هل نحن الوحيدون في هذا الكون؟ الذكاء الاصطناعي قد يحمل الإجابة

في 1977، نشرت صحيفة "نيويورك تايمز" (The New York Times) مقالاً بعنوان: "السعي إلى إنهاء شعورنا بالوحدة في هذا الكون"، وكان المقال يتحدث عن محاولات الفيزيائيين لالتقاط الرسائل الراديوية الصادرة عن الكائنات الفضائية. كان ذلك المشروع، المعروف باسم "البحث عن الحياة الذكية خارج كوكب الأرض" (أو سيتي SETI اختصاراً)، لا يزال في مراحله الأولى، وكان أنصاره يجدون صعوبة في إقناع أقرانهم وإقناع الكونغرس بأن الفكرة تستحق التمويل.

اكتسب هذا المسعى الذي يهدف إلى تحديد وجود أي كائن عاقل أو أي شيء آخر في الفضاء مكانة علمية أفضل خلال الفترة التي تلت نشر هذا المقال، والتي تبلغ نصف قرن تقريباً. في ذلك الحين، لم يكن الفلكيون قد تمكنوا بعد من اكتشاف كوكب واحد خارج نظامنا الشمسي. أمّا الآن، فنحن نعرف أن المجرة تعج بعددٍ كبيرٍ من العوالم المتنوعة. وعلى حين كانت محيطات كوكبنا تمثّل حالة فريدة من قبل، فإن الأدلة الحالية تشير إلى أن العديد من الأقمار في نظامنا الشمسي يحتوي على مياه سطحية.

إضافة إلى هذا، فإن تصورنا حول البيئات التي يمكن أن توجد فيها الحياة أصبح أكثر شمولية، وذلك بفضل اكتشاف كائنات حية محبة للظروف القاسية (كائنات إكستريموفيلية) على الأرض، التي تستطيع العيش والازدهار ضمن أماكن حارة أو مالحة أو حامضية أو مشعة إلى درجة لم نكن نعتقد أنها ممكنة من قبل، بما فيها بعض الكائنات التي تعيش قرب الفوارات المائية الحرارية تحت سطح البحار.

اكتشاف عوالم شبيهة بعالمنا

لقد أصبحنا أقرب من ذي قبل إلى اكتشاف مدى الانتشار الفعلي للعوالم الشبيهة بعالمنا. ويمكن لأدوات جديدة، بما فيها التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي، أن تساعد العلماء على تجاوز تصوراتهم السابقة حول معنى الحياة. فالأجهزة المستقبلية ستكون قادرة على استشعار مكونات الغلاف الجوي للكواكب البعيدة، ومسح عينات من نظامنا الشمسي، لدراسة احتوائها على أي دلائل حول وجود التراكيز الصحيحة من المواد الكيميائية المناسبة لحياة الكائنات العضوية.

يقول عالم الكواكب في مركز غودارد للتحليق الفضائي التابع لوكالة ناسا في ولاية ماريلاند، رافي كوبارابو: "أعتقد أننا سنتمكن من تحقيق هذا الأمر خلال فترة حياتنا. وسنتمكن من معرفة إن كانت الحياة موجودة على كواكب أخرى".

لطالما اشتبه البشر، على مدى فترة طويلة من تاريخهم، بوجود عوالم أخرى بعيدة، لكن الأدلة الفعلية كانت ضئيلة للغاية أغلب هذه الفترة. فقد اكتُشِف أول الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى -المعروفة بالكواكب الخارجية- في بداية التسعينيات من القرن الماضي، لكن الفلكيين لم يستطيعوا تحديد مدى انتشارها إلى أن أطلقت ناسا تلسكوبها الفضائي كيبلر عام 2009. أجرى العلماء، باستخدام كيبلر، عمليات مراقبة دقيقة لمئات الآلاف من النجوم، باحثين عن أي خفوت في سطوعها لكشف مرور أي كواكب أمامها. ساعدت هذه المهمة على زيادة عدد الكواكب الخارجية المعروفة من مجرد بضعة كواكب إلى أكثر من 5,500 كوكب.

بُنِي كيبلر للمساعدة على تحديد مدى انتشار الكواكب المشابهة للأرض التي تدور حول نجوم شبيهة بالشمس في مدار يبعد عن هذه النجوم مسافة مناسبة تُتيح وجود الماء السائل على سطح هذه الكواكب (وهي منطقة يصطلح في أغلب الأحيان على تسميتها بالمنطقة المعتدلة أو الصالحة للحياة [Goldilocks zone]). لم يتمكن العلماء حتى الآن من العثور على كوكب خارجي واحد يمثّل توأماً مثالياً لكوكبنا، لكنهم يستطيعون الاعتماد على الكم الهائل لهذه الاكتشافات في إجراء تخمينات مدروسة للعدد المُحتَمَل لهذه الكواكب. تشير أفضل التقديرات الحالية إلى وجود كواكب مماثلة لكوكبنا حول ما يقدر من 10% إلى 50% من النجوم المشابهة لشمسنا، ما يعني أن عددها كافٍ لإذهال الفلكيين.

