Searching for an ETI Civilization : ตามล่าหา..อารยะธรรมต่างดาว [หน้า 1/2]

Searching for an ETI Civilization :    ตามล่าหา..อารยะธรรมต่างดาว [หน้า 1/2]

เชื่อว่ามีความเป็นไปได้ อาจมีอารยะธรรมอื่น ซึ่งหลบซ่อนอยู่อย่างเงียบเชียบ เป็นจำนวนมากใน ขนาดจักรวาลอันกว้างใหญ่ (Scale of the Universe) หรือ หลบซ่อนอยู่ ในความหลากหลาย ของ เครือข่ายหลายจักรวาล (Multiverse) โดยบางทีมนุษย์อาจมองไม่เห็น (Invisible universal) จากความต่างมิติ หรือ บางทีต่างฝ่ายต่างยังค้นหากันยังไม่พบ ทั้งนี้แต่ละอารยะธรรม สิ่งทรงปัญญาอันไกลโพ้นบนดาวอื่น หรือ ETI Civilization (Extraterrestrial Intelligence Civilizations) อาจมีรูปลักษณ์ต่างกันไป อาจมี เทคโนโลยีแบบสามัญยุคโบราณ กระทั่งเทคโนโลยี แบบสุดขั้วยุคใหม่ จนเหนือ ความคาดหมาย เบื้องหลังอารยะธรรมนั้นๆจึงควรมี สิ่งทรงปัญญา (Extraterrestrial Intelligence) ผู้ซึ่งสร้างความเข้มแข็ง ต่ออารยะธรรมนั้น ด้วยความสามารถที่มีสติปัญญาไม่ ด้อยไปกว่ามนุษย์ เช่นเราบนโลก ข้อสงสัยดังกล่าวจึงเกิด แนวคิดการสืบค้น เพื่อหาพยานหลักฐานทางขบวนการ วิทยาศาสตร์หลายรูปแบบ เริ่มแต่ การค้นหาต้นกำเนิดแห่งชีวิต (Origin of Life) การสืบค้นดาวเคราะห์คล้ายโลก อยู่ที่ไหนกัน (Earth-like & Exoplanet) รวมทั้ง โครงการ แผนสำรวจต่างดาว (Amazing New Discovery) เพื่อการสื่อสารจาก โลกไปยังดาวดวงอื่น ด้วยเครื่องมือ เทคโนโลยีที่ทันสมัยมากขึ้น ต่อขบวนการ สืบค้นโลกใหม่ (New Worlds Atlas) ทั้งหมดมีวัตถุประสงค์เดียวกัน เพื่อต้อง การหาคำตอบเรื่อง อารยะธรรมอื่นอันไกลโพ้น และประชาคมแห่งจักรวาล

The Very Large Array หนึ่งในเครื่องมือการสืบค้นอารยะธรรมอื่น จากพื้นโลกด้วยคลื่นวิทยุ

Drake Equation สมการแห่งการสืบค้นอารยะธรรม ต้นแบบหลักเกณฑ์ทางวิทยาศาสตร์เริ่มด้วย Investigations of intelligent life in the Universe (การสืบสวนชีวิตสิ่งทรงปัญญาในจักรวาล) เมื่อ 40 ปีที่แล้ว โดยมุ่งหวัง จะพบสิ่งมีชีวิตเช่นเดียวกับโลก บนดวงดาวซึ่งเป็นเพื่อนบ้านใกล้กัน จึงได้เกิดแผนการดังกล่าวใน ปี ค.ศ. 1959 โดย Cornell University physicists, Giuseppe Cocconi และ Philip Morrison ได้รายงานในเอกสารถึงคุณสมบัติ ของคลื่นวิทยุ (Radio waves) สามารถสื่อสารโต้ตอบข้ามกาแล็คซี่ได้ ในปีนั้น Frank Drake (นักดาราศาสตร์) ได้ทดลองคลื่นวิทยุ SETI การค้นหานับ เป็นครั้งแรก ที่สถาบัน National Radio Astronomy Observatory (NRAO) ได้ ผลลัพธ์ฟังคลื่นสัญญาน Solar-type stars (คลื่นลักษณะเดียวกับดวงอาทิตย์) จากดาว Tau Ceti และดาว Epsilon Eridani ซึ่งอยู่ใกล้กับระบบสุริยะ

