آیا تمدن های هوشمند فرازمینی می‌توانند با یک اینترنت کهکشانی با هم ارتباط برقرار کنند؟

چند دهه پس از نقل‌ قول مشهور انریکو فرمی «همه کجا هستند؟»، ما همچنان شیفته پارادوکسی هستیم که به نام او است. با وجود تلاش‌های مکرر مؤسسه‌ی ستی یا جستجوی هوش فرازمینی (SETI) برای یافتن سیگنال‌های رادیویی از فضا و علائم قابل مشاهده تمدن‌های فرازمینی در منظومه‌های دوردست، تابه‌حال به هیچ دستاورد مهمی دست نیافته‌ایم.

پارادوکس فرمی، تضادی ظاهری است که میان نبود شواهد کافی و برآوردهای احتمالی بالا برای وجود تمدن‌های فرازمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نکات اساسی این استدلال که توسط فرمی و مایکل هارت مطرح شد، عبارت‌اند از:

• میلیاردها ستاره در کهکشان‌هایی که شبیه به خورشیدند، وجود دارد که بسیاری از آن‌ها، میلیاردها سال از زمین بیشتر قدمت دارند.
• به احتمال زیاد در اطراف برخی از این ستاره‌ها، سیاراتی به‌مانند زمین گردش می‌کنند و اگر زمین نمونه‌ای از سیاره‌ای باشد که در آن امکان به وجود آمدن حیات فراهم است، در برخی از این سیارات هم ممکن است که حیات هوشمندی پدیده آمده باشد.
• برخی از این تمدن‌ها ممکن است که به سفرهای بین ستاره‌ای دست یافته باشند، چیزی که زمینی‌ها هنوز به آن دست نیافته است.
• حتی با در نظر گرفتن سرعت آهسته سفرهای بین ستاره‌ای، طی کردن کهکشان راه شیری چند میلیون سال به طول می‌انجامد.

چنانچه تاریخ به ما آموخته است، شکست منتهی به ایده‌های جدید و جالب می‌شود. به‌عنوان مثال، در مقاله‌ای که به‌تازگی توسط دکتر دانکن اچ. فورگان از دانشگاه سنت اندروز در اسکاتلند منتشر شده، او نشان داده است که تمدن‌های فرازمینی می‌توانند با پدید آوردن یک گذر مصنوعی در ستاره‌های خود، با همدیگر ارتباط برقرار کنند. این «اینترنت کهکشانی» می‌تواند، راه تمدن‌های پیشرفته برای ارتباط با ما باشد.

مقاله فورگان با عنوان گذر فراخورشیدی اساس شبکه ارتباطات بین ستاره‌ای، اخیرا به‌صورت آنلاین منتشر شده است. دکتر فورگان یکی از محققان دانشکده فیزیک و نجوم اتحادیه‌ی فیزیک اسکاتلند در دانشگاه سنت اندروز (قدیمی‌ترین دانشگاه اسکاتلند و سومین دانشگاه قدیمی جهان) است و عضو مرکز علوم انسانی سنت اندروز است.

مقاله او با پرداختن به دو مسئله‌ی اساسی مرتبط به ارتباطات بین ستاره‌ای (زمان‌بندی و مصرف انرژی) شروع می‌شود. وقتی موضوع انتقال رادیویی به میان می‌آید، میزان انرژی مورد نیاز برای ارسال یک پیام در فواصل بین ستاره‌ای مقرون‌به‌صرفه نیست. ارتباطات نوری (به‌مانند لیزر) نیاز به انرژی کمتری دارند، اما دریافت درست این نوع پیام‌ها، نیاز به زمان‌بندی دقیقی دارد.

به همین جهت، هیچ یک از این روش‌ها برای ساخت یک سیستم ارتباطی بین ستاره‌ای قابل اتکا نیست. فورگان با اشاره به تلاش‌های اخیر برای شکار سیارات خارج از منظومه شمسی، استدلال می‌کند که روش گذر (ترانزیت) می‌تواند اساس ارتباطات بین ستاره‌ای باشد و هردوی این مشکلات را حل کند. این امر عمدتا به این دلیل است که روش گذر هم‌اکنون یکی از محبوب‌ترین و قابل‌اعتمادترین روش‌ها برای شناسایی سیاراتی در فراسوی منظومه شمسی ما است.

