كيف ولدت الحياة بعد الانفجار العظيم؟.. دراسة تبحث عن الإجابة المستحيلة

03:06 م


الثلاثاء 12 ديسمبر 2023

بدأت الحياة على الأرض قبل حوالي 4 مليارات سنة، بينما يبلغ تاريخ الكون 13.77 مليار سنة. ومن المفترض أنه إذا نشأت الحياة هنا، فمن الممكن أن تظهر في أي مكان. ويرجح علماء أن الشرارة الأولى للحياة الحياة انطلقت بعد ثوانٍ من الانفجار الكبير.

ما هي الحياة؟

حسب تقرير موقع مجلة لايف ساينس، ولاستكشاف أصول الحياة، علينا أولاً تعريفها. هناك أكثر من 200 تعريف منشور لهذا المصطلح، ما يوضح مدى صعوبة التعامل مع هذا المفهوم.

على سبيل المثال، هل الفيروسات حية؟ إنهم يتكاثرون ولكنهم بحاجة إلى مضيف للقيام بذلك. ماذا عن البريونات، هياكل البروتين المسببة للأمراض؟ تستمر المناقشات حول الخط الفاصل بين الحياة واللاحياة. لكن لأغراضنا، يمكننا استخدام تعريف واسع للغاية، ولكنه مفيد للغاية: الحياة هي كل ما يخضع للتطور الدارويني.

في مرحلة ما، في أعماق الماضي، لم تكن الأرض حية. وهذا يعني أنه كانت هناك فترة انتقالية من المادة إلى الكائن الحي.

ومع وجود هذا التعريف، فإن الحياة على الأرض ربما نشأت قبل 3.7 مليار سنة على الأقل. بحلول ذلك الوقت، كانت الكائنات المجهرية قد أصبحت متطورة بما يكفي لتترك وراءها آثارًا لنشاطها لا تزال قائمة حتى يومنا هذا. كانت تلك الكائنات تشبه إلى حد كبير الكائنات الحديثة: فقد استخدمت الحمض النووي لتخزين المعلومات، والحمض النووي الريبي (RNA) لنسخ تلك المعلومات إلى بروتينات، والبروتينات للتفاعل مع البيئة وعمل نسخ من الحمض النووي.

لكن تلك الميكروبات لم تسقط من السماء فحسب؛ لقد تطوروا من شيء ما. وإذا كانت الحياة هي أي شيء يتطور، فلا بد أن تكون هناك نسخة أبسط من الحياة ظهرت حتى في وقت مبكر من ماضي الأرض. تتكهن بعض النظريات بأن أول جزيئات ذاتية التكاثر، وبالتالي أبسط شكل ممكن من أشكال الحياة على الأرض، يمكن أن تكون قد نشأت بمجرد تبريد المحيطات، قبل أكثر من 4 مليارات سنة.

وربما لم تكن الأرض وحدها، إذ كانت لدى المريخ والزهرة ظروف مماثلة في ذلك الوقت، لذلك إذا حدثت الحياة هنا، فربما حدثت هناك أيضًا.

الحياة الأولى بين النجوم

لم تكن الشمس أول نجم يشتعل في عملية اندماج؛ فهو نتاج سلسلة طويلة من الأجيال السابقة من النجوم. تتطلب الحياة كما نعرفها بعض العناصر الأساسية: الهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين والفوسفور. وباستثناء الهيدروجين الذي ظهر في الدقائق القليلة الأولى بعد الانفجار الكبير، فإن كل هذه العناصر تنشأ في قلوب النجوم خلال دورات حياتها. لذا، ما دام لديك جيل أو جيلان على الأقل من النجوم التي تعيش وتموت، وبالتالي تنشر عناصرها في المجرة الأوسع، فمن الممكن أن تظهر حياة شبيهة بالأرض في الكون.

