บาคาร่า นี่คือวิธีที่ชีวิตสามารถเจริญเติบโตได้บนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบหลุมดำ—และดวงอาทิตย์ทางเลือกอื่นๆ

บาคาร่า จักรวาลเต็มไปด้วยร่างกายที่อบอุ่น ทำไมชีวิตควรจำกัดตัวเองให้อยู่แค่ดวงดาวคล้ายดวงอาทิตย์? โดย CHARLIE WOOD | เผยแพร่ 18 ต.ค. 2019 12:00 น ศาสตร์แบ่งปัน    

ดวงอาทิตย์สองดวงแผดเผาดาวเคราะห์ทะเลทรายของ Tatooine ในจักรวาลStar Wars ซูเปอร์แมนได้รับพลังหลังจากทิ้งรังสีสีแดงเข้มของดาวแคระแดงที่ส่องสว่างคริปตัน นิยายวิทยาศาสตร์มักถามว่าชีวิตจะปรับตัวเข้ากับท้องฟ้าที่แตกต่างกันได้อย่างไร แต่ดาวทั่วไปเหล่านี้ไม่ใช่วิธีเดียวที่จะทำให้ดาวเคราะห์อบอุ่นได้

นักโหราศาสตร์ที่จริงจังส่วนใหญ่มักใช้เวลาคิดอย่างสมเหตุสมผลว่ารูปแบบชีวิตประเภทใดที่อาจวิวัฒนาการบนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบสิ่งที่เรียกว่า “ลำดับหลัก” ของดาวฤกษ์ที่ผลิตแสงส่วนใหญ่ของทางช้างเผือก นักวิจัย Jeremy Schnittman นักวิจัยจาก NASA Goddard Space Flight Center เป็นนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ และเขาใช้เวลาหลายช่วงเวลาที่ไม่ค่อยจริงจังในการไตร่ตรองว่าชีวิตจะดำเนินไปอย่างไรในสถานที่แปลกใหม่บางแห่งของจักรวาล

 ชีววิทยาที่เรารู้ว่าซับซ้อน

 แต่โดยพื้นฐานแล้วจำเป็นต้องมีข้อกำหนดเบื้องต้นง่ายๆ สองประการคือ แหล่งพลังงานสำหรับรักษาน้ำที่เป็นของเหลวและสภาพแวดล้อมที่มั่นคง

Schnittman กล่าวว่า “หากคุณอยู่บนดาวเคราะห์ดวงที่พังยับเยินจากแผ่นดินไหวและภูเขาไฟตลอดเวลา” Schnittman กล่าว “ถึงแม้จะมีชายหาดที่สวยงามก็ตาม ก็คงไม่ดี”

แม้ว่าพวกมันอาจจะไม่ได้อวดสถานที่พักผ่อนในเขตร้อนชื้นของโลก แต่นี่คือระบบของมนุษย์ต่างดาวสี่ประเภทที่—ด้วยความคิดเชิงฟิสิกส์ที่ขี้เล่น—แทบจะไม่สามารถตัดขาดความเป็นอยู่ได้

ดาวนิวตรอน

สถานที่สุดท้ายแห่งหนึ่งในจักรวาลที่จุลินทรีย์จากต่างดาวต้องการตั้งถิ่นฐานอาจเป็นดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นดาวที่ตายแล้วซึ่งไม่ค่อยมีแรงพอที่จะยุบกาลอวกาศให้กลายเป็นหลุมดำได้อย่างสมบูรณ์ แต่กลับเข้าใกล้ได้ค่อนข้างมาก นักดาราศาสตร์มองเห็นพวกมันเป็นพัลซาร์ บีคอนที่เหมือนประภาคารซึ่งฉายรังสีปริมาณมหาศาล

“พวกมันแค่หมุนสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กไปรอบๆ ด้วยความเร็วมหาศาล” Schnittman กล่าว “มันเป็นเรื่องที่น่ารังเกียจมาก”