หนึ่งในดาวเคราะห์ ของระบบสุริยะพิเศษ Tau Ceti system มีระยะห่างจากโลก 12 ปีแสง

หนึ่งในดาวเคราะห์ ของระบบสุริยะพิเศษ Epsilon Eridani มีระยะห่างจากโลก 10 ปีแสง

20 การศึกษาเรื่องนี้โดย Dr.Joshua Lederburg เจ้าของรางวัล Nobel prize สาขา Biologist แห่ง Stanford University ตั้งชื่อการค้นคว้าว่า Exobiology (การศึกษา ชีวิตซึ่งอยู่ที่โลกอื่น) งานวิจัยและคณะทำงานครั้งแรกได้เกิดขึ้นที่ NASA Ames research center in California ในแผนกใหม่ชื่อ Exobiology Division ได้กระทำต่อเนื่อง กระทั่ง ค.ศ. 1984 จึงเกิดสถาบัน SETI Institute เพื่อศึกษา ชีวิตในจักรวาล (Life in the Universe) และสืบค้นสิ่งทรงปัญญาในจักรวาล (Search for Extraterrestrial Intelligence) การสืบค้นสิ่งทรงปัญญาในจักรวาล เป็นการรวมกัน ด้วยการสำรวจ ด้วยหลักทางวิทยาศาสตร์ และด้านเทคโนโลยี เพราะต้องมีเหตุผล หลักฐานที่มั่นคง ตอบต่อคนทั้งมวลบนโลกได้ หรือสามารถ เปิดโอกาสในการติดตามผล อันเป็นปรัชญาของหลักของ SETI จึงเกิด ประชาคม ร่วมของมหาวิทยาลัย (University community) ในปี ค.ศ. 1999 โดย Professor William J. Welch ผู้อำนวยการ Radio Astronomy Laboratory แห่ง Berkeley เป็นประธานคนแรก และทำการอธิบายชี้แจง อย่างเป็นเหตุผล การสืบค้นสิ่งทรง ปัญญาในจักรวาล ด้วยสมการ Drake Equation

