Sự sống ngoài Trái Ðất

“Có ai ở ngoài đó không? Vũ trụ bao la chẳng lẽ chỉ có một mình ta?” Câu đó đã được hỏi từ cổ chí kim, từ Ðông sang Tây, khi con người ngửa mặt nhìn lên trời đầy sao.

Tháng Hai vừa qua có một tin tức làm giới thiên văn và vật lý thiên thể (astrophysics) xôn xao, đó là việc tìm thấy những hành tinh có thể có sinh vật. Trong bài này tôi xin nói về việc tìm kiếm những hành tinh có thể có sự sống.

Vị trí Trái Ðất trong vũ trụ

Sao Hỏa là một hành tinh trong cùng Thái Dương Hệ và khá gần, nên Sao Hỏa được nhiều sự chú ý. NASA phóng lên Sao Hỏa nhiều rô bô để chụp hình và phân tích đất trên đó, như Viking 1, Viking 2, Curiosity, Spirit và Opportunity. Cho đến bây giờ vẫn chưa có bằng chứng gì là có sự sống trên Hỏa Tinh. Tuy nhiên có nhiều bằng chứng là trước đây Sao Hỏa có nước và vi sinh vật.

Chúng ta ai cũng biết Trái Ðất là một hành tinh (planet) xoay quanh Mặt Trời, một tinh cầu (star). Theo định nghĩa của hành tinh hiện thời thì ngoài Trái Ðất còn có thêm bảy hành tinh xoay quanh Mặt Trời. Mặt Trời là một trong cả trăm tỷ tinh cầu trong dải Ngân Hà (Milky Way Galaxy). Dải Ngân Hà là một trong cả trăm tỷ thiên hà (galaxy) trong vũ trụ. Không ai có thể biết được vũ trụ rộng lớn bao nhiêu, có giới hạn hay vô giới hạn?

Ðo lường trong vũ trụ: Theo tờ nguyệt san khoa học, Scientific American, thì vũ trụ kéo dài từ Trái Ðất ra mọi phía khoảng 270,000,000,000,000,000,000,000 dặm. Vì quá rộng lớn nên không thể đo khoảng cách bằng dặm hay cây số được mà phải đo bằng năm-ánh sáng.

Một năm-ánh sáng là khoảng cách ánh sáng đi trong chân không trong một năm. Vận tốc của ánh sáng là khoảng 300,000 cây số một giây. Nếu bạn có thể đi nhanh bằng ánh sáng thì đi từ Mỹ về Việt Nam chỉ trong nháy mắt, chưa tới 1/10 của một giây. Một năm-ánh sáng là một khoảng cách rất lớn, cỡ 9,500,000,000,000 kí lô mét. Thế mà tinh cầu gần nhất Thái Dương Hệ là một hệ thống ba tinh cầu Alpha Centauri cách Trái Ðất sơ sơ khoảng 4.37 năm-ánh sáng.

Phương pháp tìm sự sống ngoài Trái Ðất

Vì không thể đến gần để quan sát bằng mắt nên các nhà khoa học mới tìm những phương pháp khác để suy đoán xem một hành tinh có sự sống trên đó hay không.

Cách dễ nhất để tìm sự sống ngoài Trái Ðất là tìm những hành tinh nào có môi trường tương tự như Trái Ðất. Ðầu tiên là tìm những hệ thống hành tinh (planetary system) giống như Thái Dương Hệ của chúng ta, tức là một hệ thống các thiên thể trong đó có nhiều hành tinh xoay quanh một hay nhiều tinh cầu. Rồi tìm hành tinh nào có nhiệt độ vừa phải, không nóng quá và không lạnh quá. Sau đó tìm hành tinh nào có bầu khí quyển và nước.

Tìm được những hành tinh có điều kiện như vậy chỉ có nghĩa là hành tinh đó có thể có sự sống và không có gì bảo đảm là hành tinh đó có sự sống.

Ngoại trừ Sao Hỏa là hành tinh gần, có thể gửi vệ tinh lên để khảo sát trực tiếp, những hành tinh khác thì quá xa không thể gửi vệ tinh tới được. Vì vậy các nhà khoa học cố phân tích các thành phần hóa học của lớp khí quyển dựa vào những độ dài sóng (wavelength) khác nhau của các phân tử.