تقول عالمة الفيزياء الفلكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) بمدينة باسادينا، جيسي كريستيانسين: "إذا كانت النسبة 50%، سيكون هذا أمراً مدهشاً، أليس كذلك؟ ثمة المليارات من النجوم المشابهة للشمس في مجرتنا، وإذا كان نصفها شموساً لكواكب تشبه الأرض، فهذا يعني وجود المليارات من الكواكب الصخرية الصالحة للحياة".

هل يوجد أحد يسكن هنا؟

لكن تحديد وجود كائنات عضوية على هذه الكواكب ليس بالمهمة السهلة. ويتعين على الباحثين التقاط الضوء الخافت من الكوكب الخارجي وتحليله إلى مكوناته من الأطوال الموجية، ومسحها بحثاً عن المؤشرات التي تدل على وجود أنواع مختلفة من المواد الكيميائية، وكمياتها. وعلى حين قد يرغب الفلكيون في التركيز على النجوم الشبيهة بالشمس، فإن هذا الأسلوب صعب من الناحية التقنية. حالياً، يركّز التلسكوب الفضائي الجبار الجديد جيمس ويب (JWST) التابع لناسا مرآته التي يبلغ قطرها 6.5 أمتار وأجهزته التي لا تُضاهى لاستشعار الأشعة تحت الحمراء على عوالم تدور حول نجوم أصغر وأكثر برودة واحمراراً من شمسنا، وهي تُعرف باسم الأقزام من التصنيف الطيفي إم أو "الأقزام إم" (M Dwarfs). قد تكون هذه الكواكب صالحة للسكن، لكن لا أحد يستطيع الجزم بهذا حالياً.

فحتى يكون الماء السائل موجوداً على سطحها، يجب على الكواكب التي تدور حول الأقزام إم أن تكون في مدار قريب من هذه النجوم، التي تميلُ إلى أن تكون أكثر نشاطاً من الشمس، وتُطلق انفجارات متوهجة وعنيفة يمكن أن تجرد الكوكب من غازات غلافه الجوي، ومن المرجح أن تترك الأرض خراباً قاحلاً. كان العلماء يستخدمون جيمس ويب لدراسة ترابيست-1، وهو قزم إم يبعد 40 سنة ضوئية عنا، وتحيط به سبعة كواكب صخرية صغيرة، تقع أربعة منها على المسافة الصحيحة التي تُتيح إمكانية وجود الماء السائل على سطحها. وقد تبين أن الكوكبين الخارجيين الأقرب إلى النجم غير محاطين بغلاف جوي، لكن العلماء ينتظرون بتوق نتائج عمليات الرصد باستخدام التلسكوب الفضائي جيمس ويب للكواكب الثلاثة التالية. فهم يرغبون في معرفة إن كان الغلاف الجوي يحيط حتى بالكواكب الموجودة خارج المنطقة الصالحة للحياة.

ثمة اهتمام خاص بالبحث عن الكواكب الأخرى التي تدور حول نجوم من فئة الأقزام إم، لأنها أكثر انتشاراً من النجوم التي تماثل الشمس حجماً. تقول كريستيانسين: "إذا تبين أن هذه الكواكب محاطة بغلاف جوي، فهذا يضاعف عدد الكواكب الصالحة للسكن في المجرة مائة مرة".

عند اكتشاف كوكب يشبه الأرض إلى درجة كبيرة، فسوف نبدأ حينها بالبحث عن الأدلة الكيميائية التي تشير إلى وجود حياة على السطح. لا يتمتع التلسكوب الفضائي جيمس ويب بدرجة الحساسية اللازمة لتنفيذ هذه العملية، لكن الأجهزة الأرضية المستقبلية، مثل التلسكوب الفائق الضخامة (ELT)، وتلسكوب ماجلان العملاق، وتلسكوب الثلاثين متراً (TMT) -التي يُتوَقع أن تبدأ بجمع البيانات في العقد المقبل- يمكن أن تلتقط آثار المواد الكيميائية على الكواكب القريبة الشبيهة بالأرض. أمّا المعلومات حول الأهداف البعيدة فلن تصبح متاحة إلى أن تُطلق ناسا بعثتها الرئيسية التالية، وهي بعثة المرصد الفضائي لرصد العوالم الصالحة للحياة (Habitable Worlds Observatory)، التي يُتَوَقع أن تنطلق في أواخر العقد المقبل أو أوائل العقد الذي يليه. وكي يتمكن التلسكوب من حجب الضوء المتوهج للنجم والتركيز على ضوء الكوكب الأكثر خفوتاً، وسماته الجزيئية المميزة، سيعتمد على ظل نجم خارجي، أو أداة تُسمَّى مرسام الإكليل (أو الكوروناغراف).