اخترشناسان با بررسی نوسانات نوری اجرام کیهانی در هنگام عبور این اجرام از مقابل ستاره میزبانشان، قادر به تشخیص سیارات یک منظومه دوردست هستند. این روش همچنین برای شناسایی وجود و ترکیب جو اطراف این سیارات فراخورشیدی کاربرد دارد. فورگان در این مقاله نشان می‌دهد که روش فوق می‌تواند به‌عنوان وسیله‌ای برایارتباط تمدن‌های فرازمینی مورد استفاده قرار گیرد. او در مقاله خود نوشت:

 تمدن A وقتی می‌تواند با تمدن  B ارتباط برقرار کند که تمدن B، قادر به مشاهده‌ی گذر سیارات منظومه‌ی تمدن A باشد. این امر می‌تواند با ساختن ابر سازه‌هایی برای تولید گذرهای مصنوعی قابل مشاهده توسط تمدن B یا انتشار سیگنال‌های B در زمان گذر انجام گیرد که می‌تواند مصرف انرژی را به‌طور قابل‌توجهی نسبت به روش‌های متداول الکترومغناطیسی کاهش دهد.

به‌طور خلاصه، فورگان استدلال می‌کند که در یک ناحیه‌ی کهکشانی قابل سکونت (ناحیه‌ای در کهکشان راه شیری که حیات در آن می‌تواند به‌طور بالقوه پدیده بیاید) تمدن‌های فرازمینی می‌توانند، بهترین روش برقراری ارتباط با یکدیگر را با ساختن سازه‌های عظیم گذر مصنوعی فراهم کنند. این گذرها به کمک این تمدن‌های فرازمینی می‌آید تا به‌وسیله‌ی آن تمدن‌های پیشرفته در منظومه‌های دیگر (همچون ما که به دنبال شکار سیاراتی در خارج از منظومه شمسی هستیم) را کشف کنند. فورگان همچنین زمان مورد نیاز برای چنین انتقال‌های اطلاعاتی را تخمین زده است. او در مقاله خود می‌نویسد:

پیامی با مسیر ۲۰ کیلوپارسکی (واحد سنجش مسافت‌های نجومی، معادل ۳.۲۶ سال نوری) با قطر گیگاهرتز، با سرعت نور می‌تواند در کمتر از ۰.۰۶ میر (میلیون سال) انجام گیرد. اگر یک دوره‌ی زمانی نسبتا کوتاه برای باقی ماندن این تمدن‌های فرازمینی در منطقه گذر در دوره‌ای ۱۰۰ هزارساله در نظر بگیریم، در مجموع ۳۰ تبادل می‌تواند بین این دو تمدن انجام شود.

امکان وجود حیات فرازمینی

برخی اخترشناسان بر این باورند که احتمالا چنین فعل‌وانفعالاتی می‌توانسته در ستاره تابی (KIC 8462852) رخ داده باشد. ستاره تابی که در پیکر آسمانی ماکیان واقع است، ۱۴۸۰ سال نوری با ما فاصله دارد. در ماه می سال ۲۰۱۵، اخترشناسان دریافتند که میزان نوسانات نوری این ستاره طی چند سال اخیر قابل‌ توجه بوده است. این رفتار غیرقابل توضیح منجر به این شده است که برخی نظریه‌پردازان نجومی فرضیه‌هایی مبنی بر وجود یک سازه فرازمینی در مقابل این ستاره را مطرح کنند.

به گفته فورگان، چنین احتمالی وجود دارد و در واقع این می‌تواند روشی نسبتا مقرون‌به‌صرفه برای ارتباط تمدن‌های فرازمینی با هم باشد. فورگان با بهره بردن از نظریه گراف، تخمین زده است تمدن‌هایی که در ناحیه‌ی حیات کهکشانی قرار دارند، می‌توانسته‌اند طی یک میلیون سال یک شبکه ارتباطی برای ارتباط باهم بسازند.

