محدودیت عمر ستاره ها میرسد. خورشید٬ ستاره ای با اندازه‌ی متوسط٬ در حدود نیمی از عمر ۱۰ میلیارد ساله‌ی خود را پشت سر گذاشته است. در حدود ۵ میلیارد سال دیگر٬ یا خورشید آنقدر منبسط خواهد شد که زمین را در خود خواهد بلعید یا سطح زمین را مانند مثل سفالِ پخته٬ برشته خواهد کرد. حتی زودتر از آن٬ یعنی حدود ۱ میلیارد سال دیگر٬ افزایش درخشندگی خورشید ممکن است حیات را بر روی زمین غیر ممکن سازد. ستاره های درخشانتر و بزرگتر٬ که سوخت هسته ای خود را بسیار زودتر به مصرف می رسانند٬ ممکن است آنقدر سریع سوخته و از بین بروند که فرصت تشکیل اشکال پیچیده‌ی حیات را در اطراف خود ندهند.
خوشبختانه٬ این واقعیت که ستاره های کوتوله‌ی کم نور سرخ٬ توانایی بالقوه‌ی پشتیبانی از محیطی مانند زمین را در اطراف خود دارند٬ محدوده‌ی نواحی موقتی مناسب برای حیات را افزایش می دهد. کم نورترین و صرفه جوترین این ستاره ها٬ می توانند تا ۱۰ تریلیون سال عمر کنند. این زمان معادل ۱۰۰۰ برابر عمر خورشید است. در عین حال٬ مطالعات جدید نشان می دهد که جهان ممکن است تا ابد به انبساط خود ادامه دهد. و اگر چنین چیزی صحت داشته باشد٬ جهان٬ به شکلی که ما می شناسیم٬ جهانی مملو از ستاره ها و احتمالا مملو از حیات٬ لحظه‌ای گذرا در ابدیتی سرد٬ تاریک و تهی خواهد بود.
قسمتهای دیگر:
قسمت اول
قسمت دوم
قسمت چهارم
قسمت پنجم و آخر
ادامه دارد . . .
منبع: مجله دیسکاور