ดาวนิวตรอนเป็นโฮสต์ของดาวเคราะห์อย่างแน่นอน (นักวิจัยพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกในปี 1992 ซึ่งโคจรรอบดาวนิวตรอนที่เต้นเป็นจังหวะ) แต่พวกมันจะกำจัดสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่เรารู้จักด้วยอนุภาคที่เร่งความเร็วถึงตายอย่างต่อเนื่อง อนุภาคที่มีพลังและการแผ่รังสีเป็นดาบสองคมที่ดีที่สุดของจักรวาล: สามารถส่งพลังงานที่สำคัญและการทำลายอย่างรวดเร็ว แม้แต่บนโลก แคลอรีส่วนใหญ่ก็เข้าสู่ใยอาหารเมื่อพืชและสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงอื่นๆ กินแสงแดดที่อร่อย แต่เรายังคงพยายามอย่างมากที่จะหลบรังสีอัลตราไวโอเลต (เกรงว่าเราจะโดนแดดเผาอย่างเจ็บปวด)

สภาพแวดล้อมรอบดาวนิวตรอนโน้มตัวไปทางด้านความตายและการทำลายล้างของสเปกตรัมรังสีอย่างหนัก แต่อุปสรรคในการป้องกันของดาวเคราะห์โกลดิล็อกส์ขั้นสุดท้ายนั้นสามารถเก็บสิ่งมีชีวิตที่แข็งกระด้างที่สุดได้นักวิจัยได้คำนวณไว้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งมีชีวิตบน “ซุปเปอร์เอิร์ธ” ที่มีขนาดถึงสิบเท่าของดาวเคราะห์ของเราสามารถแฮ็กมันได้หากมีบรรยากาศที่หนาของซุปถั่วเพื่อต้านทานการกัดกร่อนของรังสีที่เข้ามาและปกป้องพื้นผิวจากการทำลายล้างของอวกาศ สนามแม่เหล็กแรงสูงเพื่อขับไล่การโจมตีของอนุภาคที่มีประจุ

อยู่บนขอบ

Schnittman กล่าวว่ามีอัธยาศัยดีกว่าอาจเป็นหลุมดำบางประเภท โดยได้รับแรงบันดาลใจจากภาพยนตร์เรื่องInterstellarเมื่อไม่นานมานี้ เขาได้ประมวลตัวเลขสำหรับโซนที่เอื้ออาศัยได้ของหลุมดำและตีพิมพ์ผลงานของเขาในบทความที่ยังไม่ได้ตรวจสอบบนเซิร์ฟเวอร์พิมพ์ล่วงหน้า arXiv การทดลองทางความคิดของเขาเริ่มต้นด้วยหลุมดำมวลมหาศาลประเภทหนึ่งซึ่งอยู่ที่ใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่ เนื่องจากหลุมดำที่มีขนาดเล็กกว่าจะโค้งงอพื้นที่ให้แหลมคมมากขึ้นในลักษณะที่จะทำลายวัตถุใกล้เคียงที่ใหญ่กว่าลูกบาสเก็ตบอล

หลุมดำไม่ส่องแสงในตัวเอง แต่ธรรมชาติของหลุมดำ

สามารถให้แหล่งพลังงานทางเลือกได้ Schnittman คำนวณ นาฬิกาเดินช้าลงใกล้ขอบหลุมดำ (เมื่อมองจากระยะไกล) และคลื่นแสงที่แกว่งขึ้นและลงอาจถือได้ว่าเป็นนาฬิกาเดินไฟขนาดเล็ก ในทางกลับกัน เข็มนาฬิกาที่อยู่ห่างไกลจากใกล้หลุมดำหมุนวนไปรอบๆ และในทำนองเดียวกัน คลื่นใดๆ ก็จะถูกรวมเข้าด้วยกันและขับเคลื่อนด้วยพลังงานที่สูงกว่ามาก Schnittman กล่าวว่า “วัฏจักรนาฬิกาหรือการคลิกทั้งหมดนั้นซ้อนกันและเพียงแค่ระเบิดคุณทั้งหมดในคราวเดียว

