غبار کیهانی احتمالا عامل گسترش حیات در سراسر جهان بوده است

غبار کیهانی احتمالا عنصرهای ضروری برای حیات را به زمین آغازین آورده است. در ابتدا سیاره‌ ما از بسیاری از عنصرهای لازم برای شیمی حیات محروم بود؛ اما غباری که در زمان جوانی زمین به‌صورت پیوسته روانه آن شد، زمینه‌ساز رشد حیات بود.

بر اساس نظریه پان‌اسپرمیا، ذرات غباری که از گرانش سیاره‌های میزبانشان گریخته‌اند و به کهکشان راه ‌یافتند، بذرهای حیات را روی سیاره‌های دیگر پاشیدند.

فرضیه‌های متعددی درباره‌ی چگونگی آغاز حیات روی زمین وجود دارند که محتمل‌ترین آن‌ها ظهور حیات در کانال‌های گرمابی اقیانوس‌ها در گذشته‌های بسیار دور است؛ اما تمام این نظریه‌ها زمین را نقطه‌ی آغاز حیات نمی‌دانند. بر اساس یک نظریه، حیات احتمالا در منظومه‌ی شمسی یا حتی کل کهکشان منتقل شده است.

فرضیه‌ی یادشده که پان‌اسپرمیا نامیده می‌شود به مدت چند قرن به شکل‌های مختلفی ارائه شده است؛ اما در اوایل سده‌ی ۱۹۰۰ میلادی توسط سوانته آرنیوس، دانشمند سوئدی نام‌گذاری شد. آرنیوس نشان داد که ذرات کوچک غبار حاوی موجودات زنده‌ی کوچک از جو یک سیاره‌ی دیگر خارج و از طریق فشار پرتوهای خورشیدی به کل فضا پراکنده شدند.

صرف‌نظر از اینکه حیات حتی از نوع جان‌سخت می‌تواند در سفرهای فضایی زنده بماند، بسیاری از ستاره‌شناس‌ها برای محاسبه‌ی مدت زمان انتشار حیات از یک سیاره تلاش کردند. گروهی از پژوهشگرها به این نتیجه رسیدند که تقریبا ۲۰ روز طول می‌کشد تا حیاتی از مریخ به زمین، ۱۴ ماه به نپتون و ۹۰۰۰ سال به آلفا قنطورس برسد. این بازه شاید برای انسان بسیار طولانی باشد، اما در مقیاس کیهانی مانند چشم برهم زدن است.

پژوهش‌های گذشته همچنین نشان دادند که مقدارهای کم ذرات حیات در ارتفاعات می‌توانند بر اثر برخورد با ذرات غبار کیهانی به سرعت گریز برسند و سفر کیهانی خود را آغاز کنند. در نسخه‌ی پیش‌انتشار این پژوهش، فیزیکدانی به نام زازا ان. اسمانف به محاسبه‌ی گسترش حیات در کل کهکشان پرداخته است. با وجود درنظر گرفتن فاصله‌ها، سفر از طریق این روش به نظر پایدار و امکان‌پذیر می‌رسد. اسمانف می‌گوید:

متغیرهای ذرات غبار سیاره‌ای را در نظر گرفتیم و نشان دادیم که در بازه‌ای پنج میلیارد ساله، غبارهای کیهانی می‌توانند در فاصله‌های چند صد سال نوری در فضای میان‌ستاره‌ای حرکت کنند. با درنظر گرفتن چگالی توزیع ستاره‌ای به این نتیجه رسیدیم که ذرات غبار منتشرشده توسط هر سیاره می‌توانند به ۱۰ به توان ۵ منظومه‌ی ستاره‌ای برسند.

هر سال تقریبا ۴۰ هزار تن غبار کیهانی روی زمین فرود می‌آید. میلیاردها سال پیش این مقدار بین ۱۰ تا ۱۰ هزار برابر امروز بود، اما باز هم برای غنی شدن یک سیاره از عنصرهای حیات کافی نیست. پژوهشگرها چگونگی انتقال غبار از طریق باد و آب و انباشته شدن آن در تراکم‌های کافی برای رشد حیات را شبیه‌سازی کردند.

بر اساس یافته‌ها، به دو دلیل امیدبخش‌ترین محیط‌های برای رشد حیات، یخچال‌ها هستند. در درجه‌ی اول، یخچال‌ها مقدار زیادی غبار را به دام می‌اندازند و همچنین آلودگی کمی از غبار روی خشکی را با خود دارند. وقتی غبار کیهانی روی یخچالی می‌نشیند، نور خورشید را جذب کرده و گرم می‌شود و بر اثر ذوب یخ، حفره‌ی کوچکی روی آن به وجود می‌آید. این حفره به مرور مقدار بیشتری غبار را جذب می‌کند. در نهایت مخزن غبار به برکه‌هایی در لبه‌ی یخچال تبدیل می‌شود.

امروز هم می‌توانیم فرآیند فوق را ببینیم، اما اگر زمین میلیاردها سال پیش به اندازه‌ی کافی سرد بوده که یخچال داشته باشد، انباشته شدن مقدار بیشتر غبار آن را به محیط بهتری تبدیل کرده است. هنوز مشخص نیست که یخچال‌ها در زمین آغازین رایج بودند یا خیر؛ زیرا داده‌های زیادی درباره‌ی این دوره‌ی زمانی نداریم.

نبود داده‌های کافی درباره‌ی شرایط زمین در دوره‌ی زمین آغازین باعث می‌شود به‌سختی بتوانیم درباره‌ی غبار کیهانی به‌عنوان منشأ حیات سخن بگویم. با وجود تمام فرضیه‌های موجود، اسمانف مشکلات نظریه‌ی پان‌اسپرمیا را شرح می‌دهد. شاید ابرهای مولکولی متراکم بتوانند غبارهای سیاره‌ای را در حین حرکت خود جذب کنند، مشکل بزرگ‌تر در پارادوکس فرمی آشکار می‌شود.

با تحلیل مسئله بر اساس معادله‌ی دریک می‌توان گفت، حداقل تعداد سیاره‌های راه شیری که می‌توانند میزبان حیات باشند برابر است با ۳ ضربدر ۱۰ به توان ۷. در نتیجه کل کهکشان باید پر از غبار سیاره‌ای و مولکول‌های پیچیده باشد. با این‌حال برای رشد و رونق حیات، سیاره‌های میزبان هم باید شرایط مساعدی داشته باشند؛ اما اگر حیاتی آن بیرون وجود داشته باشد، باید به رشد حیاتی دیگر بینجامد. اینجاست که آن پرسش معروف مطرح می‌شود: پس بقیه کجا هستند؟