وهذا يدفع عقارب الساعة إلى الوراء فيما يتعلق بالظهور الأول المحتمل للحياة إلى ما يزيد على 13 مليار سنة مضت. تُعرف هذه الحقبة من تاريخ الكون باسم الفجر الكوني، عندما تشكلت النجوم الأولى. علماء الفلك ليسوا متأكدين تمامًا من توقيت هذه الحقبة التحويلية، لكنها حدثت في مكان ما خلال بضع مئات الملايين من السنين بعد الانفجار الكبير. بمجرد ظهور تلك النجوم، كان من الممكن أن تبدأ في تكوين العناصر الضرورية للحياة.

لذا، فإن الحياة كما نعرفها – مبنية على سلاسل من الكربون، وتستخدم الأكسجين لنقل الطاقة، ومغمورة في حمام من الماء السائل – قد تكون أقدم بكثير من الأرض. وحتى أشكال الحياة المفترضة الأخرى القائمة على الكيمياء الحيوية الغريبة تتطلب مزيجًا مشابهًا من العناصر. على سبيل المثال، قد تستخدم بعض الكائنات الفضائية السيليكون بدلاً من الكربون كوحدة بناء أساسية أو تستخدم الميثان بدلاً من الماء كمذيب. ومهما حدث، فإن تلك العناصر يجب أن تأتي من مكان ما، وهذا مكان ما في قلب النجوم. بدون النجوم، لا يمكن أن تكون لديك حياة قائمة على المواد الكيميائية.

الحياة الأولى في الكون

لكن ربما من الممكن أن نعيش حياة بدون كيمياء. من الصعب أن نتخيل كيف يمكن أن تكون هذه المخلوقات. لكن إذا أخذنا تعريفنا الواسع – أن الحياة هي أي شيء يخضع للتطور – فإننا لا نحتاج إلى مواد كيميائية لتحقيق ذلك. من المؤكد أن الكيمياء هي وسيلة مناسبة لتخزين المعلومات واستخراج الطاقة والتفاعل مع البيئة، ولكن هناك مسارات افتراضية أخرى.

على سبيل المثال، 95% من محتويات الطاقة في الكون غير معروفة للفيزياء، وتقع حرفيًا خارج العناصر المعروفة. العلماء ليسوا متأكدين من طبيعة هذه المكونات الغامضة للكون، والمعروفة بالماة المظلمة والطاقة المظلمة.

وربما توجد قوى إضافية في الطبيعة تعمل فقط على المادة المظلمة والطاقة المظلمة. ربما هناك “أنواع” متعددة من المادة المظلمة – “الجدول الدوري للمادة المظلمة” بأكمله. من يعرف ما هي التفاعلات وما هي الكيمياء المظلمة التي تحدث في المساحات الشاسعة بين النجوم؟ ربما تكون “الحياة المظلمة” الافتراضية قد ظهرت في الكون المبكر للغاية، قبل ظهور النجوم الأولى بوقت طويل، مدعومة بقوى لا نفهمها بعد.

الاحتمالات يمكن أن تصبح أكثر غرابة. افترض بعض علماء الفيزياء أنه في اللحظات الأولى للانفجار الكبير، كانت قوى الطبيعة متطرفة وغريبة جدًا لدرجة أنها يمكن أن تدعم نمو الهياكل المعقدة.

على سبيل المثال، يمكن أن تكون هذه الهياكل عبارة عن أوتار كونية، وهي عبارة عن طيات في الزمكان، ترتكز على أحاديات القطب المغناطيسي. ومع التعقيد الكافي، كان من الممكن أن تبدأ هذه الهياكل في تخزين المعلومات. كان من الممكن أن يكون هناك الكثير من الطاقة، وكان من الممكن أن تتكاثر هذه الهياكل ذاتيًا، مما يتيح التطور الدارويني.

أي كائنات موجودة في تلك الظروف كانت ستعيش وتموت في غمضة عين، وتاريخها بأكمله يدوم أقل من ثانية – ولكن بالنسبة لهم، كان من الممكن أن يكون مدى الحياة.