ผลที่ตามมาก็คือ การบิดตัวของเวลาของหลุมดำสามารถทำให้คลื่นพื้นหลังและอนุภาคที่เกาะรอบๆ จักรวาลร้อนจัดจนทำให้โลกร้อนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Schnittman คำนวณว่าสำหรับดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ขอบของมัน (กล่าวคือ 1 เปอร์เซ็นต์ของรัศมีของหลุมดำห่างออกไป) หลุมดำจะกระตุ้นอนุภาคนิวทริโนน้ำหนักเบาที่เข้ามา ซึ่งจะทำให้แกนกลางของดาวเคราะห์อบอุ่นเพียงพอสำหรับจุลินทรีย์ที่จะเจริญเติบโตได้ลึก ใต้ดิน.

ผู้ตั้งถิ่นฐานจากที่อื่นจะต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อเอาชีวิตรอดจากพื้นผิว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกลไกเดียวกันนี้จะอัดประจุรังสีที่เข้ามาทั้งหมด มากเกินไป ที่ระยะทางนั้น ดาวเคราะห์จะแกว่งไปรอบๆ หลุมดำด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง ดัดแสงดาวของท้องฟ้าทั้งหมดเข้าหาผู้สังเกตโดยตรง “[ลำแสงจะ] ดูเหมือนกระสุนพุ่งเข้าใส่หน้าคุณ” เขากล่าว “ท้องฟ้าทั้งหมดจะดูมืดมิด และจุดเล็กๆ ตรงหน้าคุณจะสว่างจนแทบมองไม่เห็น”

ในโลกเช่นนี้ ผู้อพยพจะต้องซ่อนตัวอยู่ใต้เกราะอะลูมิเนียมที่กว้างเท่าดาวเคราะห์เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกแสงดาวทอดทิ้งและคลื่นไมโครเวฟจากคลื่นไมโครเวฟของบิกแบง

จากระยะไกลที่ดีต่อสุขภาพ

อย่างไรก็ตาม ย้ายรัศมีหลุมดำออกไปสักสองสามร้อยระยะ และชีวิตจะง่ายขึ้นมาก จากระยะทางที่ดีต่อสุขภาพเช่นนี้ ดาวเคราะห์สามารถเรืองแสงของก๊าซและฝุ่นที่จุดไฟเมื่อมันตกลงไปที่กระเพาะของสัตว์ประหลาด นอกจากหลุมดำที่แขวนอยู่บนท้องฟ้าในจุดที่ดวงอาทิตย์ควรอยู่ สภาพพื้นผิวอาจไม่แตกต่างจากโลกมากนัก และในระยะทางนั้น เวลาจะผ่านไปในอัตราเกือบเท่ากันกับส่วนที่เหลือของจักรวาล ดังนั้นแสงดาวจึงเป็นอันตรายถึงชีวิตน้อยลงมาก

นอกจากนี้ เนื่องจากหลุมดำมวลมหาศาลก่อตัวขึ้นที่ใจกลางกาแลคซีเท่านั้น ดาวเคราะห์ในนั้นจึงอาจมีพื้นที่ว่างในการดูดาวฤกษ์สำคัญ Schnittman กล่าวว่าดาวใกล้เคียงจะออกมาในตอนกลางวัน และในตอนเย็นภูมิทัศน์ของดาวจะส่องแสงเจิดจ้าราวกับพระจันทร์เต็มดวงบนโลก “กลางคืนคงจะพราว” เขากล่าว

ดาวแคระขาว

ทว่าชีวิตก็ยังดีกว่าหากยังคงเกาะติดอยู่กับดาวที่ยังไม่ยุบตัวเต็มที่ เช่น ดาวแคระขาว—เศษดาวยักษ์แดงขนาดเท่าโลกที่ส่องแสงร้อนเป็นสีขาวจากความร้อนที่เหลือ แม้ว่าการหลอมรวมที่ขับเคลื่อนดวงดาวจะหยุดลง บาคาร่า