המחקר שמסביר למה כמעט ואין סיכוי לחיים בחלל החיצון - מדע - הארץ

המחקר שמסביר למה כמעט ואין סיכוי לחיים בחלל החיצון

פרופסור צבי פירן פרסם באחרונה מאמר שעורר עניין המתאר את פיצוצי קרינת הגמא ולמה אנחנו בני מזל שזכינו דווקא בפינה הזאת בשולי הגלקסיה

שתפו כתבה במיילשליחת הכתבה באימייל

זוהי קריאה אחרונה לחייזרים, לחוצנים או לכל צורת חיים תבונית מחוץ לכדור הארץ: איפה אתם? קריאה זו אינה חדשה והיא לא גחמה רגעית שצצה משום מקום. זו אחת השאלות המטרידות אשר מעסיקות את חוקרי היקום מאז ומעולם, ונותרה עדיין בלתי פתורה.

אבל היא היתה רחבה ומסקרנת מספיק כדי להצמיח תרבות שלמה של ספרות וקולנוע מדע בדיוני; חוברות קומיקס; קבוצות והתאגדויות של מאמינים נלהבים שמכלים את זמנם במעקב וציפייה; תיאוריות וסיפורים על שרידי חייזרים שמוחזקים במחסן סודי בארה"ב; וגם פרויקטים של סריקות וחיפושים סיזיפיים אחר אותות מן החלל וכוכבים שייתכנו בהם חיים.

לא מעט בני אנוש משוכנעים שאי-שם ביקום שוכנות ציוויליזציות מתקדמות הצופות עלינו מרחוק – ובהן יצורים מפותחים שלועגים לטכנולוגיה הפרימיטיבית שלנו ולהתלהבות הגדולה מהסמארטפון החדש בשוק. אבל מעבר לכך? נאדה. לא אות חיים, לא ביקור נימוסים, לא הבלחה של צלחת מעופפת מעל בת־ים. החייזרים בחרו להשאיר אותנו עם מתיחה של דודו טופז משנות ה-90 - היחידים שמלך הרייטינג לא הצליח להביא לאולפן שלו.

קשה לתפוס ולהבין לעומק את המשמעות של גילוי חיים תבוניים נוספים על פלנטות אחרות. אם ייסתם הגולל על אפשרות זו תיגזר עלינו הכרה בלתי נמנעת בבדידותנו הקיומית בגלקסיית שביל החלב. אולי אין בכך כדי לסדוק את עולם הפנטזיה שנטווה בהתמדה, אבל כאשר מזקקים את המעטפת התרבותית סביב קיומם של חוצנים וחייזרים ונשארים עם המדע – נותרים בעיקר עם שאלות: בגלקסיית שביל החלב מיליארדי כוכבים וכיום כבר ידוע שלרובם יש מערכות של כוכבי לכת. ניתן לצפות שחיים יתפתחו ברבות ממערכות אלה ושברבים מהמקרים הציוויליזציות שיתפתחו יהיו מתקדמות יותר מאיתנו ויגיעו לשלב שבו יוכלו לנוע במהירות ברחבי הגלקסיה. מדוע, אם כך, לא זכינו עד כל לביקורים כאלה? התשובה אשר הציעו באחרונה שני אסטרופיזיקאים, מישראל ומספרד, לא מוסיפה אופטימיות בנוגע למפגש קרוב עם חברים מכוכב אחר.

לפני חודשיים פרסמו פרופ' צבי פירן מהאוניברסיטה העברית בירושלים ופרופ' ראול חימנז מאוניברסיטת ברצלונה, מאמר יוצא דופן במאגר המאמרים המקוון arXiv. במאמרם הם טוענים כי הבזקים של קרני גמא הרסניות, שנפלטו כתוצאה מהתפוצצויות קוסמיות רבות עוצמה, מונעים התפתחות של חיים על פלנטות אחרות. או במלים אחרות: הסבירות לקיומם של חיים מחוץ לכדור הארץ היא נמוכה מאוד עד לא קיימת.

בתוך ימים ספורים הכה המאמר גלים בקהילה המדעית, שחבריה מיהרו ליצור קשר, להתעניין ולהגיב ועורכו של כתב עת מדעי חשוב כבר הבטיח לפרסמו בקרוב (החוקרים מבקשים לא להקדים את המאוחר ולא לחשוף את שמו של כתב העת ע"א). המאמר גם חצה במהירות האור את גבולות העולם האקדמי. סופר המדע הבדיוני האמריקאי המפורסם, דיויד ברין, פנה גם הוא לפירן וחימנז. ברין, שנחשב לאושיית מד"ב עולמית, מחזיק גם בדוקטורט במדעי החלל ומרבה לעסוק בשאלות חיפוש חיים מחוץ לכדור הארץ. שבועיים לאחר פרסום המאמר ציטט ברין קטעים ממנו בבלוג ובדף הפייסבוק שלו וגלי ההדף עשו את שלהם. מאז זכה מחקרם של השניים לעשרות התייחסויות ופרסומים ברחבי הרשת וכן לכתבה מרשימה ב"אקונומיסט".

