العلم

إلى متى يمكن أن تستمر الحضارة؟

  • أندرس ساندبرج
  • ترجمة: ذيب عبد الله الأكلبي
  • تحرير: حنان عاطف

من أجل الازدهار لمليارات السنين، ستكون هناك بعض المشاكل المزعجة التي يتعين علينا حلها: من موت الشمس إلى انحلال المادة

هل يمكننا التنبؤ بالمستقبل البعيد؟ إذا لم نتمكن من التنبؤ بموعد هطول الأمطار الشهر المقبل، قد يبدو التنبؤ بما سنكون عليه بعد مليارات السنين مستحيلاً. ومع ذلك، ليس كل شيء فوضويًا مثل الطقس: حتى التوقعات البعيدة جدًا في بعض الأحيان تكون ممكنة، خاصة في الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات. يمكننا أن نكون واثقين من أنه سيكون هناك كسوف كلي للشمس في المملكة المتحدة في 23 سبتمبر 2090 لأن القمر والشمس والأرض يتحركون في مدارات مستقرة ويمكن التنبؤ بها مع اضطرابات طفيفة جدًا، وقوانين الجاذبية يتم اختبارها جيدًا الآن. وبالمثل، يمكننا استخدام الفيزياء الفلكية المعروفة للتنبؤ بما سيحدث على الأرجح في جميع أنحاء الكون أثناء توسعه.

يمكن وصف هذا النهج بأنه “علم آخر الزمان” – وهو مصطلح صاغه عالم الفلك مارتن ريس لاستخدام الفيزياء الفلكية لوضع نموذج للكون. أخذ ريس إشارة من اللاهوت، حيث “علم آخر الزمان” هو دراسة أحداث النهاية مثل نهاية العالم. والورقة الكلاسيكية حول هذا الموضوع هي بحث فريمان دايسون لعام 1979 عن الحياة في الأكوان المفتوحة، والتي حددت الكوارث الوجودية المحتملة التي يمكن أن تهدد الحياة في المستقبل البعيد، من موت الشمس إلى انفصال النجوم عن المجرات.

إذن، ما هي أكبر التحديات التي ستواجهها البشرية إذا بقينا على قيد الحياة في المستقبل البعيد؟ لا يمكننا أن نقول كيف يمكننا التغلب عليها، ولكن يمكننا أن نكون واثقين من أن هذه التهديدات لوجودنا قادمة لامحالة.

 

المشكلة الأولى: أن نظل أحياء لفترة أطول من الثدييات الأخرى

العمر الافتراضي لأنواع الثدييات حوالي مليون سنة أو قريبا من ذلك. من الحرب النووية إلى الأوبئة المصنعة بالهندسة الوراثية، من الواضح أن لدى الإنسانية مخاطر أخرى تحتاج أن تحد منها بشكل عاجل. حاليا، فإن معدل الانقراض الطبيعي أقل بكثير من الخطر الذي نسببه لأنفسنا.

إذا تمكنا من إصلاح المخاطر الوجودية الحالية ومشاكل الاستدامة، فسيتعين علينا التعامل مع بعض التحديات الأخرى للبقاء.

بالنسبة للمبتدئين، في بضع عشرات الآلاف من السنين سنضطر إلى التعامل مع نهاية الفترة “بين الجليدية” الحالية: نحن نعيش خلال انقطاع قصير لعصر جليدي طويل، لقد نجا أسلافنا من العصور الجليدية، لذا فمن المحتمل ألا يكون ذلك خطرا كبيرا، باستثناء أنهم كانوا من البدو الصيادين، ونحن نعيش حضارة عالمية.

قد نواجه أيضًا تغيرات مناخية كبيرة بين العصور الجيولوجية المختلفة. في الماضي، لم تكن الأرض أكثر برودة فحسب، بل كانت أكثر دفئًا أيضًا. خلال عصر الأيوسين، كانت درجات الحرارة أكثر دفئًا بمقدار 10 درجات مئوية، مع وجود النخيل والتماسيح في المنطقة القطبية الشمالية والاستوائية شديدة الحرارة لدرجة لا يمكن للبشر غير المحميين البقاء فيها. علاوة على ذلك، كانت هناك في الماضي فترات جليدية قاسية حيث غطى الجليد كل شيء على الأرض تقريبًا.

