دليل محتمل على نظرية "مجالات دايسون" كوسيلة لاكتشاف المخلوقات الفضائية

(CNN)-- افترض الفيزيائي البريطاني الأمريكي الشهير، فريمان دايسون، أن الحل يكمن في قشرة مكونة من مرايا أو ألواح شمسية تحيط بالنجم بالكامل، وتستغل كل الطاقة التي ينتجها.

وكتب دايسون في ورقة بحثية عام 1960 والتي أوضح فيها لأول مرة المفهوم: "يجب على المرء أن يتوقع أنه في غضون بضعة آلاف سنين من دخولنا مرحلة التطور الصناعي، سيتم العثور على أي نوع ذكي يحتل بيئةً اصطناعيةً حيويةً، تحيط بالكامل بنجمه الأصلي".

إذا كان الأمر يبدو وكأنه خيال علمي، فهذا لأنه كذلك، أخذ دايسون الفكرة من رواية "أولاف ستابلدون" التي صدرت عام 1937 بعنوان “صانع النجوم”، وكان دائمًا منفتحًا بشأن ذلك. وكان العالم الراحل أستاذاً فخرياً في معهد الدراسات المتقدمة في برينستون، نيو جيرسي.

ومع ذلك، جاءت الفكرة من مفكر قال فيه البعض في المجتمع العلمي إنه ربما كان يستحق جائزة نوبل في وقت مبكر من حياته المهنية، ورسخ المفهوم وأصبحت الهياكل العملاقة الافتراضية تُعرف باسم كرات دايسون، رغم أن الفيزيائي أوضح لاحقًا أنها ستكون موجودة في الواقع، وتتكون من "مجموعة فضفاضة أو سرب من الأجسام التي تسير في مدارات مستقلة حول النجم."

في ورقته، لاحظ دايسون أيضًا أن مجالات دايسون ستعطي حرارة مهدرة، قابلة للكشف عن الأشعة تحت الحمراء، واقترح أن البحث عن هذا المنتج الثانوي سيكون طريقة صالحة للبحث عن الحياة خارج الأرض. وأضاف أن الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء في حد ذاته لن يعني بالضرورة الذكاء خارج الأرض، وأن أحد أقوى الأسباب للبحث عن مثل هذه المصادر هو أنه يمكن اكتشاف أنواع جديدة من الأجسام الفلكية الطبيعية.

قال جورج دايسون، الكاتب والمؤلف التكنولوجي. والثاني من أبناء دايسون الستة عبر البريد الإلكتروني: "كان العلماء (في ذلك الوقت) متقبلين إلى حد كبير، ليس لاحتمال العثور على حضارات فضائية، ولكن لفكرة أن البحث عن الحرارة المهدرة سيكون مكانًا جيدًا للبحث فيه.. لقد أخذ الخيال العلمي، من فيلم Footfall إلى Star Trek"، الفكرة وسار بها، في حين تبنى النقاد الاجتماعيون مجال دايسون كوسيلة للتشكيك في حكمة النمو التكنولوجي غير المحدود".

وقال دايسون: "سيكون من المجزي أكثر البحث مباشرة عن الذكاء، ولكن التكنولوجيا هي الشيء الوحيد الذي لدينا الفرص لرؤيته".

في الستينيات، لم يكن هناك طريقة للبحث فعليًا عن كرات دايسون، ولكن في الأوقات الأخيرة قام العديد من الباحثين بالبحث عنها، بما في ذلك أولئك في معهد SETI، وهي منظمة غير ربحية تهدف إلى البحث عن الذكاء الخارجي، ومختبر فيرمي الوطني للمسرعات، المعروف باسم "فيرمي لاب".

الآن، تقترح دراسة جديدة نظرت إلى 5 ملايين نجم في مجرة درب التبانة أن سبعة مرشحين يمكن أن يستضيفوا كرات دايسون - وهي نتيجة تجذب التدقيق والنظريات البديلة.

الاحتمالات

مؤلفو الدراسة، التي نشرت في 6 مايو في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، شرعوا على وجه التحديد في البحث عن مجالات دايسون، في شكل حرارة الأشعة تحت الحمراء بالقرب من النجوم والتي لا يمكن تفسيرها بأي طريقة أخرى.

وقال ماتيا سواثو، المؤلف الرئيسي للدراسة وطالب دكتوراه في قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة أوبسالا في السوي: "باستخدام بيانات تاريخية من التلسكوبات التي تلتقط التواقيع تحت الحمراء، نظر فريق البحث في النجوم التي تقع على بعد أقل من 1000 سنة ضوئية من الأرض".

وتابع: "بدأنا بعينة من 5 ملايين نجم، وطبقنا مرشحات لمحاولة التخلص من أكبر قدر ممكن من تلوث البيانات، وحتى الآن، لدينا سبعة مصادر نعرف أنها تتوهج في الأشعة تحت الحمراء ولكننا لا نعرف السبب، لذا فهي تبرز."