این شبکه‌ی ارتباطی نه‌تنها نیاز به مصرف انرژی کمتری برای انتقال اطلاعات دارد، بلکه محدودیت این سیگنال‌ها هم تنها به خود این تمدن‌ها محدود می‌شود. علاوه بر مقرون‌به‌صرفه بودن از لحاظ انرژی و داشتن محدوده‌ی وسیع ارتباطی، این روش مزایای دیگری هم دارد. در واقع برای انتقال اطلاعات خارج از منظومه شمسی، نیاز به سطح بالایی از پیشرفت‌های تکنولوژیکی است.

به عبارت دیگر، این تمدن‌ها باید به سطح پیشرفت خاصی دست یابند تا امکان ارتباط به‌وسیله‌ی این شبکه را داشته باشند. همین مورد باعث عدم ارتباط بین تمدن‌های غیر پیشرفته و پیشرفته و پیوستن آن‌ها به این شبکه ارتباطی می‌شود. مورد دیگر هم اینکه، سیگنال‌های شبکه گذر، بسیار قابل پیش‌بینی هستند و برای هر انتقال نیاز به یک دوره مداری دارند.

فورگان همچنین به برخی مشکلات اشاره می‌کند. دوره‌ای بودن این سیگنال‌ها حکم شمشیر دو لبه را دارد، چراکه این سیگنال‌ها زمانی فرستاده می‌شوند که دریافت‌کننده، قادر به مشاهده‌ی گذر باشد و باوجود این‌که یک ابرسازه می‌تواند برای تغییر دوره گذر حرکت کند، بازهم این مسئله می‌تواند از لحاظ هماهنگ‌سازی انتقال و دریافت، مشکلاتی را ایجاد کند.

فورگان با توجه به محدودیت‌های این تجزیه و تحلیل، اشاره می‌کند که این مطالعه‌ی متکی به مدارهای منظم ستاره‌ای است. همان‌طور که می‌دانید، مدارهای ستاره‌ای با گذشت زمان تغییر می‌کنند و ستارگان هم به‌طور منظم از ناحیه حیات کیهانی خارج می‌شوند. در واقع خورشید ما هم طی چند میلیارد سال آینده، یعنی زمانی که تبدیل به یک غول سرخ شود و اقیانوس‌های زمین را تبخیر کند، از ناحیه حیات خارج می‌شود و شاید انسان‌های آینده (اگر به هر دلیل طبیعی یا غیرطبیعی منقرض نشوند) باید به دنبال ساخت خانه‌هایی در سیارات دیگر باشند. علاوه بر این، مسئله‌ی دیگری که در میان است، اینکه چنین شبکه‌ای بین مناطق چگال‌تر در کهکشان (یعنی خوشه‌های ستاره‌ای کروی) و مناطقی با میدان‌های مغناطیسی ستاره‌ای متفاوت است. همچنین در این مطالعه، منظومه ستاره‌ای دوتایی در نظر گرفته نشده‌اند.

علاوه بر این، مدارهای سیاره‌ای با گذشت زمان به علت اختلالات ناشی از سیارات همسایه، ستارگان همراه یا برخورد با ستارگان مجاور تغییر می‌کنند. در نتیجه، مشاهده گذر سیاره حتی در مقیاس زمان کیهانی هم تغییر می‌کند. آخرين و مهم‌ترین مورد هم اینکه، در این مطالعه فرض بر این است که عمر طبیعی این تمدن‌های فرازمینی حدود یک میلیارد سال باشد که مشخصا در این مورد هیچ دانشی نداریم.