ثم هناك خطر البراكين، تأثيرات النيازك، انفجارات أشعة جاما، أو الاضطرابات البيئية الناشئة، والتي نعرف أنها تؤدي إلى انقراضات الكتلة الطبيعية مرة واحدة كل 100 مليون سنة.

في نهاية المطاف، قد لا يتحمل الإنسان العاقل كنوع لأننا يمكن أن نتطور إلى شيء آخر. نحن نتغير باستمرار ونخضع للانتقاء الطبيعي (حتى اليوم مع الرعاية الصحية الجيدة، فإن حوادث الطرق تختار ببطء الأشخاص الذين من المحتمل أن يقتلوا أنفسهم في حوادث المرور في سن الشباب)، وتسمح لنا التكنولوجيا الحيوية الحديثة بتعديل جيناتنا بشكل متعمد، ناهيك عن التقنيات التي تسمح لنا بالاندماج مع الذكاء الاصطناعي. على مدى ملايين السنين، من غير المحتمل أن نبقى كما نحن إذا لم نتخذ قرارًا مدروسًا للحفاظ على ما لدينا من موروثات جينية، ويمكن أن نجعل هذا القرار ثابتًا حتى بالنظر إلى الأزمنة الجيولوجية الطويلة.

إذا ظللنا كما نحن بعد مليار سنة من الآن، فستكون لدينا حضارات مستدامة قادرة على التعامل مع الكوارث على نطاق كوكبي، والتخطيط مسبقًا للتغيرات الجيولوجية، ومن المحتمل أن نكون مختلفين عما كنا عليه كاختلافنا مع الكائنات ثلاثية الفصوص. المفارقة هي أنه من أجل البقاء لفترة أطول من الثدييات الأخرى، فيجب أن نصبح شيئًا مختلفًا تمامًا عما نحن عليه.

 

المشكلة الثانية: النجاة من نهاية المحيط الحيوي

في غضون مليار سنة (تزيد أو تنقص بقليل)، فإن سطوع الشمس المتزايد سيحطم المحيط الحيوي للأرض.

تكمن المشكلة في أن حرارة الشمس تؤدي إلى زيادة تعرية الصخور، مما يؤدي بدوره إلى تفاعلات كيميائية تزيل كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون من الهواء كجزء من دورة الكربون، والذي يقود في النهاية إلى تجويع الحياة النباتية. بالإضافة إلى ذلك، ترتفع حرارة الكوكب كما لو كان صوبة زراعية حارة، وذلك مع تبخر المزيد والمزيد من بخار الماء كغاز دفيء قوي قادم من المحيطات، مما يجعله أكثر سخونة.

أحد الأساليب هو محاولة حماية المحيط الحيوي بهندسة النطاق الضخم لأطول فترة ممكنة. قد نقوم بإجراء الهندسة الجيولوجية عن طريق إضافة الهباء الجوي العاكس إلى الطبقة العليا في الغلاف الجوي، أو بناء الظل الشمسي بين الأرض والشمس، أو حتى نقل الكوكب إلى الخارج.

الحل الآخر هو نقل الحياة إلى الفضاء، إذا لم نكن قد قمنا بذلك بالفعل. تبدو موائل الفضاء المكتفية ذاتيًا ممكنة، وهناك مواد موجودة أكثر بمليارات المرات من مساحة سطح الأرض. حتى إذا بدت هذه الهياكل صعبة البناء، يجب أن نتذكر أنه لدينا حرفيا مليار سنة لنصبح أكثر مهارة، وثراء، لنعمل عليها. عند هذه النقطة، يجب أن تكون البشرية فاعلة في نطاق النظام الشمسي إذا أرادت البقاء.

 

المشكلة الثالثة: البقاء على قيد الحياة عند نهاية عمر الشمس

في غضون 5 مليار سنة، سيبدأ سطوع الشمس في الزيادة بسرعة أكبر لأن الهيليوم المتراكم في المركز سوف يسخن هذا النجم، ويحوله إلى عملاق أحمر هائل. تنخفض درجة حرارة السطح لكن إجمالي ناتج الضوء أكبر بكثير بسبب مساحة السطح الضخمة. من المحتمل أن يكون هذا بمثابة نهاية للأرض، حيث من المحتمل أن تبتلعها الشمس أثناء توسعها. إذا لم يكن كذلك، ستتحول الأرض إلى صخرة بدون هواء. “بعد فترة وجيزة” (بعد مليار سنة أو نحو ذلك) ستطرد الشمس معظم غلافها الجوي كسديم وتصبح قزمًا أبيض صغيرًا.