ככלל, פרסומים חדשים בתחומי האסטרופיזיקה, בוודאי לא כאלה שטרם ראו אור בכתב עת מדעי מעוררים הרבה פחות עניין. "זה עורר סערה בקהילת האסטרו־ביולוגיה שעוסקת בחיפוש חיים מחוץ לכדור הארץ, אבל לא רק", אמר ל"הארץ" פרופ' פירן, אסטרופיזיקאי ממכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית בירושלים. "קיבלנו התייחסויות רבות מקולגות, רובן היו מאוד חיוביות ונלהבות".

הרצינות שבה התקבלו ממצאי המחקר קשורה בכך שהם נתמכים בחישובים ונוסחאות פיזיקליות מתאימות, אבל גם בפרסונה שעומדת מאחוריו. פירן (65), שברקורד שלו יותר מ–400 פרסומים מדעיים, עריכה של עשרה ספרים וכתיבת שני ספרי מדע פופולארי, נמנה עם האסטרופיזיקאים המצוטטים והמשפיעים ביותר בעולם על פי רויטרס, ובאחרונה זכה במענק המחקר היוקרתי של הארגון האירופאי למחקר. 

קשה לתמצת את הקריירה הארוכה שלו שעברה בין היתר באוניברסיטאות הרווארד, קולומביה, ואוקספורד, וכן במרכז המחקר של נאס"א בשיקגו. תחומי המחקר שלו רחבים ומגוונים, גם אם אינם בדיוק הספרות שהאדם הממוצע קורא לפני השינה: אסטרופיזיקה יחסותית, קוסמולוגיה ותורת היחסות. מלבד חקר של תופעות התפרצויות גמא בכוכבים, עוסק פירן גם בחקר המבנה הפנימי של חורים שחורים, באזורים ריקים מגלקסיות ביקום, בקרינה קוסמית בעלת אנרגיה גבוהה, במפץ הגדול ותיאוריות מסע בזמן.

פירן באוניברסיטה העברית, השבועצילום: אמיל סלמן

קיומם או אי-קיומם של חיים מחוץ לכוכב לא נפלו בדיוק במסלול המחקר המתכונן שלו. "במקור, המחקר הגיע מכיוון קצת אחר. בבסיס לא שאלנו את השאלה שעליה קיבלנו בסוף תשובה. אבל כמו שקורה לא פעם במדע, רק בדיעבד התייחסנו למשמעות הרחבה יותר של הממצאים, באשר לקיום חיים מחוץ לכדור הארץ, לפחות באופן שאנחנו מגדירים 'חיים'", הוא מסביר. מה שעניין את פירן וחימנז מלכתחילה היה פיצוצים קוסמיים מסוג מסוים בגלקסיה – פיצוצים שיוצרים הבזקי קרינת גמא. במחקר הם ביקשו לחשב מחדש ובאופן מדויק יותר את קצב ההתפוצצויות הללו בגלקסיה, על פי מודל שפיתחו. לדבריו, "אנחנו כבר יודעים שיש ביקום פיצוצים מאוד חזקים שנקראים 'הבזקי קרינת גמא'. הפיצוצים האלה מתרחשים בדרך כלל במקומות רחוקים ובגלקסיות רחוקות. אבל בגלל שהם כל כך חזקים אנחנו מצליחים לראות אותם על פני כדור הארץ".

הפיצוצים שאותם מתאר פירן התגלו לראשונה באקראי בשנות ה–60 ובנסיבות שאין להן קשר לסקרנות מדעית - חתימת ההסכם בין ארה"ב לברית המועצות שלא לבצע פיצוצים גרעיניים בחלל. כדי לוודא שהרוסים עומדים בהסכם שיגרו האמריקאים לחלל לוויינים צבאיים בעלי רגישות ויכולת קליטת פיצוצים. באופן מפתיע החלו הלוויינים לשדר אותות המעידים על התפוצצויות רבות עוצמה בחלל. מהר מאוד התברר שלא מדובר בפיצוצים גרעיניים בחלל הקרוב כי אם בפיצוצים רחוקים יותר בעלי אפקט של פליטת קרני גמא.