สมการ Drake Equation

ความหมายของ Drake Equation 1 = ค่าเฉลี่ยของจำนวนอารยะธรรมในกาแล็คซี่ ทางช้างเผือก ที่สืบค้น ได้โดย Radio emission (การสะท้อนรังสีวิทยุ) ใดๆก็ตาม 2 = ระดับชั้นของ การก่อกำเนิดของดาว ในกาแล็คซี่       2010 Update : รวม M star และคัดแยกประเภทข้อมูลที่มีความชัดเจน 3 = จำนวนที่น้อยของดาว ในระบบดาวเคราะห์       2010 Update : อนุมานดาวเคราะห์ทั้งหมด ที่มีพืชพันธ์ 4 = จำนวนของดาวเคราะห์ โดย ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ ที่มีสภาพ แวดล้อมเหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิต       2010 Update : อย่างน้อยปรากฎน้ำ เช่น ดาวอังคาร, ดวงจันทร์ Europa       และดวงจันทร์ Enceladus 5 = จำนวนที่น้อยของดาวเคราะห์ ที่เหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิต อย่างประจักษ์แจ้ง แท้จริง       2010 Update : มีความเป็นปึกแผ่นเพิ่มขึ้นในแต่ละปี 6 = จำนวนที่น้อยของสิ่งมีชีวิต ด้วยการค้ำจุนของดาวเคราะห์ ซึ่งปรากฎ สิ่งทรงปัญญาขึ้นมา       2010 Update : ซึ่งถูกปิดบังในการตรวจหาความจริง 7 = จำนวนที่น้อยของอารยะธรรมนั้น พัฒนาการด้วยเทคโนโลยี ด้วยการ สืบค้นพบสัญญานในอวกาศ ที่ผ่านมา      2010 Update : ด้วยค่าเฉลี่ยเดิมจาก 0.1 เป็น 1 8 = จำนวนค่าเฉลี่ย ระยะเวลาของอารยะธรรม ด้วยการสืบค้นพบสัญญาน ในอวกาศ ที่ผ่านมา      2010 Update : ยังไม่แน่นอนมาก ไม่ต้องหาค่าเฉลี่ยใหม่ ต้นแบบการสำรวจ สิ่งทรงปัญญาในจักรวาล สถาบัน SETI ถือว่าเป็นองค์กรไม่มุ่งหวังประโยชน์ด้านการค้า เป็นที่ยอมรับจาก สถาบันทางวิทยาศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์ ในด้านต่างๆทั่วโลกและยังได้รับ ความร่วมมือจากประชาชนทั่วไป อีกกว่าล้านคน ที่ร่วมโครงการช่วยประมวลผล ผ่านเครือข่ายทางอินเตอร์เนท โดยใช้ BOINC software ในโครงการชื่อ New Search for Extraterrestrial Intelligence (การสืบค้นสิ่งทรงปัญญาในจักรวาล) ด้วยคลื่นวิทยุระยะไกลส่ง สัญญานสื่อสารออกไปยัง ส่วนนอกของกาแล็คซี่ทางช้างเผือกใช้หลักเกณฑ์ วิทยาศาสตร์ ใช้เครื่องมือทางวิศวกรรม มากกว่า 50 รูปแบบโดยมีความก้าวหน้า ของเทคโนโลยี เกื้อหนุนเป็นสาระสำคัญและยึดหลักเกณฑ์ Drake Equation

็New Search for Extraterrestrial Intelligence

หลักการของ Science of SETI พื้นฐานสำคัญต่อการแสดงเงื่อนไข และขบวนการทางวิทยาศาสตร์ ในการสืบค้น สิ่งทรงปัญญา จำต้องมีการเรียนรู้ มีความเข้าใจด้านกายภาพและองค์ประกอบอื่นๆ ตั้งแต่บนโลก วัตถุต่างๆ เช่น ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ดาวต่างๆกระทั่ง รังสีพื้นหลังจักรวาล จรดไปจนสุดขอบจักรวาล เพื่อความสามารถต่อการวิเคราะห์ ความเป็นไปได้ เรื่องอารยะธรรมสิ่งทรงปัญญา อย่างน้อยใน 9 ประเด็นดังนี้ 1.อะไรที่มนุษย์ทราบบ้าง ถึงระบบชีวิตบนโลก ซึ่งกำเนิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขสุดขั้ว เช่น เกิดท่ามกลางรังสีอันตราย เกิดท่ามกลางความร้อน ความหนาวเย็น เกิดท่าม กลาง ความลึกใต้ดินปราศจากอากาศ และมีความร้อนสูง เป็นต้น 2.พื้นฐานอะไรที่มนุษย์ทราบ เรื่องการกำเนิดระบบชีวิตบนที่อื่น ในระบบสุริยะ ทั้งปัจจุบันและอดีตที่ผ่านมา เช่น บนดาวอังคาร (Mars) บนดวงจันทร์ยูโรปา (Europa moon) เป็นต้น 3.อะไรที่จะทำให้มนุษย์ทราบถึง ศักยภาพของระบบชีวิตที่ใดก็ตาม ในกาแล็คซี ทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ของเราเอง 4.อะไรที่จะทำให้มนุษย์ทราบถึง รายละเอียดดาวเคราะห์อื่นๆ ที่โคจรรอบดาวอื่น 5.อะไรที่จะทำให้มนุษย์ทราบถึง ศักยภาพของดาวเคราะห์ ประเภทซึ่งโคจรรอบ ดาวอื่น 6. Habitable zone (แหล่งที่สามารถดำรงชีพได้) ในอาณาเขตดาวอื่นซึ่งเอื้อให้ เกิดระบบชีวิต มีอยู่ที่ใดบ้าง ที่มนุษย์ 7.จะทำอย่างไรเรื่อง Cosmic background (รังสีพื้นหลังจักรวาล) ที่มีผลต่อข้อ จำกัดความสามารถ เรื่องสภาพแวดล้อมของมนุษย์ ต่อการตรวจจับสัญญานจาก สิ่งทรงปัญญาอื่นอันไกลโพ้น 8.อะไรคือ เรื่องการหยุดแลกเปลี่ยนสัญญานค้นหา ระหว่างกันของ Microwave / Optical/ Infrared จากสิ่งทรงปัญญาอื่น 9.อะไรคือ วิทยาศาสตร์ที่เสี่ยงภัยอันตราย อะไรคือ วิทยาศาสตร์ที่จอมปลอม หรืออะไรคือ วิทยาศาสตร์ในมุมลบ และเลวร้าย

