بعد حوالي 15 مليون سنة من الانفجار العظيم، برد الكون بأكمله لدرجة أن الإشعاع الكهرومغناطيسي المتبقي من بدايته الساخنة كان عند درجة حرارة الغرفة تقريباً.
في ورقة بحثية نشرت عام 2013 ، وصفت هذه المرحلة بأنها “حقبة صالحة للسكن في بدايات الكون “. ولو كنا قد عشنا في ذلك الوقت، لما كنا بحاجة إلى الشمس لإبقائنا دافئين، إذ أن الخلفية الإشعاعية الكونية ستكون كافية.
هل بدأت الحياة في وقت مبكر؟ على الاغلب لا. أنتجت الظروف الحارة والكثيفة في أول 20 دقيقة بعد الانفجار العظيم الهيدروجين والهيليوم فقط جنباً إلى جنب مع أثر ضئيل من الليثيوم (واحد من كل 10 مليارات ذرة) ووفرة ضئيلة من العناصر الأثقل. لكن الحياة كما نعرفها تتطلب الماء والمركبات العضوية، التي كان على وجودها أن ينتظر حتى دمجت النجوم الأولى الهيدروجين والهيليوم في الأكسجين والكربون في داخلها بعد حوالي 50 مليون سنة. وإن عنق الزجاجة الأول للحياة لم يكن درجة الحرارة المناسبة، كما هو الحال اليوم، بل بالأحرى إنتاج العناصر الأساسية.
بالنظر إلى العرض الأول المحدود للعناصر الثقيلة، ما هي بداية الحياة بالفعل؟ تشكلت معظم النجوم في الكون قبل الشمس ببلايين السنين. استناداً إلى تاريخ تشكل النجوم الكونية، أوضحت بالتعاون مع رافائيل باتيستا وديفيد سلون أن الحياة بالقرب من النجوم الشبيهة بالشمس بدأت على الأرجح خلال آخر مليارات السنين في التاريخ الكوني.
مع ذلك، فقد يستمر في الظهور في المستقبل على الكواكب التي تدور حول نجوم قزمة، مثل أقرب جيراننا، بروكسيما سنتوري، الذي سيصمد مئات المرات أكثر من الشمس.
في النهاية، سيكون من المرغوب فيه أن تنتقل البشرية إلى كوكب صالح للسكن حول نجم قزم مثل Proxima Centauri bحيث يمكن أن تحافظ مجموعته على دفء نفسها بالقرب من فرن نووي طبيعي لمدة تصل إلى 10 تريليون سنة في المستقبل (النجوم هي مجرد مفاعلات اندماج محصورة بالجاذبية، مع ميزة كونها أكثر استقرارًا ودائمًا من الإصدارات المحصورة مغناطيسياً التي ننتجها في منطقتنا مختبرات).
بقدر ما نعلم، الماء هو السائل الوحيد الذي يمكنه دعم كيمياء الحياة – ولكن هناك الكثير مما لا نعرفه. هل يمكن أن توجد سوائل بديلة في بدايات الكون نتيجة الاحترار بواسطة خلفية الإشعاع الكوني وحدها؟.
في ورقة جديدة مع Manasvi Lingam أظهرنا أن الأمونيا والميثانول وكبريتيد الهيدروجين يمكن أن توجد كسوائل بعد تشكل النجوم الأولى مباشرة وأن الإيثان والبروبان قد يكونان سوائل إلى حد ما في وقت لاحق. علاقة هذه المواد بالحياة غير معروفة، لكن يمكن دراستها تجريبيًا. إذا نجحنا في إنشاء حياة اصطناعية، كما هو الحال في مختبر جاك زوستاك بجامعة هارفارد، فيمكننا التحقق مما إذا كانت الحياة يمكن أن تظهر في سوائل أخرى غير الماء.
متى ظهرت الحياةلأول مرة
تتمثل إحدى طرق تحديد كيفية بداية الحياة في الكون في فحص ما إذا كانت تشكلت على كواكب حول أقدم النجوم. من المتوقع أن تكون مثل هذه النجوم ناقصة في العناصر الأثقل من الهيليوم، والذي يسميه علماء الفيزياء الفلكية “المعادن”.
(في لغتنا، على عكس لغة معظم الناس، يعد الأكسجين، على سبيل المثال، معدنًا). في الواقع، تم اكتشاف النجوم الفقيرة بالمعادن في محيط مجرة درب التبانة، وتم التعرف عليها كأعضاء محتملين من الجيل الأول من النجوم في الكون. غالباً ما تُظهر هذه النجوم وفرة معززة من الكربون ، مما يجعلها نجوم “فقيرة معادن معززة بالكربون ” CEMP) وقد اقترحت أنا وطالبتي السابقة ناتالي ماشيان أن الكواكب حول نجوم CEMP قد تكون مصنوعة في الغالب من الكربون، لذلك يمكن أن توفر أسطحها أساسًا غنياً لتغذية الحياة المبكرة.
لذلك يمكننا البحث عن الكواكب التي تعبر أو تمر أمام نجوم CEMP وتظهر بصماتها الحيوية في تكوين غلافها الجوي. وهذا من شأنه أن يسمح لنا أن نحدد من خلال الملاحظة إلى أي مدى قد بدأت الحياة في الكون في الماضي، بناءً على أعمار هذه النجوم. وبالمثل، يمكننا تقدير عمر المعدات التكنولوجية بين النجوم التي قد نكتشفها عائمة بالقرب من الأرض (أو التي ربما تحطمت على سطح القمر) بناءً على العناصر المشعة طويلة العمر أو مدى الندوب من آثار جزيئات الغبار على سطحه.
تتمثل الإستراتيجية التكميلية في البحث عن إشارات تكنولوجية من الحضارات البعيدة المبكرة التي سخرت طاقة كافية لجعلها قابلة للاكتشاف عبر النطاق الكوني الواسع. قد تكون إحدى الإشارات المحتملة وميض ضوء من شعاع ضوء موازٍ تم إنشاؤه لدفع أشرعة الضوء. يمكن ربط البعض الآخر بمشاريع الهندسة الكونية، مثل تحريك النجوم حولها. لكن لا يُتوقع أن تكون إشارات الاتصال قابلة للاكتشاف عبر الكون، لأن وقت انتقال الإشارة سيتطلب مليارات السنين في كل اتجاه ولن يتحلى أي مشارك بالصبر الكافي للانخراط في مثل هذا التبادل البطيء للمعلومات.