הפיצוצים התגלו על ידי הלוויינים האמריקאים בשנת 1967 אולם דווחו בכתבי העת המדעיים רק החל משנת 1972. "מאז מנסים האסטרונומיים להבין את מקור הפיצוצים הללו ויש הרבה מאוד תיאוריות לגבי הגורם להם", אומר פירן. "מתוך מגוון הסברים קיימים ישנם שניים עיקריים: האחד, שהפיצוצים נוצרים כאשר כוכב מסוג מסוים מתפוצץ וקורס. כוכבים קורסים ומתפוצצים באופנים שונים, אבל רק חלקם גורמים להבזקי קרינת גמא. ההסבר השני מדבר על התנגשות בין שני כוכבי ניוטרונים".

העוצמה, כמות האנרגיה ויכולת ההרס של קרני הגמא היא בלתי נתפסת. פיצוצי קרני הגמא הם הבזקים מהירים ומרוכזים של קרינה קצרת גל בעלת אנרגיה גבוהה במיוחד. לשם המחשה, בפיצוץ קרני גמא גדול, שנמשך כ-20 שניות, נפלטת יותר אנרגיה מזו שמפיקה השמש ב-10 מיליארד שנות חייה. פיצוץ בעוצמה כה גדולה, שיתרחש קרוב לכדור הארץ - במרחק של 5,000 שנות־אור או פחות - עלול לגרום לנזקים עצומים ורבים. "היום אנחנו מבינים את הנזק שיגרם מפיצוץ כזה בקרבת כדור הארץ", אומר פירן. "שכבת האוזון שמגינה עלינו תושמד ונהיה חשופים משך כמה חודשים לקרינה ישירה מהשמש. קרינה זאת תגרום לנזקים בלתי הפיכים לדנ"א ותפגע בכל היצורים החיים על פני כדור הארץ או אפילו בשכבות העליונות של האוקיינוסים. תוך זמן קצר יושמד חלק ניכר מהחיים בכדור הארץ". או במלים אחרות, "התפוצצויות הגמא פוגעות בחיים כפי שאנו מכירים, חיים המבוססים על הגנה הניתנת משכבה אטמוספרית".

"על פי המחקר, קיים סיכוי סביר שאחת למיליארד שנים יתרחש פיצוץ מספיק קרוב לכדור הארץ שביכולתו לפגוע בהתפתחות החיים. אנחנו לא הראשונים לחשב את קצב האירועים הללו אולם בניגוד לקודמנו ערכנו חישוב מדויק יותר המאפשר לקבוע בוודאות גבוהה יותר את קצב האירועים. מהממצאים עלתה ההערכה כי אחד מאירועי ההשמדה הגדולים של חיים על פני כדור הארץ, שהתרחש לפני כ–350 מיליון שנה, נבע מפיצוץ כזה", מסביר פירן.

שני אירועים של הבזקי קרני גמא בעבר הלא רחוק הצליחו להשפיע על כדור הארץ, אם כי באופן מינורי ובלתי מזיק. בשנת 1983 השפיע פיצוץ רחוק מחוץ לגלקסיית שביל החלב של הבזקי קרינת גמא על שכבת היונוספרה שמעל שכבת האוזון באטמוספרת כדור הארץ — השכבה שבין היתר גורמת להחזר גלי הרדיו. "היונוספרה התנדנדה קצת והשתוללה והיו הפרעות בתקשורת הרדיו על כדור הארץ למשך כמה דקות. אבל זה לא הדבר המסוכן, כי במקרים אלה עוצמת קרני הגמא לא היתה גבוהה מספיק כדי לפגוע בשכבת האוזון". אירוע דומה התרחש שוב בשנת 2004, אז היה זה פיצוץ בתוך הגלקסיה ובמרחק של 30 אלף שנות אור מכאן.

בשבחי הפריפריה

פירן וחימנז אמנם אינם הראשונים לבצע חישובים והערכות של תדירות פיצוצי קרינת גמא בקרבת כדור הארץ, אבל הדבר שבגינו זכה מאמרם לעניין רב כל כך, הוא הרחבת השאלה המחקרית שלהם באשר לתדירות פיצוצי הגמא גם אל מקומות אחרים בגלקסיית שביל החלב. "באזורים אחרים, ובייחוד במרכז הגלקסיה – מרחק של 25 אלף שנות אור מכדור הארץ — שבו מרוכזים רוב הכוכבים, תדירות ההתפוצצויות היא הרבה הרבה יותר גבוהה. אנחנו נמצאים בפאתי הגלקסיה, בפריפריה, אבל לו כדור הארץ היה נמצא במרכז הגלקסיה לא היינו יכולים להתקיים. שכיחות האירועים הללו היא גבוהה כל כך, שבכל פעם שהיתה מתפתחת מערכת חיים היה מגיע פיצוץ כזה וגודע אותה", טוען פירן.