حذر سواثو من عدم وجود دليل قاطع على أن النجوم السبعة تحتوي على كرات دايسون حولها.

حيث قال سواثو: "من الصعب علينا العثور على تفسير لهذه المصادر، لأننا ليس لدينا بيانات كافية لإثبات ما هو السبب الحقيقي لتوهج الأشعة تحت الحمراء".

وتابع: "يمكن أن تكون كرات دايسون، لأنها تتصرف كما تتنبأ نماذجنا، ولكن يمكن أن تكون شيئًا آخر أيضًا."

من بين الأسباب الطبيعية التي يمكن أن تفسر توهج تحت الأشعة الحمراء هو التوافق غير المحظوظ في الملاحظة، مع وجود مجرة في الخلفية تتداخل مع النجم، أو تصادمات كوكبية تخلق حطامًا، أو أن النجوم قد تكون شابة وبالتالي لا تزال محاطة بأقراص من الحطام الساخن الذي ستتكون منه الكواكب لاحقًا.

تأتي البيانات المستخدمة من قبل الباحثين من تلسكوبين فضائيين نشطين - مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع النطاق، أو WISE، من ناسا وغايا من وكالة الفضاء الأوروبية - بالإضافة إلى مسح فلكي للسماء في ضوء الأشعة تحت الحمراء يسمى المسح الشامل للسماء بالأشعة تحت الحمراء ذات الطولين الميكرونيين. المعروف أيضًا باسم 2MASS، كان التعاون بين جامعة ماساتشوستس ومختبر الدفع النفاث التابع لناسا بين عامي 1997 و2001.

النجوم المرشحة هي جميعها أقزام حمراء، وهي النوع الأكثر شيوعًا من النجوم في مجرتنا. هي أيضًا أضعف وأصغر من شمسنا، مما يجعل متابعة الملاحظات أكثر صعوبة. من غير الواضح في هذه المرحلة ما إذا كانت النجوم تحتوي على كواكب حولها، حيث لم يتم ملاحظتها بعد بواسطة أي من التلسكوبات التي يمكن أن ترصد الكواكب المدارية. ومع ذلك، فإن العديد من الآلاف من الكواكب الخارجية التي حددها العلماء حتى الآن تدور حول الأقزام الحمراء، مما يجعل وجودها محتملًا؛ الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء لديها فرصة أعلى لأن تكون قابلة للسكن، وفقًا لوكالة ناسا.

دراسة سابقة، نُشرت في مارس واستخدمت بيانات من نفس المصادر مثل التقرير الجديد، قد وجدت أيضًا شذوذات تحت الحمراء بين مجموعة بيانات من 5 ملايين نجم في مجرتنا.

مهمة لتلسكوب ويب الفضائي

قالت زميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه في المدرسة الدولية غابرييلا كونتاردو: "لقد حصلنا على 53 مرشحًا لحالات شاذة لا يمكن تفسيرها بشكل جيد، ولكن لا يمكننا القول إن جميعهم مرشحون لمجال دايسون، لأن هذا ليس ما نبحث عنه على وجه التحديد للدراسات المتقدمة في تريستا، إيطاليا، الذي قاد الدراسة السابقة.

وأضافت أنها تخطط للتحقق من المرشحين مقابل نموذج Suazo لمعرفة عدد الأشخاص الذين يرتبطون به.

وأردفت: "عليك أن تتخلص من جميع الفرضيات والتفسيرات الأخرى قبل أن تقول إنها يمكن أن تكون كرة دايسون، للقيام بذلك، عليك أيضًا استبعاد أنه ليس نوعًا من قرص الحطام، أو نوعًا من اصطدام الكواكب، وهذا أيضًا يدفع العلم إلى الأمام في مجالات أخرى من علم الفلك لذا فهو مربح للجانبين."

يتفق كل من كونتاردو وسوازو على أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث حول البيانات، وأنه يمكنهم في النهاية اللجوء إلى تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا للحصول على مزيد من المعلومات، لأنه قوي بما يكفي لمراقبة النجوم المرشحة مباشرة. ومع ذلك، وبسبب الإجراءات التنافسية الطويلة التي تنظم استخدام التلسكوب، فإن تأمين الوصول إليه قد يستغرق بعض الوقت.

إذا كانت كرات دايسون موجودة بالفعل، ففيم يمكن استخدامها؟ وقال سوازو: "إذا تصورت أننا نمتلك نفس القدر من الطاقة التي توفرها الشمس في كل ثانية، فيمكننا أن نفعل أشياء لم نسمع بها من قبل.. يمكننا السفر بين النجوم، وربما يمكننا أيضًا نقل النظام الشمسي بأكمله إلى موقعنا المفضل، إذا أردنا ذلك".