أمّا المواد الكيميائية التي يجب أن يركّز الفلكيون عليها بالتحديد في بحثهم فلا تزال مثاراً للجدل حتى الآن. من الناحية المثالية، يسعى الفلكيون إلى البحث عما يُعرف بالدلائل الحيوية، أي الجزيئات مثل الماء والميثان وثنائي أوكسيد الكربون، بتراكيز مماثلة لما هو موجود على الأرض. لكن المعنى العملي لهذه التراكيز ليس واضحاً على الدوام، بما أن كوكبنا نفسه مرّ بعدة مراحل كانت الحياة فيها موجودة عليه، لكن تراكيز المواد الكيميائية المختلفة كانت متباينة بدرجات كبيرة.

يتساءل كوبارابو: "هل نرغب في اكتشاف كوكب مماثل للأرض في حقبة الدهر السحيق (Archaean) التي تعود إلى مليارين أو 3 مليارات سنة؟ أم نرغب في اكتشاف كوكب مماثل للأرض في حقبة الطلائع الحديثة (Neoproterozoic)، حيث كانت الأرض أقرب إلى كرة ثلجية؟ أم نرغب في اكتشاف كوكب مماثل للأرض في وضعها الحالي، حيث يوجد الكثير من الأوكسجين والأوزون والماء وثنائي أوكسيد الكربون (CO₂)؟"

شهدت الأوساط العلمية مؤخراً موجة كبيرة من الحماس بعد اكتشاف تلسكوب جيمس ويب الفضائي لكبريتيد ثنائي الميثيل، وهو جزيء تشكّله الكائنات الحية فقط على كوكبنا، وذلك على كوكب خارجي يقارب حجمه تسعة أضعاف حجم الأرض، ويبعد عنا 120 سنة ضوئية. لم تؤَكَّد النتائج بعد، لكنها تبيّن أن هذه الأساليب معقدة وغير مباشرة. فإذا كان كبريتيد ثنائي الميثيل موجوداً بالفعل في الغلاف الجوي للكوكب، فيجب أن يتفكك ويشكّل الإيثان بفعل ضوء النجم الذي يدور حوله، وهو جزيء لم نكتشفه هناك بعد.

يقول كوبارابو: "لا يمكن لغاز وحيد أن يمثّل دلالة حيوية، بل يجب أن نكتشف تشكيلة محددة من هذه الغازات". في السنة الماضية، نشر كوبارابو بالاشتراك مع باحثين آخرين في هذا الوسط تقريراً يشدد على أن أي اكتشاف محدد يجب أن يوضع في سياق بيئته النجمية والكوكبية، بما أنه يُحتمل اكتشاف الكثير من النتائج التي تشير ظاهرياً إلى وجود الحياة، غير أنه قد تكون لها تفسيرات بديلة.

ما العوامل التي تحدد الحياة؟

تعود هذه المعضلة -أي التفريق بين الكائنات الحية والأجسام غير الحية- إلى زمن طويل للغاية، سواء من حيث دراسة الكواكب البعيدة، أو حتى دراسة الظواهر على كوكب الأرض. ومن المحتمل أن يتمكن الباحثون قريباً من الحصول على مساعدة التقنيات الخوارزمية التي تستطيع كشف الترابطات المعقدة إلى درجة يستعصي على الدماغ البشري استيعابها. في مجموعة من التجارب التي أُجرِيَت مؤخراً، اختار روبرت هيزن مع مجموعة من زملائه 134 عينة حية وغير حية (بما فيها النفط، والنيازك الغنية بالكربون، والمستحاثات القديمة، وبعوضة دخلت إلى المختبر)، وحولوها إلى بخار، وفككوها إلى مكوناتها الكيميائية. وقد اكتُشِفت 500,000 خاصية مختلفة تقريباً ضمن التشكيل الجزيئي لكل عينة، وعولجت بياناتها باستخدام برنامج تعلم آلي.

يقول هيزن، وهو مختص بعلم المعادن وعلم الأحياء الفلكي في معهد كارنيغي للعلوم: "عندما درسنا هذه الخصائص التي يبلغ عددها 500,000 خاصية، اكتشفنا بعض الأنماط التي تقترن فقط بالكائنات الحية، وبعض الأنماط التي تقترن فقط بالأشياء غير الحية".

بعد تدريب البرنامج على 70% من العينات، نجحت هذه الطريقة في كشف العينات ذات الأصل البيولوجي من بين العينات الباقية بدقة 90%. يبلغ طول الجهاز الذي استخدمه الباحثون لكشف المكونات الكيميائية للعينات 18 سنتيمتراً تقريباً، وهو صغير بما يكفي لإرساله مع البعثات الموجّهة إلى العوالم القريبة التي توجد محيطات على سطحها، مثل قمر يوروبا الذي يدور حول المشتري، أو قمر إنسيلادوس الذي يدور حول زحل. حملت العربة المتجولة بيرسيفيرنس التي أرسلتها ناسا إلى المريخ جهازاً مماثلاً، ولهذا يعتقد هيزن أن خوارزمية التعلم الآلي التي صممها فريقه قابلة للتعديل بحيث تتمكن من معالجة بيانات هذا الجهاز، والبحث عن الكائنات العضوية الموجودة هناك، سواء حالياً أو في الماضي. تُتيح هذه الطريقة للعلماء البحث عن أشكال حياتية تختلف كلياً عن الأشكال الموجودة على الأرض، بما أنها تعتمد على العلاقات الجزيئية بدلاً من كشف مواد كيميائية عضوية محددة، مثل الحمض النووي أو الحموض الأمينية، وهي مواد قد لا تكون موجودة في مناطق انتشار الكائنات الحية على كواكب أخرى.

بدأ الباحثون بتطبيق هذه الأساليب التي تعتمد على التعلم الآلي أيضاً في مشروع سيتي، الذي انتقل في السنوات الأخيرة إلى البحث عن مجموعة أكثر شمولية من ذي قبل من الأدلة المرئية التي تشير إلى وجود الكائنات الفضائية القادرة على استخدام الأدوات. ويركّز أغلب العاملين في هذا الحقل على البحث عن هذه الدلائل التكنولوجية، التي تُعَرّف بأنها "أيّ دلالة تكنولوجية قابلة للكشف عن بعد، والتوصيف باستخدام الأجهزة الفلكية"، وفقاً للباحثة في معهد سيتي، صوفيا شيخ. قد تكون هذه الدلالة إشارة راديوية، لكنها قد تشمل أيضاً أشياء مثل النبضات الضوئية الليزرية، والمشاريع الهندسية الفضائية العملاقة، وتلوث الغلاف الجوي، وحتى المسابر الاصطناعية التي تدخل نظامنا الشمسي.

في منشأة زويكي ترانزيينت بالقرب من مدينة سان دييغو في ولاية كاليفورنيا، التي تمشط سماء الليل بصورة متواصلة بحثاً عن أي ومضات ضوئية قادمة من مصادر مجهولة، يعمل المهندسون على تعليم الذكاء الاصطناعي كيفية كشف المظاهر التي لا يمكن توقع نشوئها من مصادر طبيعية. يقول الفلكي وعالم البيانات في كالتك، أشيش ماهابال: "لقد وصلنا إلى مرحلة تُتيح لنا البدء بطرح الأسئلة". يمكن أن تساعد الإجابات عن هذه الأسئلة على الكشف عن أحداث فلكية جديدة، أو حتى نجم محاط بألواح شمسية عملاقة توفّر الطاقة لمجتمع من الكائنات الفضائية التي تستهلك الكثير من الطاقة.

يعتقد باحثو سيتي أن استخدام أدوات كهذه قد يتسبب في تغيير عدد من المفاهيم المتأصلة في تفكيرنا البشري تجاه وجود الإنسان في هذا الكون. ويعترف معظمهم بأن توقعاتنا إزاء المخلوقات الموجودة في العوالم الأخرى مقيدة بخبراتنا في هذا العالم. على سبيل المثال، فإن البحث عن دلائل على وجود ألواح شمسية ضخمة من صُنع المخلوقات الفضائية "مبنية في أغلب الأحيان على افتراض وجود حاجة هائلة إلى الطاقة"، وفقاً لشيخ.

وبما أن العمل جارٍ حالياً على دراسة الاحتمالات الممكنة جميعها، يعتقد الكثير من العلماء أن الإجابة عن أسئلتنا حول الحياة الفضائية لم تعد بعيدة. لكن، وفي نهاية المطاف، فإن السؤال المتعلق بوحدتنا في هذا الكون هو مسألة فلسفية.

فعلى مر معظم التاريخ البشري، لم نعتقد أننا الوحيدون في هذا الكون؛ فقد دفعتنا تصوراتنا البشرية منذ الأزل إلى الاعتقاد بأن السماء تعج بالكائنات السماوية والوحوش والمخلوقات الأسطورية. ولم يبدأ البشر بالقلق حول مكانهم في الكون إلّا في العصر الحديث. لكن في المحصلة، يبقى هذا الكون موطننا، سواء كانت الحياة موجودة في مكان آخر ضمنه أم لا. ويمكننا أن نختار الشعور بالوحدة، أو الاستمتاع بكل ما يحيط بنا من جمال وروعة.