โครงสร้าง Milky way galaxy ในรัศมี 1,000 ปีแสงจากโลก

เป้าหมายแรกการค้นหา คือ N star ทั่วไประบบชีวิตมีองค์ประกอบของน้ำ โดยของเหลว เกิดขึ้นบริเวณผิวเปลือกของ ดาวเคราะห์ ซึ่งดาวเคราะห์นั้น โคจรอยู่รอบๆดาวหลัก (Host star) ซึ่งในจักรวาล มีดาวอยู่เป็นจำนวนมหาศาล นอกนั้นยังประกอบไปด้วยก๊าซ กลุ่มรังสี ฝุ่นหมอก อวกาศ (Nebula) และสสารมืด (Dark matter) Milky way galaxy มีจุดศูนย์กลางที่มีความแน่นหนา รัศมีโดยรอบราว 100,000 ปีแสง ทั้งนี้ มีดาวบรรจุอยู่หลายล้านดวง โดยมีหลุมดำ (Black hole) อยู่ใจกลาง บริเวณรอบๆจุดศูนย์กลาง ที่เรียกว่า Nucleus และมีลักษณะเป็นแถบ (Bar) โป่ง ออกมา 10,000 ปีแสง เป็นแผ่นจาน (Disk) ด้านในบางและแบน มีดาวเกิดใหม่ และก๊าซ ด้านนอกเป็นดาวเก่าแก่ ประเภท กระจุกดาวเปิด (Globular clusters) และสสารมืด ซึ่งโลกเราอยู่กึ่งกลางในบริเวณดังกล่าว N star คือ ดาวที่มีตำแหน่งมองออกไปรอบๆ จากโลกในรัศมี 1,000 ปีแสง ซึ่ง กระจัดกระจายกันในทิศทางแนวตรงจากโลก จากการลากเส้น โดยเรียกว่า Local (บริเวณประจำถิ่น) สำหรับในอนาคต จะสืบค้นไกลออกไปในระยะ 10,000 ปีแสง บริเวณ Galactic bulge (ส่วนโป่งกลางกาแล็คซี) จนกระทั่งรัศมี 30,000 ปีแสง ซึ่งจะเพิ่มจำนวน ดาวอย่างมากมายและจะสืบค้น สู่ระยะ 70,000 ปีแสงต่อไป ทั้งนี้การประเมินเวลา ในการสืบค้น 15 ปี จะค้นหา Solar-type (ดาวประเภทดวงอาทิตย์) ได้ราวจำนวน 1,000,000 ดวง     โครงสร้างดาวประเภท Solar-type และ Red Giant     เป้าหมายการค้นหาของ SIM PlanetQuest ดาวเคราะห์ประเภทต่างๆ รวม 2,156 ดวง