ولكن لا تحبس أنفاسك، لأن التكنولوجيا والمواد الخام اللازمة لبناء الهياكل الافتراضية بعيدة كل البعد عن متناول البشرية.

وأضاف سوازو: "إنها كبيرة جدًا لدرجة أن كل ما لدينا على الأرض لن يكون كافيًا لبنائها".

وقال فريمان دايسون: "إنه ينبغي علينا تفكيك كوكب المشتري، الكوكب بأكمله (للحصول على المواد الخام".

ربما يعني هذا المقياس الفائق الضخامة أن مجالات دايسون، إذا كانت موجودة على الإطلاق، فهي نادرة جدًا.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا، جيسون رايت، عبر البريد الإلكتروني: "تكمن أهمية هذا العمل في أنه يقدم أول دليل قوي على عدم وجود الكثير من كرات دايسون في مجرتنا، على عكس توقعات البعض بأنها قد تكون حالة نهائية حتمية لتوسع الأنواع التكنولوجية في مجرتنا".

وأضاف أن الأجسام المرشحة التي اكتشفها ماتياس (سوازو) مهمة لأنها مهما كانت - وهي على الأرجح نجوم محاطة بمواد من نوع ما من الأحداث النادرة، مثل اصطدام الكواكب، رغم أنها يمكن أن تكون مجالات دايسون - فهي كائنات نادرة ومثيرة للاهتمام تستحق لمزيد من الدراسة، على سبيل المثال بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

المجالات المكسورة

توفي دايسون في عام 2020 قبل أن يتم العثور على أي من مجالاته، رغم أنها مجرد واحدة من عشرات الأفكار التي تحمل اسمه.

وقال أستاذ علوم الكمبيوتر والبيولوجيا التكاملية بجامعة تكساس في أوستن، ويليام بريس: "عندما كان عالمًا شابًا، أظهر دايسون أن ثلاث نظريات كمومية متنافسة كانت في الواقع نفس النظرية، وأنهى المنافسة دون سابق إنذار.. في وقت لاحق، طبق عبقريته على مجالات علم الفلك، وعلم الكونيات، وعالم خارج كوكب الأرض، وكذلك المشكلة الحقيقية للغاية المتمثلة في الانتشار النووي هنا على كوكب الأرض. وفي وقت وفاته، تم الاعتراف به كمفكر استفزازي ومبدع".

وقال توموتسوجو جوتو، أستاذ مشارك في علم الفلك في جامعة تسينغ هوا الوطنية في تايوان، هو أيضًا لم يشارك في الدراسة إمكانية أن يوفر نهج الباحثين وراء الدراسة الجديدة طريقًا أكثر إثمارًا في البحث عن الذكاء الخارجي.

وأضاف في بريد إلكتروني: "يبقى التلوث بأقراص الحطام النجمي، التي تحاكي تواقيع كرة دايسون تحت الحمراء، مصدر قلق.. يجادل المؤلفون بأن أقراص الحطام حول النجوم القزمة نادرة، ولكن السبعة المرشحين الذين اختارهم المؤلفون من بين 5 ملايين مصدر نادرون أيضًا. ومع ذلك، فإن المرشحين السبعة يستحقون المزيد من التحقيق بواسطة تلسكوبات قوية لتقييم أكثر دقة."

نُشرت ورقة في 23 مايو ردًا على ورقة سواثو وزملائه تقترح أن ثلاثة على الأقل من النجوم السبعة قد تم "تحديدها خطأ" ككرات دايسون وقد تكون بدلاً من ذلك "مجرات مغبرة ساخنة" - مجرات مغطاة بالغبار الساخن - وأن الأربعة المتبقية قد يتم تفسيرها بنفس الطريقة أيضًا.

نظرًا لأن دراسة سواثو تتطرق إلى السؤال الأساسي حول ما إذا كان البشر وحدهم في الكون، فإن البحث عن مرشحي كرة دايسون يتخطى مجالات مختلفة - بما في ذلك العلوم الأساسية والفلسفة والدين - وقد يزيد من مشاركة العلماء الشباب واهتمام العالم العلمي في الموضوع، وفقًا لزازا عثمانوف، المنتسب إلى SETI وعميد مشارك في كلية الفيزياء في جامعة تبيليسي الحرة في جورجيا، الذي لم يشارك أيضًا في البحث.

أما دايسون نفسه، إذا كان لا يزال على قيد الحياة، فسيكون أيضًا شديد الشك في أن هذه الملاحظات تمثل توقيعًا تكنولوجيًا. وجادل ابنه جورج: "اكتشاف ظواهر فلكية جديدة وغير تكنولوجية هو بالضبط سبب اعتقاده بأننا يجب أن نخرج ونبحث."