من أجل البقاء على قيد الحياة، ستحتاج أي حياة ذكية تعيش في النظام الشمسي إلى الانتقال إلى أنظمة شمسية أخرى.

يمكن للمرء أن يتكيف بالطبع ولكن لا يوجد الكثير من الضوء والطاقة من قزم أبيض.

سيتطلب الوصول إلى أنظمة شمسية أخرى إما مركبة فضائية سريعة جدًا، أو سيستغرق وقتًا طويلاً.

بالنسبة للأشخاص الذين يعيشون بالفعل في موائل الفضاء المكتفية ذاتيًا، قد يكون تحريكهم نحو وجهات جديدة أمرًا طبيعيًا إلى حد ما. سيحتاجون إلى مصادر طاقة يمكن أن تستمر لفترة طويلة (ناهيك عن منحهم سرعة لائقة) وما يكفي من المواد للحفاظ على موطن العبور لعدة آلاف السنين.

ومع ذلك، قد تكون الطريقة الأكثر احتمالية للوصول إلى النجوم هي المركبة الفضائية الصغيرة النانوية. بدلاً من استخدام طاقة هائلة لدفع سفن الفضاء العملاقة إلى سرعة متواضعة، يمكن استخدامها بشكل أفضل لإرسال طائرة صغيرة بسرعة باستخدام شراع عاكس وليزر قوي. إنها صغيرة وكافية. يمكنهم أيضًا حمل العناصر الوراثية لخلق الحياة، حتى تلك لدى البشر. بمجرد وصولهم، يهبطون على الكويكب المناسب، يفتحون جامعي الطاقة الشمسية، ومواد التعدين ويبدأون في بناء المزيد من الروبوتات التي تجمع الطاقة الشمسية. في نهاية المطاف، يمكنهم بناء الموائل ورعاية الناس للعيش فيها.

قد يكون من الأفضل ألا يغادر أي إنسان النظام الشمسي، عند هذه النقطة قد نتساءل عما إذا كانت إنسانيتنا أو الأنواع الجديدة هي التي تنتشر. ولكن إذا نجا أحفادنا من الشمس الحمراء العملاقة، فسيعيشون الآن بين نجوم المجرة.

 

المشكلة الرابعة: النجاة من نهاية النجوم

لقد بلغ تكوين النجوم في الكون ذروته بالفعل، وفي العشرات القليلة القادمة من مليارات السنين سنصل إلى “نجم الذروة”. مع احتراق النجوم الساطعة والقصيرة العمر، سيكون لدينا عدد من النجوم الأقزام الحمراء. يمكنها التألق لمليارات السنين، لكن تكوين النجوم سوف ينخفض​​، وخلال 10-100 تريليون سنة حتى الأقزام الحمراء سوف تتأرجح وتخفت. من أجل البقاء، ستحتاج الحياة إلى مصادر طاقة غير ضوء النجوم.

هناك في الواقع العديد من الاحتمالات: الاندماج باستخدام الهيدروجين من الأقزام البنية والكواكب الغازية، وإلقاء المواد في أقراص تراكم الثقب الأسود وجمع الطاقة المنبعثة، أو حتى النقر على دوران الثقب الأسود مباشرة باستخدام ما يسمى التشتت الفائق (المعروف باسم “قنابل الثقب الأسود”). على أي حال سوف يتطلب الأمر هندسة على نطاق واسع. ماذا عن الطاقة النووية العادية؟ ستنتهي قوة الانشطار عندما لا توجد نظائر مشعة جديدة يتم إنتاجها عن طريق دمج النجوم النيوترونية والمستعرات الفائقة، والتي تكون في هذا الوقت غائصة في القِدم؛ تنفد الطاقة الحرارية الأرضية أيضًا عندما تتحلل النظائر داخل الكواكب وتبرد.