การสืบหาดาวเคราะห์ ในระบบ Solar-type แน่นอนว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดาว เช่น ดวงอาทิตย์ของเรา ปัจจุบันมีการสำรวจ พบ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่น (Exoplanets) มีจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จากตัวเลข เดิมเพียง 50 ดวงใน ปี ค.ศ. 2000 ปัจจุบันมีจำนวนหลายร้อยดวง ทั้งนี้จะยอมรับเฉพาะ ดาวเคราะห์ที่มีระบบคล้ายคลึงกับระบบสุริยะเท่านั้น และน่า ประหลาดใจ มีจำนวนเพียง 3% ที่เป็นประเภท Solar-type นอกนั้นมักเป็นประเภท Super Jupiters (ดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่) หรือ Hot Jupiter (ลำดับชั้นดาว เคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ) ซึ่งทั้งหมดมีช่วงโคจรรอบ ดาวหลัก ของตนเองที่ สั้นมาก เพียง 4 วันก็มี สำหรับดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ สามารถตรวจพบง่ายกว่า ดาวเคราะห์ที่มีขนาด เล็ก ไม่เพราะด้วยกฎเกณฑ์ที่มากมายอย่างเดียวเท่านั้น ระบบของดาวเคราะห์ มักมีความแตกต่างกันอีก เช่น การผสมผสานกันด้วย ดาวเคราะห์ขนาดเล็ก และ ใหญ่ในระบบเดียวกัน ความสัมพันธ์กันในวงโคจรระหว่างดาวเคราะห์ ซึ่งจำต้องมีความเชี่ยวชาญ ต่อความรู้จากสามัญสำนึก ในการสืบค้น ดาวเคราะห์ ขนาดคล้ายโลก (Earth-size planets) ซึ่งต้องพิจารณา ความเหมือน ความคล้าย มีระบบแบบเดียวกับโลก จากหลักเกณฑ์นับร้อยหัวข้อ ดังนั้น การสืบหาดาวเคราะห์ ที่มีความคล้ายคลึงโลกยุ่งยาก จำเป็นต้องวัดค่าของ มวล ตรวจสอบวงโคจรเต็มรูปแบบ จากรายละเอียดมากมาย ต้องใช้เวลา 12-30 ปี ต่อการเก็บข้อมูลและตรวจสอบอย่างมั่นใจในทุกกรณี ถ้ามีความเหมือนโลก 97% อาจทำให้เราทราบถึงแนวโน้ม ดินแดนสิ่งทรงปัญญาอื่นที่มีระบบชีวิตได้

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่น มีองค์ประกอบที่ต่างประเภทกัน ถึง 14 ชนิด (ข้อมูลในขณะนี้) โดยมีขนาดเท่าโลก หรือมีมวลไม่เกิน 5 เท่าของโลก

Habitable zone มีความแตกต่างกันด้วยอุณหภูมิ การแผ่ความร้อนของดาวหลัก (Host star) บริเวณแนวเส้นสีเขียวของวงโคจร แสดงถึงความเป็นไปได้ ที่ดาวเคราะห์บริเวณนั้น มีของเหลว

