לאחר שאושר קיומם של אלפי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, עולה השאלה, לא רק כמה מהם יכולים לקיים חיים, אלא מה הסבירות שבאלה שכן מתקיימים חיים מדובר בחייזרים תבוניים עם טכנולוגיה שתיקח אותם לביקור ברחבי הגלקסיה ואולי אפילו גם אצלנו. שני מחקרים בלתי תלויים שהתפרסמו לאחרונה מציעים שהסבירות לכך היא נמוכה מאוד.
כשנשאל הפיזיקאי אנריקו פרמי מה דעתו על הימצאותם של חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ, הוא ענה: "אם כן, היכן הם?". פרמי בסך הכל הצביע על הפרדוקס הבא: בהינתן המספר העצום של מערכות השמש בגלקסיה שלנו, ומתוך כך הסבירות למספר גבוה של אזורים ישיבים ולהתפתחות תרבויות חוצניות, היינו כבר מזמן אמורים לראות עדות לחיים תבוניים.
ככל שמשתכללים הטלסקופים, יכול להיות שזה עניין של זמן עד שעדויות כאלה יצוצו כמו פטריות אחרי הגשם. מה רבה הייתה השמחה, כאשר בשנת 2016 התגלה כוכב-לכת סביב השכנה הכי קרובה שלנו פרוקסימה קאנטורי, ננס אדום קטן ועמום שמסתו כ 12% ממסת השמש שלנו, ומרחקו מאיתנו כ 4.2 שנות אור בלבד. השמחה עלתה לדרגת אושר עילאי כשהחוקרים פסקו: השכן הסלעי שלנו נמצא באזור הישיב! כלומר, יתכן שהתיירים הפוטנציאלים נמצאים ממש מעבר לפינה, אך האם יש סיכוי שהם אי פעם יגיעו אלינו, לכדור הארץ?
מסעות חייזרים בחלל
פרופסור אברהם (אבי) לייב, ישראלי לשעבר ובעל דוקטורט בפיזיקה מהאוניברסיטה העברית, מכהן כיום כראש המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת הרווארד. הוא פרסם בחודש שעבר מאמר מדעי שטוען, בגדול, שזה לא שחייזרים לא רוצים לבוא לביקור, אלא ככל הנראה, הם פשוט לא יכולים. לייב מראה כי בטכנולוגיית ההנעה הרקטית הכימית, שבה אנו משתמשים כיום, הסיכוי של תושבי פרוקסימה קאנטורי b בפרט וכוכבי לכת סביב ננסים אדומים בכלל, להימלט ממערכת השמש שלהם הוא אפסי.
ומה לגבי כוכבי לכת החגים סביב שמשות שאינן ננסים אדומים? ובכן, במקרים רבים באזור הישיב סביב חגות פלנטות מסוג סופר-ארץ, כוכבי לכת ארציים הגדולים בהרבה מכדור הארץ והם הנפוצים ביותר בגלקסיה - 50% יותר מפלנטות דמויות-ארץ. מחקרו של מייקל היפקה ממצפה הכוכבים סוננברג שבגרמניה, מנפץ לנו גם את התקווה לביקור מכוכבים מסוג זה. במאמר שפרסם לאחרונה, היפקה מראה כי שימוש בהנעה רקטית כימית בפלנטות גדולות, מגבילה כבר את שלב ההימלטות מכוכב הלכת עצמו, כך שעל פרידה ממערכת השמש אין בכלל על מה לדבר.
הבריחה מכדור הארץ היא בגדר נס
כדי להבין את הטענה של לייב, צריך להבין מה בעצם הבעיה להימלט מכוח המשיכה של כוכב. אם נזרוק גוף כלפי מעלה, הוא לבסוף ייעצר, ישנה את כיוונו וייפול חזרה. אולם אם נקנה לו מהירות גבוהה דיה, הוא יצליח להימלט ולא יחזור לעולם. אנרגיית המהירות הדרושה לשם כך צריכה לעלות על אנרגיית הכבידה בסביבת הגוף שממנו מנסים לברוח- כוכב, במקרה הזה. ככל שהכוכב מסיבי יותר ואנו קרובים אליו יותר, כך גדלה אנרגיית הכבידה ולכן תידרש יותר אנרגיה כדי להשיג את מהירות המילוט הדרושה. מהירות המילוט מכדור הארץ, למשל, היא 11.2 ק"מ לשנייה. ובשביל להיפרד לשלום ממערכת השמש דרושה מהירות של 42 ק"מ לשנייה.
ענן העשן המפורסם האופף בדרמטיות את הטיל המשוגר לחלל הוא הבסיס של טכנולוגית ההנעה הרקטית הכימית. בדומה לרתע המורגש בשעת ירי מאקדח (אותה תחושה שאנחנו נדחפים לאחור), כך הרקטה נדחפת בעוצמה למעלה, בשעה שטונות של גז נפלטים מצידה השני במהירות אדירה. כשהדלק אוזל הרקטה נשארת עם המהירות שצברה, ואם מהירות זו עולה על מהירות המילוט – היא תצליח לצאת לטיול בחלל החיצון. אבל יש כאן מלכוד: רוצים מהירות גבוהה יותר? מלאו יותר דלק. יותר דלק, משמעו יותר משקל שיכביד על הרקטה ויאט אותה. לכן דרוש עוד דלק כדי לפצות על ההכבדה הזו ולהאיץ. יותר דלק? יותר משקל ו… אתם מבינים כבר את המלכוד: היחס בין המשקל ההתחלתי של הרקטה, עם כל הדלק, לבין המשקל הסופי,לאחר שכל הדלק נשרף נעשה יחס עצום.