قد تتكيف “الحياة” أيضًا مع درجات الحرارة المنخفضة والبيئات الغريبة. من المحتمل أن يزدهر الذكاء الاصطناعي والكائنات القائمة على السيليكون عند درجة حرارة الصفر المطلق. قد يكون ذلك مع خروج النجوم، تتراجع الحياة القائمة على الكربون والذكاء إلى عوالم افتراضية أكثر راحة وتعقيدًا من الكون الخارجي على الإطلاق.

إذا نجت البشرية من نهاية النجوم، فستكون أكبر مصدر للطاقة في الكون.

 

المشكلة الخامسة: النجاة من نهاية المجرات

تؤدي الحركات النجمية العشوائية في النهاية إلى إذابة المجرات: من وقت لآخر تمر النجوم ببعضها البعض وتغير السرعات بشكل عشوائي. في بعض الأحيان، يعطي هذا النجم سرعة هروب من المجرة

ويختفي في الفراغ الكبير، تاركًا بقية المجرة أكثر تكثيفًا. في النهاية -في غضون 100 مليون تريليون سنة- جميع المجرات تنثر أو تسقط في الثقب الأسود المركزي. الكواكب حول النجوم ستنطلق أيضًا في المواجهات القريبة.

من أجل البقاء على قيد الحياة، تحتاج الكائنات الذكية إلى توجيه النجوم لوضعها في مدارات مستقرة على المدى الطويل.

هذا يبدو ممكنا فيزيائيًا! على الأقل في العصر الحالي، يمكن للمرء دفع النجوم عن طريق وضع عاكسات بحيث يعمل إشعاعها كمحركات صاروخية ضعيفة للغاية، مما يجعلها تمر ببعضها البعض بطريقة مسيطر عليها. هذا مشابه لكيفية استخدامنا للجاذبية والذي يساعدنا على إعادة توجيه وتسريع مسبار فوياجر، ولكن الآن على نطاق واسع. مع تغير النجوم في المدارات، يمكن استخدامها لزيادة دفع بعضها البعض في أكبر لعبة بلياردو تم تصورها على الإطلاق.

قد يتطلب الأمر بنى كبيرة حول كل نجم، وتخطيطًا كبيرًا في المستقبل، ولكن الكمية الإجمالية من المواد اللازمة تدور حول كويكب كبير لكل نظام شمسي، والفيزياء واضحة نسبيًا. وتتعلق القضية أكثر بتنسيق المشاريع على المقاييس الزمنية لمليار سنة حرفيا. وبحلول هذا الوقت قد يكون التخطيط اليومي للبشرية هو ما عالج بالفعل مشاكل الماضي.

 

المشكلة السادسة: النجاة من نهاية المادة

بنيَ هذا النوع من المادة لدينا من ذرات تتكون من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات. عادة ما يقال إن البروتونات والإلكترونات مستقرة تمامًا (النيوترونات متعادلة بواسطة البروتونات؛ وهي من تلقاء نفسها تتحلل بنصف عمر لبضع دقائق). ومع ذلك، تتوقع العديد من النظريات الفيزيائية أن البروتونات ليست مستقرة حقًا وستتحلل على مدى فترات زمنية طويلة للغاية. لم يلاحظ انحلال البروتون حتى الآن على الرغم من بعض الجهود البحثية البطولية. لكن هذا يخبرنا فقط أن الأمر يستغرق تريليونات السنين، إن حدوث ذلك يعني نهاية المادة كما نعرفها. ستتحول النجوم والكواكب ببطء إلى إشعاع بالإضافة إلى إلكترونات وبوزيترونات حرة، غير قادرة على تكوين أنظمة صالحة للسكنى. ستتحول النجوم القزمة السوداء الباردة الأخيرة تدريجيًا إلى بلورات الهيليوم والهيدروجين التي تتبخر بهدوء في السكون. الشيء الوحيد المتبقي هو الإشعاع والثقوب السوداء في كون فارغ. هل يمكننا الاحتيال والنجاة؟ كما قال الكمبيوتر العظيم في قصة إسحاق أسيموف القصيرة الرائعة “السؤال الأخير”، “هناك حتى الآن بيانات غير كافية للحصول على إجابة ذات معنى”.

أعجبني المقال

المصدر
bbc

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى