Skip to main content
Global

30E: الحياة في الكون (تمارين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197101

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    لمزيد من الاستكشاف

    مقالات

    علم الأحياء الفلكي

    Chyba، C. «البحث الجديد عن الحياة في الكون». علم الفلك (مايو 2010): 34. نظرة عامة على علم الأحياء الفلكية والبحث عن الحياة بشكل عام، مع مناقشة موجزة للبحث عن الذكاء.

    Dorminey، B. «طريقة جديدة للبحث عن الحياة في الفضاء.» علم الفلك (يونيو 2014): 44. العثور على أدلة على التمثيل الضوئي في عوالم أخرى.

    McKay, C., & Garcia, V. «كيفية البحث عن الحياة على المريخ». ساينتفيك أمريكان (يونيو 2014): 44-49. التجارب التي يمكن أن تجريها المجسات المستقبلية.

    ريد، ن. «لماذا لم نجد أرضًا أخرى بعد.» علم الفلك (فبراير 2016): 25. حول البحث عن كواكب أصغر تشبه الأرض في مناطق نجمها الصالحة للسكن، والمكان الذي نقف فيه.

    شابيرو، ر. «أصل أبسط للحياة». ساينتفيك أمريكان (يونيو 2007): 46. أفكار جديدة حول نوع الجزيئات التي تشكلت أولاً حتى تبدأ الحياة.

    سيمبسون، س. «التشكيك في أقدم علامات الحياة». ساينتفيك أمريكان (أبريل 2003): 70. حول صعوبة تفسير البصمات الحيوية في الصخور والآثار المترتبة على البحث عن الحياة في عوالم أخرى.

    سيت

    تشاندلر، د. «البحث الجديد عن الذكاء الفضائي». علم الفلك (سبتمبر 2013): 28. مراجعة الطرق المختلفة للعثور على الحضارات الأخرى، وليس فقط عمليات البحث على موجات الراديو.

    كراوفورد، أنا «أين هم؟» ساينتفيك أمريكان (يوليو 2000): 38. حول مفارقة فيرمي وقراراتها، ونماذج استعمار المجرة.

    فولجر، تي. «الاتصال: اليوم التالي». ساينتفيك أمريكان (يناير 2011): 40-45. تقارير صحفية عن الجهود المبذولة للتحضير لإشارات ET؛ البروتوكولات والخطط لتفسير الرسائل؛ ومناقشات SETI النشطة.

    كوهن، ج.، وآخرون. «كيفية البحث عن ET باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء.» علم الفلك (يونيو 2013): 30. حول تتبع الحضارات الغريبة بالحرارة التي تخمدها.

    لوبيك، ن. «أذن إلى النجوم». ساينتفيك أمريكان (نوفمبر 2002): 42. لمحة عن باحثة SETI جيل تارتر.

    ناديس، س. «كم عدد الحضارات الكامنة في الكون؟» علم الفلك (أبريل 2010): 24. تقديرات جديدة للمصطلحات في معادلة دريك.

    شوستاك، «يقترب من E.T.» السماء والتلسكوب (نوفمبر 2010): 22. ملخص لطيف للجهود الحالية والمقترحة للبحث عن حياة ذكية هناك.

    مواقع الويب

    علم الأحياء الفلكي

    ويب علم الأحياء الفلكي: http://astrobiology.com/. موقع إخباري يحتوي على معلومات جيدة والكثير من المواد.

    استكشاف أصول الحياة: http://exploringorigins.org/index.html. موقع إلكتروني لمشروع استكشاف الأصول، وهو جزء من معرض الوسائط المتعددة لمتحف بوسطن للعلوم. استكشف أصل الحياة على الأرض من خلال جدول زمني تفاعلي، واكتسب معرفة أعمق بدور الحمض النووي الريبي، و «بناء» خلية، واستكشف الروابط لمعرفة المزيد عن علم الأحياء الفلكي والمعلومات الأخرى ذات الصلة.

    تاريخ علم الأحياء الفلكية: https://astrobiology.nasa.gov/about/... - علم الأحياء الفلكية /. بقلم مارك كوفمان، على موقع علم الأحياء الفلكية التابع لناسا.

    الحياة، هنا وما بعدها: https://astrobiology.nasa.gov/about/. بقلم مارك كوفمان، على موقع علم الأحياء الفلكية التابع لناسا.

    سيت

    مركز أبحاث بيركلي سيتي: https://seti.berkeley.edu/. تلقت مجموعة جامعة كاليفورنيا منحة قدرها 100 مليون دولار من ملياردير روسي أمريكي لبدء مشروع Breakthrough: Listen، وهو خطوة كبيرة إلى الأمام في عدد النجوم وعدد القنوات الإذاعية التي يتم البحث عنها.

    مفارقة فيرمي: http://www.seti.org/seti-institute/p... /مفارقة فيرمي-. هل يمكن أن نكون وحدنا في الجزء الخاص بنا من المجرة أو، الأمر الأكثر إثارة، هل يمكننا أن نكون المجتمع التكنولوجي الوحيد في الكون؟ مناقشة مفيدة.

    جمعية الكواكب: www.planetary.org/explore/projects/ تحتوي مجموعة المناصرة هذه للاستكشاف على عدة صفحات مخصصة للبحث عن الحياة.

    معهد سيتي: http://www.seti.org. منظمة رئيسية في البحث عن الحياة في الكون؛ الموقع الإلكتروني للمعهد مليء بالمعلومات ومقاطع الفيديو حول كل من علم الأحياء الفلكية و SETI.

    العنوان التالي: http://www.skyandtelescope.com/tag/seti/. تقدم مجلة Sky & Telescope مقالات جيدة حول هذا الموضوع.

    مقاطع فيديو

    علم الأحياء الفلكي

    مجمع كوبرنيكوس: هل نحن مميزون في الكون؟ : https://www.youtube.com/watch?v=ERp0AHYRm_Q. فيديو لحديث شعبي لكالب شارف من جامعة كولومبيا (1:18:54).

    الحياة على الحافة: الحياة في البيئات القاسية على الأرض والبحث عن الحياة في الكون: https://www.youtube.com/watch?v=91JQmTn0SF0. فيديو لمحاضرة غير تقنية لعام 2009 من لين روتشيلد من مركز أبحاث ناسا أميس (1:31:21).

    تيتان قمر زحل: عالم به أنهار وبحيرات وربما حياة: https://www.youtube.com/watch?v=bbkTJeHoOKY. فيديو لمحادثة عام 2011 لكريس مكاي من مركز أبحاث ناسا أميس (1:23:33).

    سيت

    مصفوفة تلسكوب ألين: أحدث بيتشفورك لاستكشاف كومة القش الكونية: https://www.youtube.com/watch?v=aqsI1HZCgUM. محاضرة على المستوى الشعبي عام 2013 من قبل جيل تارتر من معهد SETI (1:45:55).

    اعترافات صياد أجنبي: Fora.tv/2009/03/31/Seth_shost... n_alien_Hunter. مقابلة 2009 مع سيث شوستاك على تلفزيون FORA (36:27).

    ابحث عن الذكاء خارج الأرض: بالضرورة استراتيجية طويلة المدى: http://www.longnow.org/seminars/0200...term-strategy/. حديث عام 2004 من قبل جيل تارتر في مؤسسة Long Now (1:21:13).

    ابحث عن الحياة الذكية بين النجوم: استراتيجيات جديدة: https://www.youtube.com/watch?v=m9WxW2ktcKU. حديث غير تقني عام 2010 من قبل سيث شوستاك من معهد SETI (1:29:58).

    أنشطة المجموعة التعاونية

    1. إذا تبين أن إحدى صخور المريخ التي فحصتها بعثة مستقبلية إلى الكوكب الأحمر تحمل علامات لا لبس فيها على الحياة القديمة التي تشكلت على المريخ، فماذا تعتقد مجموعتك ستكون آثار مثل هذا الاكتشاف على العلم ورؤيتنا للحياة في أماكن أخرى؟ هل سيكون لهذا الاكتشاف أي آثار طويلة المدى على تفكيرك الخاص؟
    2. لنفترض أننا تلقينا رسالة من حضارة ذكية حول نجم آخر. ماذا تعتقد مجموعتك من الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف؟ كيف سيتأثر تفكيرك أو فلسفتك الشخصية بهذا الاكتشاف؟
    3. تم تلقي رسالة إذاعية من حضارة تبعد حوالي 40 سنة ضوئية، تحتوي (في الصور) على قدر كبير من المعلومات حول الكائنات التي أرسلت الرسالة. عيّن رئيس الولايات المتحدة مجموعتك لجنة رفيعة المستوى لتقديم المشورة بشأن ما إذا كان يجب على البشرية الرد على الرسالة (التي لم تكن موجهة إلينا بشكل خاص، ولكنها تأتي من منارة، مثل المنارة، تجتاح دائرة في الفضاء). كيف تنصح الرئيس؟ هل توافق مجموعتك على إجابتك أم لديك أيضًا وجهة نظر أقلية لتقديمها؟
    4. إذا لم يكن هناك دليل على أن الأجسام الطائرة المجهولة هي زوار من خارج كوكب الأرض، فلماذا تعتقد مجموعتك أن البرامج التلفزيونية والصحف والأفلام تقضي الكثير من الوقت والجهد في نشر وجهة نظر مفادها أن الأجسام الغريبة مصنوعة من عوالم أخرى؟ ضع قائمة بالأسباب. من الذي سيستفيد من المبالغة في قصص الأضواء المجهولة في السماء أو مجرد تلفيق القصص التي يتواجد فيها الزوار الأجانب هنا بالفعل؟
    5. هل تعتقد مجموعتك أن العلماء يجب أن يتجاهلوا ببساطة جميع الدعاية الإعلامية حول الأجسام الطائرة أم يجب أن يحاولوا الرد؟ إذا كان الأمر كذلك، كيف ينبغي أن يستجيبوا؟ هل يوافق الجميع في المجموعة؟
    6. لنفترض أن مجموعتك هي الفريق الذي يخطط لاختيار أهم مشاهد وأصوات الأرض لتسجيلها ووضعها على متن المركبة الفضائية التالية بين النجوم. ما الصور (أو مقاطع الفيديو) والأصوات التي ستدرجها لتمثيل كوكبنا في حضارة أخرى؟
    7. لنفترض أن حضارة الأرض قررت بث رسالة تعلن وجودنا لحضارات أخرى محتملة بين النجوم. مجموعتك هي جزء من فريق عمل كبير من العلماء والمتخصصين في الاتصالات والأشخاص من العلوم الإنسانية المكلفين بتحديد شكل ومحتوى رسالتنا. ما الذي توصي به؟ قم بعمل قائمة بالأفكار.
    8. فكر في أمثلة للتواصل مع الأجانب الذين شاهدتهم في الأفلام والتلفزيون. ناقش مع مجموعتك مدى واقعية هذه الأمور، بالنظر إلى ما تعلمته في هذا الفصل. هل كان الاتصال شخصيًا (من خلال السفر) أو باستخدام الرسائل؟ لماذا تعتقد أن هوليوود تقدم الكثير من العروض والأفلام التي لا تستند إلى فهمنا العلمي للكون؟
    9. راجع معادلة Drake مع مجموعتك وحدد القيم لكل عامل في التقدير. (إذا كنت لا توافق على العامل الذي يجب أن يكون داخل المجموعة، فيمكنك الحصول على «تقرير الأقلية».) استنادًا إلى العوامل، كم عدد الحضارات الذكية والمتصلة التي تقدر أنها تزدهر في مجرتنا الآن؟

    مراجعة الأسئلة

    1. ما هو مبدأ كوبرنيكان؟ ضع قائمة بالاكتشافات العلمية التي تؤكد ذلك.
    2. أين وجد العلماء أدلة على وجود جزيئات عضوية في النظام الشمسي (وما بعده)؟
    3. قدم تاريخًا قصيرًا للذرات الموجودة الآن في إصبعك الصغير، والتي تعود إلى بداية الكون.
    4. ما هي العلامة الحيوية؟ أعط بعض الأمثلة المحتملة للمؤشرات الحيوية التي قد نبحث عنها خارج النظام الشمسي.
    5. لماذا يعتبر المريخ وأوروبا الأهداف الرئيسية لدراسة علم الأحياء الفلكية؟
    6. لماذا يصعب السفر بين النجوم (بمخلوقات مثلنا)؟
    7. ما هي مزايا استخدام موجات الراديو للتواصل بين الحضارات التي تعيش حول نجوم مختلفة؟ ضع قائمة بأكبر عدد ممكن.
    8. ما هي «مشكلة كومة القش الكونية»؟ ضع قائمة بأكبر عدد ممكن من مكوناته.
    9. ما هي المنطقة الصالحة للسكن؟
    10. لماذا يعتبر الاكتشاف المتزامن للميثان والأكسجين في الغلاف الجوي مؤشرًا جيدًا على وجود المحيط الحيوي على هذا الكوكب؟
    11. ما هي الخاصيتان المميزتان للحياة التي تميزها عن الكائنات غير الحية؟
    12. ما هي المتطلبات الثلاثة التي يعتقد العلماء أن البيئة بحاجة إليها لتوفير الحياة من أجل اعتبارها صالحة للسكن؟
    13. هل يمكنك تسمية خمسة ظروف بيئية واجهت الحياة الميكروبية في أقصى حالاتها تحديات وتعلمت البقاء على الأرض؟

    أسئلة الفكر

    1. هل كان الإنسان ممكنًا خلال الجيل الأول من النجوم التي تشكلت مباشرة بعد الانفجار الكبير؟ لماذا أو لماذا لا؟
    2. إذا وجدنا الحياة على المريخ، فما هي بعض الطرق للتحقق مما إذا كانت قد تشكلت بشكل منفصل عن حياة الأرض، أو ما إذا كان تبادل المواد بين الكوكبين يعني أن هذين الشكلين من الحياة لهما أصل مشترك؟
    3. ما نوع الأدلة التي تعتقد أنها ستقنع علماء الفلك بأن مركبة فضائية خارج كوكب الأرض قد هبطت على الأرض؟
    4. ما هي بعض الأسباب التي قد تجعل الحضارات الأكثر تقدمًا ترغب في إرسال رسائل إلى أنظمة النجوم الأخرى؟
    5. ما هي بعض الإجابات على مفارقة فيرمي؟ هل يمكنك التفكير في بعض الأشياء التي لم تتم مناقشتها في هذا الفصل؟
    6. لماذا هناك القليل من الأدلة على التاريخ المبكر للأرض وبالتالي الفترة التي بدأت فيها الحياة لأول مرة على كوكبنا؟
    7. لماذا كان تطوير التمثيل الضوئي علامة فارقة في تطور الحياة؟
    8. هل تتطلب كل الحياة على الأرض أشعة الشمس؟
    9. لماذا من غير المحتمل العثور على الحياة على سطح المريخ اليوم؟
    10. في هذا الفصل، نحدد هذه الخصائص المميزة للحياة: الحياة تستخرج الطاقة من بيئتها، ولديها وسيلة لترميز المعلومات وتكرارها من أجل عمل نسخ أمينة من نفسها. هل يعكس هذا التعريف بالكامل ما نعتبره «الحياة»؟ كيف يمكن أن يكون تعريفنا متحيزًا لبيئتنا الأرضية؟
    11. بالنظر إلى أنه لا يمكن لأشعة الشمس اختراق الغلاف الجليدي لأوروبا، فما نوع الطاقة التي يمكن أن تجعل شكلاً من أشكال الحياة الأوروبية ممكنًا؟
    12. لماذا يعتبر قمر زحل إنسيلادوس مكانًا مثيرًا لإرسال مهمة؟
    13. بالإضافة إلى الغلاف الجوي الذي يهيمن عليه النيتروجين، ما هي الطريقة الأخرى التي يشبه بها قمر زحل تيتان الأرض؟
    14. كيف يمكن أن يؤثر الغلاف الجوي للكوكب على عرض المنطقة الصالحة للسكن في نظامه الكوكبي؟
    15. لماذا نقتصر على إيجاد الحياة على الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى في الحالات التي أحدث فيها المحيط الحيوي تغييرات على نطاق الكوكب؟

    اكتشاف نفسك

    1. لنفترض أن علماء الفلك اكتشفوا رسالة راديو من حضارة يدور كوكبها حول نجم يبعد 35 سنة ضوئية. تشجعنا رسالتهم على إرسال إجابة إذاعية، وهو ما قررنا القيام به. لنفترض أن مجالس الإدارة لدينا تستغرق عامين لتقرر ما إذا كانت ستجيب وكيف. عندما تصل إجابتنا إلى هناك، تستغرق مجالس إدارتها أيضًا عامين من سنواتنا لصياغة إجابة لنا. إلى متى يمكننا أن نأمل في الحصول على ردهم على رسالتنا الأولى بعد استلامنا لرسالتهم الأولى؟ (سؤال لمزيد من التفكير: بمجرد بدء الاتصال، هل يجب أن نستمر في انتظار الرد قبل إرسال الرسالة التالية؟)
    2. يتناقص الضوء الذي يستقبله الكوكب من الشمس (لكل متر مربع من سطح الكوكب) مع مربع المسافة من الشمس. لذلك فإن الكوكب الذي يبعد ضعف المسافة عن الشمس عن الأرض يستقبل (1/2) 2 = 0.25 مرة (25٪) من الضوء والكوكب الذي يبعد ثلاث مرات عن الشمس يتلقى (1/3) 2 = 0.11 مرة (11٪) أكبر من الضوء. ما مقدار الضوء الذي تستقبله أقمار المشتري وزحل (مقارنة بالأرض)، وهما عالمان يبعدان عن الشمس مسافة 5.2 و9.5 مرات عن الأرض؟
    3. فكر في مجرة درب التبانة كقرص مسطح قطره 100,000 سنة ضوئية. لنفترض أننا واحدة من 1000 حضارة، موزعة عشوائيًا عبر القرص، مهتمة بالتواصل عبر موجات الراديو. إلى أي مدى ستكون أقرب حضارة من هذا القبيل عنا (في المتوسط)؟