Thairath Logo
กีฬา

สารคดี : พลิกฟ้า เจาะดาว ตามหาชีวิตนอกโลก

Share :

ปริศนาที่ทั้งเก่าแก่ที่สุดและน่าดึงดูดที่สุดข้อหนึ่งในโลก คือ มีสิ่งมีชีวิตนอกเหนือจากในโลกของเราหรือไม่ สิ่งมีชีวิตในพิภพอื่น ซึ่งอาจหมายถึงในระบบสุริยะของเรา หรือที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นอันไกลโพ้นก็ตาม อาจต้องเอาชีวิตรอดในมหาสมุทรที่มีน้ำแข็งปกคลุม เช่นที่พบบนดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี หรือในถ้ำปิดที่เต็มไปด้วยแก๊สพิษ ซึ่งอาจมีอยู่มากมายบนดาวอังคาร หากคุณสามารถแยกแยะและระบุสิ่งมีชีวิตที่สามารถอยู่ได้ในสภาวะสุดขั้ว บนโลก การค้นหาชีวิตในโลกอื่น ย่อมใกล้ความจริงเข้าไปอีกก้าวหนึ่ง

เป็นเรื่องยากที่จะชี้ชัดลงไปว่า งานค้นหาชีวิตท่ามกลางดวงดาวกลายจากนวนิยายวิทยาศาสตร์มาเป็นวิทยาศาสตร์ตั้งแต่เมื่อไร แต่หมุดหมายสำคัญครั้งหนึ่ง คือ การประชุมทางดาราศาสตร์เมื่อเดือนพฤศจิกายน ปี 1961 ซึ่งจัดโดยแฟรงก์ เดรก นักดาราศาสตร์ผู้สนใจแนวคิดเรื่องการค้นหาคลื่นวิทยุที่มนุษย์ต่างดาวส่งออกมา

ตอนที่เขาจัดการประชุมดังกล่าว โครงการค้นหาสิ่งมีชีวิตที่ทรงภูมิปัญญานอกโลก หรือเซติ (Search for Extraterrestrial Intelligence: SETI) "ถือเป็นเรื่องต้องห้ามของดาราศาสตร์ครับ" เดรก ซึ่งขณะนี้อายุ 84 ปี ฟื้นความหลัง เขาชักชวนนักวิชาการกลุ่มเล็กๆ ประกอบด้วย นักดาราศาสตร์ นักเคมี นักชีววิทยา และวิศวกร มาถกกันในเรื่องที่ปัจจุบันเรียกว่า ชีววิทยาดาราศาสตร์ (astrobiology) หรือวิทยาศาสตร์ว่าด้วยชีวิตนอกโลก เดรกต้องการความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญในการตัดสินใจว่า การทุ่มเทเวลาของกล้องโทรทรรศน์วิทยุเพื่อเฝ้าฟังการแพร่สัญญาณจากมนุษย์ต่างดาว จะมีความสมเหตุสมผลเพียงใด และวิธีการค้นหาที่น่าจะได้ผลมากที่สุดคืออะไร เขาสงสัยว่า อารยธรรมนอกโลกน่าจะมีได้สักกี่อารยธรรม เดรกจึงร่างสมการหนึ่งไว้บนกระดานดำ

นักดาราศาสตร์ แฟรงก์ เดรก ช่วยก่อตั้งวิชาดาราศาสตร์ชีววิทยาในช่วงทศวรรษ 1960

ร่างดังกล่าวซึ่งปัจจุบันรู้จักกันอย่างกว้างขวาง ในชื่อ สมการของเดรก (Drake equation) กำหนดกระบวนการที่นำไปสู่การตอบคำถามของเขา เริ่มด้วยอัตราการเกิดดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ในทางช้างเผือก แล้วคูณด้วยเศษส่วนของดาวที่มีระบบดาวเคราะห์ จากนั้นนำผลลัพธ์ไปคูณค่าเฉลี่ยของจำนวนดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อชีวิตในแต่ละระบบดาวเคราะห์ ซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์ขนาดประมาณโลกและอยู่ในวงโคจรที่เหมาะแก่ชีวิต แล้วคูณต่อด้วยเศษส่วนความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์เหล่านั้นอาจมีชีวิตเกิดขึ้นจริงๆ จากนั้นคูณด้วยเศษส่วนของโอกาสที่ชีวิตนั้นจะวิวัฒน์ปัญญา และคูณต่อด้วยเศษส่วนของโลกที่สามารถพัฒนาเทคโนโลยีการส่งคลื่นวิทยุซึ่งเราตรวจจับได้

ในขั้นตอนสุดท้าย คูณผลลัพธ์ล่าสุดด้วยเวลาเฉลี่ยที่อารยธรรม ซึ่งเชี่ยวชาญการใช้เทคโนโลยีวิทยุจะแพร่สัญญาณอยู่ได้นาน หรือกระทั่งอยู่รอดได้

สมการของเดรกน่าเชื่อถือมาก แต่ติดปัญหาตรงที่ไม่มีใครรู้ว่า เศษส่วนและค่าเฉลี่ยเหล่านั้นควรจะมีค่าเท่าไร ยกเว้นตัวแปรแรกในสมการ คือ อัตราการก่อตัวของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ถ้านักวิทยาศาสตร์ของเซติสามารถจับสัญญาณวิทยุนอกโลกได้สักชุดหนึ่ง ความไม่แน่นอนทั้งหลายย่อมหมดความหมาย แต่จนกว่าจะถึงวันนั้น ผู้เชี่ยวชาญ แต่ละหัวข้อในสมการของเดรกต้องพยายามให้ค่าหรือตัวเลขที่ดีที่สุด ไม่ว่าจะโดยการหาความเป็นไปได้ของการเกิดดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ หรือโดยการพยายามไขปริศนาว่าชีวิตเกิดขึ้นบนโลกได้อย่างไร

เวลาล่วงเลยมาอีกหนึ่งในสามของศตวรรษ กว่านักวิทยาศาสตร์จะเริ่มใส่ค่าโดยประมาณลงในสมการของเดรกได้ เมื่อปี 1995 มิเชล เมเยอร์ และ ดิดีเย เกโล จากมหาวิทยาลัยเจนีวา ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก ดาวเคราะห์ 51 ม้าบิน บี (51 Pegasi b) ที่อยู่ห่างจากโลกราว 50 ปีแสง เป็นกลุ่มแก๊สมหึมาขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของดาวพฤหัสบดี พร้อมวงโคจรที่เล็กมากจน “ปี” ของมันมีแค่สี่วัน และอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า 1000 องศาเซลเซียล

รถสำรวจบรูอี (BRUIE: Buoyant Rover for Under-Ice Exploration) แล่นไปตามพื้นผิวด้านล่างของแผ่นน้ำแข็งใน

ไม่มีใครคิดว่าชีวิตอาจอุบัติขึ้นในสภาพแวดล้อมเลวร้ายปานนั้น แต่การค้นพบดาวเคราะห์แม้เพียงดวงเดียวก็เป็นการเปิดศักราชใหม่ ต้นปีต่อมา เจฟฟรีย์ มาร์ซี ได้นำทีมของเขาสู่การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงที่สองและดวงที่สาม ถึงวันนี้นักดาราศาสตร์ยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเกือบสองพันดวงแล้ว ขนาดมีตั้งแต่เล็กกว่าโลกไปจนถึงใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ ยังมีดาวเคราะห์อีกหลายพันดวงที่รอการยืนยัน

ในบรรดาดาวเคราะห์เหล่านั้น ไม่มีดวงไหนเหมือนโลกทุกประการ แต่นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่า ไม่นานพวกเขาจะค้นพบสักดวงหนึ่ง จากข้อมูลการค้นพบจนถึงปัจจุบัน ซึ่งมักมีแต่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เมื่อไม่นานมานี้ นักดาราศาสตร์คำนวณว่า มากกว่าหนึ่งในห้าของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ มีดาวเคราะห์คล้ายโลกที่ชีวิตอาศัยอยู่ได้ ถ้าว่ากันตามสถิติ ดาวแบบนั้นดวงที่อยู่ใกล้เราที่สุดอาจห่างออกไปเพียง 12 ปีแสง จะว่าไปก็เหมือนอยู่ข้างบ้านเรานี่เอง

แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักล่าดาวเคราะห์เริ่มคิดได้ว่า การจำกัดการค้นหาอยู่ที่ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์นั้น ไร้เหตุผล ความจริงดาวฤกษ์ประมาณร้อยละ 80 ของทางช้างเผือกเป็นดาวสีแดงขนาดเล็กที่เย็นและมีแสงสลัว เรียกว่า ดาวแคระชนิดเอ็ม (M dwarf) ถ้าดาวเคราะห์คล้ายโลกต้องโคจรรอบดาวแคระชนิดเอ็มในระยะที่พอเหมาะ มันจะอยู่ใกล้ดาวแคระชนิดเอ็มยิ่งกว่าโลกใกล้ดวงอาทิตย์เสียอีก เพื่อให้ชีวิตเกิดขึ้นได้ง่ายพอๆ กับกรณีดาวเคราะห์คล้ายโลกโคจรรอบดาวคล้ายดวงอาทิตย์

ยิ่งไปกว่านั้น ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่า ดาวเคราะห์ที่ชีวิตอาศัยอยู่ได้ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เท่าโลก ดิมิทาร์ แซสเซลอฟ นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดอีกคนหนึ่ง บอกว่า “ถ้าถามผม ผมว่ามวลตั้งแต่หนึ่งถึงห้าเท่าของโลกเป็นใช้ได้ครับ” พูดง่ายๆ ก็คือ ความหลากหลายของดาวเคราะห์ที่ชีวิตอาศัยอยู่ได้และของดาวฤกษ์ที่พวกมัน โคจรรอบ ล้วนสูงกว่าที่เดรกและผู้เข้าร่วมประชุมเมื่อปี 1961 ตั้งสมมติฐานไว้อย่างจำกัดอยู่มาก

ภาพต่อและเติมสีของพื้นผิวเยือกแข็งเต็มไปด้วยรอยแตกของดวงจันทร์ยูโรปาซึ่งถ่ายโดยยานกาลิเลโอ

เท่านั้นยังไม่พอ เพราะปรากฏว่าช่วงอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมทางเคมีที่สิ่งมีชีวิตชอบความสุดขั้ว (extremophilic organism) สามารถดำรงอยู่ได้นั้นกว้างไกลเกินจินตนาการของผู้เข้าร่วมประชุมของเดรก ในช่วงทศวรรษ 1970 นักสมุทรศาสตร์ค้นพบพุน้ำร้อนยวดยิ่ง หรือช่องน้ำร้อน (hydrothermal vent) ซึ่งหล่อเลี้ยงระบบนิเวศอันรุ่มรวยของแบคทีเรียที่กินไฮโดรเจนซัลไฟด์และสารเคมีอื่นๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำ ก่อนจะกลายเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตลำดับสูงกว่า นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบสิ่งมีชีวิตแพร่กระจายอยู่ในน้ำพุร้อน ในทะเลสาบเย็นเยือก ลึกลงไปหลายร้อยเมตรใต้พื้นน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา ในแหล่งที่มีความเป็นกรด หรือเป็นด่างสูง ในแหล่งที่เค็มจัด หรือมีกัมมันตรังสีเข้มข้น และแม้แต่ในรอยแตกเล็กๆ ของหิน ลึกลงไปใต้ดินหนึ่งกิโลเมตรหรือมากกว่านั้น

ปัจจัยเดียวที่นักชีววิทยาเสนอว่า จำเป็นอย่างยิ่งต่อชีวิตในรูปแบบที่เรารู้จัก คือ น้ำในสถานะของเหลว ซึ่งเป็นตัวทำละลายทรงพลังที่สามารถพาสารอาหารที่เจืออยู่ไปยังทุกส่วนของสิ่งมีชีวิต ในระบบสุริยะของเรา เรารู้ตั้งแต่ครั้งที่ยาน มาริเนอร์ 9 ไปโคจรรอบดาวอังคารเมื่อปี 1971 ว่า น้ำน่าจะเคยไหลอย่างเสรีบนดาวเคราะห์ดวงนั้น ที่นั่นจึงอาจเคยมีสิ่งมีชีวิต อย่างน้อยก็จุลชีพและน่าเชื่อว่าชีวิตเหล่านั้นอาจยังพอหลงเหลืออยู่ใต้พื้นผิว ซึ่งยังมีน้ำในสถานะของเหลวตกค้าง ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ก็ปรากฏรอยร้าวบนพื้นผิวอายุค่อนข้างน้อยที่มีน้ำแข็งปกคลุม เท่ากับเป็นหลักฐานว่า ใต้ผืนน้ำแข็งนั้นมีมหาสมุทรน้ำในสถานะของเหลวอยู่ ความจริงระยะห่างจากดวงอาทิตย์ราว 800 ล้านกิโลเมตร น่าจะทำให้น้ำบนดวงจันทร์ยูโรปาแข็งตัวทั้งหมด แต่ดวงจันทร์ดวงนี้บิดตัวอยู่ตลอดเวลา เพราะถูกดึงและดันโดยแรงน้ำขึ้นลงจากดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ดวงอื่นในระบบ จนเกิดความร้อน ซึ่งทำให้น้ำใต้พื้นผิวยังคงสถานะของเหลวอยู่ได้ ในทางทฤษฎี ชีวิตจึงอาจดำรงอยู่ในน้ำนี้ได้เช่นกัน

นิตยสาร National Geographic ภาษาไทย

เรื่อง ไมเคิล ดี. เลมอนิก ภาพถ่าย มาร์ก ทีสเซน

อ่านเพิ่มเติม...
สารคดีพลิกฟ้าเจาะดาวตามหาชีวิตนอกโลกระบบสุริยะเควิน แฮนด์รถสำรวจบรูอีนักดาราศาสตร์เนชั่นแนลจีโอกราฟฟิก