กำหนดขอบเขตสืบค้น บริเวณแหล่งที่สามารถดำรงชีพได้ Habitable zone (แหล่งที่สามารถดำรงชีพได้) เกิดจากการสรุปความในระเบียบ และกฎเกณฑ์ของ Drake Equation ใน ค.ศ.1961 เป็นแนวคิดที่ง่ายไม่ซับซ้อน และเป็นสถิติศาสตร์ (Static) เป็นการแสดงระยะทางห่างจากดาวหลัก (ดวงอาทิตย์) กับดาวเคราะห์ที่มีความ สามารถรักษา สถานะของเหลวเช่น น้ำอยู่บนพื้นผิว ซึ่งมีความเปลี่ยนแปลงแบบ ไม่คงที่ อย่างชัดเจน เน้นความสมดุล (Equilibrium) อุณหภูมิของดาวเคราะห์ เป็นสำคัญ โดยมีเงื่อนไข เกี่ยวข้องกับ Stellar insolation (ปริมาณแสงแดดจากดาวหลัก หรือดวงอาทิตย์) ตัวอย่างเช่น ในระบบสุริยะของเรา แสดงถึงโครงสร้าง Stellar insolation ระหว่าง ดวงอาทิตย์กับดาวพุธ และดาวศุกร์ มีความร้อนจัด ส่วนดาว อังคารเย็นกว่าโลก ซึ่งโลก มีความสมดุลกว่า ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงจน เกิดระบบสิ่งมีชีวิตขึ้นได้ นั่นหมายความว่า การสืบค้นทางกายภาพ ของแหล่งอารยะธรรมสิ่งทรงปัญญา มุ่งเน้นไปยังระบบสุริยะในประเภท Solar-type ดังเช่นดวงอาทิตย์ของเรา จากนั้น กำหนดขอบเขตตามแนวคิด ไปยังพื้นที่ Habitable zone เพื่อมองหา ดาวเคราะห ์ในประเภท Terrestrial planets (ดาวเคราะห์ที่มีพื้นผิวชัดเจน) เป็นเบื้องต้น

Habitable zone แสดงความสัมพันธ์ด้วยขนาดของดาวหลัก (Host star) หรือดวงอาทิตย์

Terrestrial planets

เป้าหมายโลกใหม่ประเภท Terrestrial planets ขอบเขตใน Habitable zone และบริเวณใกล้เคียง (นอกเขต Habitable zone) มักปรากฎ Terrestrial planets ซึ่งเป็นดาวเคราะห์มีพื้นผิวชัดเจน (ต่างจากดาว เคราะห์ก็าซ) ขั้นพื้นฐานสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ A desert world (โลกแห่งทะเลทราย) มีความแห้งแล้งและขาดแคลนน้ำ มักปรากฎอยู่ภายในเขต Habitable zone A hot with rich carbon dioxide atmosphere world (โลกแห่งก็าซคาร์บอน) มีความร้อน ชื้นและภายในชั้นบรรยากาศเต็มไปด้วย คาร์บอนไดออกไซด์ มักปรากฎอยู่ด้านสุดขอบของ ภายในเขต Habitable zone A frozen and ice-covered world (โลกแห่งน้ำแข็ง) เต็มไปด้วยน้ำแข็งหรือปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งมักปรากฎอยู่ ด้านนอกของเขต Habitable zone A water world (โลกแห่งมหาสมุทร) ปกคลุมไปด้วยน้ำที่เป็นมหาสมุทร และมีพื้นแผ่นดินบางส่วน มักปรากฎอยู่ บริเวณกึ่งกลางในเขต Habitable zone โดยความเข้าใจเดิม อาจคิดว่าบรรยากาศ และสภาพของโลกบางประเภทเหล่านี้ คงไม่มีระบบชีวิตเกิดขึ้นได้ ในความเป็นจริงมีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก อาศัยอยู่ได้ ท่ามกลางอันตรายแบบสุดขั้ว ซึ่งสำรวจพบบนโลกจากสถานที่ต่างๆ รายงานของ NASA and Jet Propulsion Laboratory เรื่อง สวนสัตว์ต่างดาว (Alien Safari)

A desert world (โลกแห่งทะเลทราย)     A hot with rich carbon dioxide atmosphere world (โลกแห่งก็าซคาร์บอน)     A frozen and ice-covered world (โลกแห่งน้ำแข็ง)

A water world (โลกแห่งมหาสมุทร)