מהנדסי חלל מכנים את המלכוד הזה "עריצות משוואת הרקטות" והיא אחת הסיבות שהופכות את המסע לחלל לקשה כל כך. לדוגמה, אם המשקל ההתחלתי הוא פי 100 מהמשקל הסופי, המהירות המקסימלית שלנו תגדל רק פי 2, בהשוואה למצב בו היחס הזה שווה ל-10 בלבד. ואם המשקל ההתחלתי הוא פי 1,000, המהירות תגדל רק פי 3. כלומר היחס גדל פי עשר כל פעם אבל המהירות המקסימלית גדלה רק במעט. למעשה, כל עוד היחס הזה הוא כמה עשרות ואף מאות, המהירות הסופית של הרקטה תישאר בסדר הגודל של מהירות הפליטה של הגזים. מעבר ליחס של פי כמה מאות, נוצר מצב שבו כל תוספת של דלק תצליח להניע בעיקר את... תוספת הדלק. וכך נוצרת מגבלה שאי אפשר להתגבר עליה באמצעות ההנעה הרקטית הכימית: מהירות מקסימלית של 40 ק"מ לשנייה בערך.
בצירוף מקרים קוסמי, המהירות הזו היא בסדר הגודל של מהירות המילוט ממערכת השמש שלנו. לייב במאמרו מגדיר את התיאום המופלא הזה כ"נס" אשר בזכותו התאפשרו משימות חוץ-סולאריות כמו וויאג'ר 1 ו-2. אולם האם שפר מזלם גם של יתר הציוויליזציות? למען האמת, מראה לייב במאמרו, שסביר שלא, ומתייחס לפלנטות החגות סביב ננסים אדומים בכלל, ולשכננו פרוקסימה קנטאורי b בפרט.
גלקסיה שורצת חיים נסתרים
לכאורה, נראה שקל הרבה יותר להימלט דווקא מננס אדום הקטן בהרבה מהשמש הצהובה והמפוארת שלנו. אולם אם ניקח בחשבון, שחיים, כפי שאנו מכירים אותם, יכולים להתפתח רק באזור הישיב, נקבל תמונה שונה לגמרי. הקרינה הנפלטת מננסים אדומים חלשה בהרבה מזו הנפלטת מננסים צהובים דוגמת השמש שלנו, ולכן המרחק של האזור הישיב מהם קטן הרבה יותר מהמרחק של כדור הארץ מהשמש. קטן פי 20 בערך. פרוקסימה קנטאורי b, חג במרחק זעום של 7 מיליון ק"מ סביב השמש שלו (לצורך ההשוואה, מרחקו של כוכב חמה מהשמש הוא58 מיליון ק"מ, והוא כוכב הלכת הקרוב ביותר אליה). כיוון שמהירות המילוט אינה תלויה רק במסת הכוכב, אלא גם במרחק ממנו, מהירות המילוט מכוכבי לכת הקרובים לננסים אדומים היא עצומה. לייב חישב במאמרו שמהירות זו נעה סביב 65 ק"מ לשנייה. על מנת להגיע למהירות כזו, היחס בין המסה ההתחלתית של הרקטה למסתה הסופית צריך להיות כמה מיליארדים, וזה כמובן אינו מעשי.
משבית השמחות השני, כאמור, הוא המאמר של מייקל היפקה, הנוגע בקושי להגיע למהירות בריחה מכוכבי לכת מסוג סופר-ארץ. לשם המחשה, מראה היפקה, כי מהירות המילוט מפניו של כוכב לכת המסיבי פי 10 מכדור הארץ וגדול פי 1.7 ממנו שווה ל 27.1 ק"מ בשנייה. אילו היינו משגרים מכוכב כזה, טיל הזהה לזה ששוגר במשימת אפולו אל הירח, היינו זקוקים לכ 400,000 טון של דלק, מסה השווה בערך לזו של הפירמידה הגדולה של גיזה. אז יכול אמנם להיות שהיקום בכלל והגלקסיה שלנו בפרט, שורצים חיים אבל נסתרים. אבל אם הן רובן לכודות במערכת השמש שלהן, או בפלנטת הענק שלהם זה לא ממש יעזור למפגש פוטנציאלי. אם נרצה ללחוץ את ידם החייזרית של השכנים מתאום הארץ הקרוב, נצטרך להמתין עד שאלו יפתחו הנעה מתוחכמת יותר מהנעה כימית, או עד שהציוויליזציה שלנו תפתח רקטות מהירות דיין בשביל להגיע עד אליהם.