با این حال، این موارد نتیجه یافته‌های کلی فورگان را تغییر نمی‌دهد. فورگان با اشاره به ماهیت پویای ستارگان و سیارات و فرض قدمت تنها یک‌میلیون‌ساله یک تمدنی فرازمینی، هنوز هم از لحاظ ریاضی ساخت چنین شبکه ارتباطی بین ستاره‌ای را امکان‌پذیر می‌داند. علاوه بر این، یک شیء مصنوعی حتی پس از منقرض شدن تمدنِ ارسال‌کننده پیام، می‌تواند توسط دیگر تمدن‌ها دریافت شود. فورگان با در نظر گرفتن پارادوکس فرمی، نتیجه‌گیری می‌کند که این نوع ارتباطات نیاز به زمان زیادی برای تشخیص دارند. او در مقاله‌ی خود با اشاره به این نکته، نوشته است:

متوجه شده‌ام که تنها تمدن‌های اندکی می‌توانند به‌طور صحیح از روش گذر برای ارتباط باهم استفاده کنند. با این وجود، باید انتظار داشته باشیم که یک شبکه تجمعی واقعی وجود داشته باشد که برقراری ارتباط در آینده را به‌عنوان مثال از طریق سیگنال‌های الکترومغناطیسی امکان‌پذیر کند. در همه‌ی شبیه‌سازی‌های ما، شبکه‌ی تجمعی تمام تمدن‌ها را به یک شبکه کامل متصل می‌کند. اگر تمدن‌ها دانش خود را باهم سهیم شوند، این شبکه می‌تواند در مقیاس زمانی ۱۰۰ هزارساله‌ای کامل شود. با ساخت این شبکه‌ی ارتباطی، هر تمدنی می‌تواند به‌طور مستقیم یا از طریق تمدن‌های میانجی به دیگران متصل شوند.

به‌طور خلاصه، دلیل اینکه ما هنوز قادر به شنیدن (سیگنال‌های رادیویی) یا پیدا کردن شواهدی از تمدن‌های فرازمینی نشده‌ایم، تنها زمان‌بندی بوده است. ممکن است ما بدون اینکه بدانیم، با آن‌ها ارتباط برقرار کرده باشیم. درحالی‌که چنین تحلیلی به مطرح شدن فرضیه‌های جدید کمک می‌کند، مطمئنا می‌تواند به دلیل محتمل بودن چنین فرضیاتی جالب هم باشد. این دست مطالعات همچنین می‌تواند ابزار بالقوه‌ای برای تلاش‌های مکرر ما برای جستجوی هوش فرازمینی باشد، وظیفه‌ای که هم‌اکنون بر عهده مؤسسه‌ی ستی است.

و مورد آخر اینکه، این مطالعات می‌تواند، پتانسیل پارادوکس فرمی را به ما نشان دهد. اما برای اکنون، با توجه به دانسته‌های فعلی، نوسانات نوری ستاره تابی، شاید شواهدی از تمدن فرازمینی (احتمالا تمدنی از بین رفته) باشد. البته همیشه در این موارد از کلمه «شاید» استفاده کنید؛ چراکه ما هم‌اکنون هیچ شواهدی برای تأیید وجود چنین تمدنی در اختیار نداریم.

احتمالاتی که در این مقاله مطرح شده‌اند، بسیار هیجان‌انگیزند و ممکن است به شکار سیارات فراتر از منظومه شمسی در سال‌های آینده شتاب دهد. ما با بهره بردن از مأموریت‌های آینده‌ای همچون تلسکوپ فضایی جیمز وب (قوی‌ترین تلسکوپ ساخت انسان) و ماهواره رصد فضایی تس (TESS)، انتظار داریم که در سال آینده‌های دانسته‌هایمان در مورد منظومه‌های ستاره‌ای دور و نزدیک به‌طور چشم‌گیری افزایش یابد.

آیا ما نمونه‌های بیشتری از نوسانات نوری را پیدا می‌کنیم؟ فعلا کسی چیزی نمی‌داند. نکته مهم در این است که اگر ما به چنین نوساناتی دست پیدا کنیم (و نتوانیم علل طبیعی این نوسانات را بفهمیم) توضیحی احتمالی برای آن داریم. شاید تمدن‌های فرازمینی از ما می‌خواهند با آن‌ها ارتباط برقرار کنیم!