آیا انیشتین راجع به سفر به فضا اشتباه می کرد؟

دو برادر دوقلو را که یکی فضانورد است و دیگری یک شغل عادی دارد، در نظر بگیرید. پس از گذشت سالیان متمادی زمانی که هر دو به خانه برمی گردند، در کمال تعجب، برادر فضانورد جوانتر از دیگری به نظر می رسد.
این همان نظریه دوقولوی (Twin) آلبرت انیشتین (Albert Einstein) است. هرچند ممکن است عجیب به نظر برسد، اما طبق نظریه نسبیت انیشتین کاملا درست است. تئوری نسبیت به ما می گوید که با سریعتر شدن سرعت حرکت در فضا، سرعت پیشروی زمان کندتر می شود. بنابراین به نظر می رسد سفر به فضا، روش مناسبی برای جوان ماندن باشد.

یک نظر مخالف
اخیرا برخی از محققین به نتایجی مغایر با نظریه فوق دست یافتند و معتقدند سفر به فضا، تاثیری کاملا برعکس دارد و حتی ممکن است انسان را به پیری زودرس دچار کند.

فرانک کوچینوتا (Frank Cucinotta) – از دانشمندان برجسته ناسا (NASA) در زمینه تشعشعات – در مرکز فضایی جانسون، در این باره می گوید: "مشکل نظریه انیشتین این است که ما نمی توانیم تشعشات فضایی و روند طبیعی گذر عمر را در علم بیولوژی بگنجانیم."

او می افزاید: "حرکت در فضا امکان نفوذ اشعه به داخل کروموزم های شخص را ایجاد می کند، این عمل ممکن است به تلومرها (telomer) – سرپوش مولکولی کوچکی در انتهای DNA – آسیب برساند. با بازگشت به زمین، فقدان تلومرها ارتباط مستقیم با سالخوردگی پیدا می کند."

تا کنون تاثیرات ایستگاههای فضایی و شاتل ها بر فضانوردان، البته در صورت وجود، بسیار اندک بوده؛ این فضانوردان دائما درون میدان مغناطیسی محافظ زمین – که باعث انحراف اشعه ها می شود – در گردشند.

تجارب واقعی
ناسا در نظر دارد در سال 2018، فضانوردان را به منظور رجعت به ماه و نهایتا سفر به مارس، به خارج از این حلقه محافظ بفرستد. در چنین ماموریت هایی فضانوردان برای هفته ها یا ماه های متوالی در معرض اشعه خواهند بود. ناسا بسیار مشتاق است که بداند آیا خطر "پیری در اثر اشعه" واقعا وجود دارد یا خیر؟ و در صورت مثبت بودن نتیجه، به فکر چگونگی حل این مشکل باشد؟

طبق اظهارات جری شی (Jerry Shay) – یک دانشمند سلول شناس در مرکز پزشکی دانشگاه تگزاس، دانشمندان به تازگی درگیر این سئوال شده اند، درحقیقت در حال حاضر اطلاعات علمی دانشمندان در زمینه ارتباط بین تابش اشعه ها و از بین رفتن تلومرها بسیار محدود است، اما اخیرا با حمایت های ناسا مشغول مطالعه مورد مذکور هستند. نتایج چنین تحقیقاتی برای همگان – چه بر روی زمین و چه در فضا – مفید خواهد بود.

عملکرد فیوز مانند تلومرها در سلول
تلومرها مانند فیوز یک بمب ساعتی به صورت شاخه های بلندی از DNA ها هستند که هر بار با تقسیم سلولی کوتاه می شوند. زمانی که تلومرها بیش از حد کوتاه شوند، عمر آن سلول به اتمام رسیده و دیگر قادر به تقسیم شدن نیست، این مرحله به عنوان "پیری در اثر تکرار" شناخته شده است.

اگر چنین فیوزی در داخل هر سلول بدن انسان موجود نباشد، سلول ها قادر به ادامه رشد و تقسیم نامحدود نیستند. در واقع، دانشمندان بر این باورند که به علت وجود تلومرهاست که تعداد دفعاتی که اکثر سلول های بدن انسان می توانند تنها 50 تا 100 بار تقسیم سلولی انجام دهند.

یکی از تئوری های اخیر مطرح شده در زمینه پیری زودرس می گوید :"به مجرد اینکه سلول های بدن افراد با محدودیت تحمیل شده از طرف تلومرها مواجه می شوند، کمبود سلول های جدید و تازه باعث بروز علائم پیری مانند چروکیدگی پوست، افتادگی اندام ها و نهایتا ضعیف شدن سیستم ایمنی بدن، می شوند."

تحقیقات جدیدی که توسط فرانک کوچینوتا و همکارانش انجام شده، نشان داده که تشعشعات حاصله از "هسته های فلزی" – که جزء اصلی هر اشعه است – به طور قطع به تلومرهای سلول های بدن انسان آسیب می رسانند.

به منظور اثبات این قضیه، آنها در نوع بخصوصی از سلولهای خون انسان به نام لیمفوسایت (lymphocyte) را در لابراتوار در معرض هر دو اشعه گاما و اشعه فلزی قرار دادند. کوچینوتا در این باره اظهار داشته :

"ما به نتایج شگفت آوری در این باره دست یافتیم، اشعه فلزی بیش از اشعه گاما در تخریب تلومرها موثر است، این تفاوت ممکن است به دلیل فضای وسیع تری باشد که اشعه فلزی تحت الشعاع قرار می دهد."

به هر حال اگر دانشمندان تشخیص دهند که کدام نوع اشعه بر تلومرها تاثیر منفی دارد، قادر به یافتن روشی برای اجتناب از آن نیز خواهند بود.

آنچه مسلم است هدف اصلی ناسا از انجام این تحقیقات، جوان نگه داشتن فضانوردان یا حداقل جلوگیری از پیری زودرس آنها است.

science.nasa.gov

منبع : سايت فريا