לטענתו הממצאים שעולים במחקר, מקטינים מאוד את הסבירות לקיומם של יצורים חיים במקומות נוספים בגלקסיה. יתרה מכך, הוא מסביר שהעידן נוכחי נחשב לרגוע יחסית בגלקסיית שביל החלב ושלפני כמה מיליארדי שנים סערה וגעשה הגלקסיה מפיצוצים עזים והתפרצויות אנרגיה בקצב מסחרר - מה שמקטין עוד יותר את הסיכויים להתפתחות חיים. הסבריו של פירן מעניקים לכדור הארץ מעמד של "נס קוסמי" ואפשר לשאוב מהם לפחות יתרון אחד בנוגע למושג "פריפריה".

אבל מה אם בכל זאת מסתתרים אי-שם, בין מיליארדי כוכבי הגלקסיה, עוד נסים כאלה דוגמת כדור הארץ, שבהם מתקיימים חיים? השאלה הזו מעולם לא הרפתה והמין האנושי אינו מרים ידיים וממשיך בחיפושים. אחת לכמה חודשים מופעים בכתבי עת מדענים פרסומים על הימצאותו של כוכב זה או אחר, שלטענת המדענים עשויים לשרור בו תנאים המאפשרים חיים. ואולם, חרף כל המאמצים טרם נמצאה הוכחה חותכת או עדות לקיומם של חיים כאלה.

באילו חיים בדיוק מדובר? זו שאלה מורכבת בפני עצמה. מרבית החיפושים אחר חיים בחלל מתמקדים במערכות חיים שדומות למערכות החיים שלנו. הם נשענים על הנחת מוצא מדעית מתבקשת, לפיה קיומם של חיים מחייב לכל הפחות תנאי מחיה בסיסיים כמו מקורות חמצן, מים זורמים וקרקע סלעית יציבה. המגבלות הללו פותחות פתח לתהיות ושאלות תיאורטיות באשר לקיומם של יצורים שאינם מצייתים למכניזם הביולוגי של בעלי החיים על פני כדור הארץ. בתהיות כאלה, לפחות בראיית המדע, יש הרבה יותר מיסטיקה מפרקטיקה. פירן סבור כי קיום חיים, כפי שאנחנו מכירים, עשוי היה להתפתח על פלנטות אחרות, אם בכלל, רק בפאתי הגלקסיה.

מחקרם של פירן וחימנז – מהדהד ומחדש ככל שיהיה – הוא כמו כוכב שנבלע בין אינספור כוכבים אחרים בגלקסיה. הוא מצטרף לדיון מדעי ארוך שנים של מדענים וסופרי מדע בדיוני.

בשנות החמישים של המאה הקודמת העלה הפיסיקאי אנריקו פרמי את השאלה, שזכתה לכינוי "פרדוקס פרמי": אם אכן ישנם יצורים תבוניים ביקום, אז היכן הם? שאלת היסוד הזו העסיקה גם את דיויד ברין שתיאר אותה במאמר מפורסם בשם "השתיקה הגדולה" ("great silence") מ–1983. התיאוריה של פרמי ושל אחרים שהחזיקו ברעיונות דומים הניחו כי הקצב המהיר של התפתחות התרבות האנושית, שהצליחה בתוך 5,000 שנה, מאז המצאת הכתב, לשלוח אדם לירח, למשל, מעיד על קצב התפתחות ציוויליזציוני וטכנולוגי מהיר, בוודאי ביחס לקיומו של היקום, כזה שיכול לייצר במהירות יכולת קיום והתיישבות על גבי פלנטות אחרות.

"אנחנו מסתכלים לתוך הגלקסיה ורואים מאות מיליארדי כוכבים והרבה מאוד מערכות שמש שדומות למערכת השמש שלנו. אם יש כל כך הרבה מערכות שמש כאלה, אפשר היה לצפות שלפחות בחלקן יתפתחו חיים, ובהם גם כאלה שהם הרבה יותר מפותחים מאיתנו, כיוון שהם החלו להתפתח הרבה לפנינו והגיעו לרמת התפתחות גבוהה יותר", אומר פירן. "אם יש כל כך הרבה ציוויליזציות מתקדמות אז למה הן לא מגיעות לכאן או מנסות לתקשר אתנו?", תוהה פירן ומיד משיב: "בעיני לא מעט אנשים, העבודה שפרסמנו נראית כמו הפתרון המתקבל ביותר על הדעת".

תגיות:

תגובות

הזינו שם שיוצג כמחבר התגובה
בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שהינני מסכים/ה עם תנאי השימוש של אתר הארץ