Tuy nhiên người ta cũng nhận thấy phương pháp tìm như vậy rất giới hạn và có thể không thấy những dấu hiệu của sự sống khác. Có những sinh vật có thể sống trong một môi trường khác với môi trường con người đang sống.

Theo viện SETI (The Search for Extraterrestrial Intelligence, tạm dịch Tìm Ðời Sống Văn Minh Ngoài Trái Ðất), sự sống có thể chia làm hai loại, một loại như là vi sinh vật và một loại khác là một xã hội văn minh.

Viện này chuyên về tìm kiếm những dấu hiệu của một xã hội văn minh ngoài Trái Ðất. Phương pháp của viện là dùng radio vi sóng (microwave radio) để “nghe ngóng” xem có một mô hình nào chứng tỏ là từ một xã hội văn minh không. Rất tiếc là cho đến bây giờ chưa có một kết quả đáng kể nào hết.

Những thiết bị tìm sự sống ngoài Trái Ðất

Ðể dò tìm ngoài không gian các khoa học gia dùng nhiều loại thiết bị khác nhau. Trước đây chỉ có kính viễn vọng quang học (optical telescope). Kính này dùng những kính và gương phản chiếu để phóng đại những hình ảnh ở xa. Bởi vì chỉ nhìn được ánh sáng nên kính loại này bị giới hạn rất nhiều, và cũng vì trong phổ điện từ (electromagnetic spectrum) những sóng mà con người thấy được như ánh sáng chỉ là một phần nhỏ.

– Kính viễn vọng radio (radio telescope): Vì nhiều thiên thể phát ra những sóng mà mắt thường không nhìn thấy được, nên các nhà khoa học mới sáng chế ra kính viễn vọng radio. Dùng chữ “kính” là theo thói quen dịch chữ telescope, chứ thật ra kính viễn vọng radio không có kính. Kính viễn vọng radio trông giống như một đĩa ra-đa. Những kính viễn vọng đặc biệt này dùng để phát hiện ra những sóng có năng lượng thấp (low energy).

Ðĩa của kính viễn vọng thu thập các sóng radio hay vi sóng vào tụ điểm và dùng những dụng cụ chính xác để biến các sóng đó thành ra tín hiệu điện. Máy tính chuyển các tín hiệu điện thành những hình ảnh.

Những thiết bị đặt dưới mặt đất luôn luôn bị bầu khí quyển cản trở, nên sự quan sát không được tốt. Do đó, các nhà khoa học tìm cách đưa kính viễn vọng lên không trung, ra ngoài bầu khí quyển.

– Kính viễn vọng Hubble: Kính viễn vọng Hubble được phóng lên không gian vào năm 1990 từ phi thuyền con thoi Discovery. Ðây là loại kính viễn vọng quang học. Kính viễn vọng Hubble khám phá ra rất nhiều dữ kiện mới trong vũ trụ và hiện vẫn được dùng trong các khảo cứu về không gian. Vì không bị bầu khí quyển nhiễu loạn nên kính viễn vọng Hubble chụp được nhiều hình ảnh rất đẹp của các thiên thể.

Thiên Vân Orion. (Hình: hubblesite.org)

– Kính viễn vọng radio không gian: Vì sự thành công hơn dự tính của kính viễn vọng Hubble nên NASA phóng lên không gian kính viễn vọng radio như Spitzer Space Telescope và Kepler Space Telescope. Kể từ khi bắt đầu vào năm 2009 kính viễn vọng không gian Kepler tìm thấy trên 5,000 thiên thể có thể là hành tinh, trong đó có hơn 1,700 đã được xác nhận.

Khám phá mới nhất

Một hệ thống hành tinh rất đáng chú ý được tìm thấy vào năm 2016. Hệ thống hành tinh này được đặt tên là TRAPPIST-1, cách Trái Ðất khoảng 39 năm-ánh sáng và ở trong chòm sao Bảo Bình (constellation of Aquarius). TRAPPIST-1 có bảy hành tinh xoay quanh một tinh cầu.

TRAPPIST-1 có nhiều điều kiện thuận lợi khiến cho các nhà khoa học có thể khảo sát nhiều chi tiết. Hơn nữa, ba hành tinh trong hệ thống có thể ở trong khu vực “có thể sống được.” Nếu những hành tinh này có một bầu khí quyển như Trái Ðất thì có nhiều hy vọng là có nước và có sự sống.

Hệ thống hành tinh TRAPPIST-1. (Hình minh họa: NASA)

NASA dự tính sẽ phóng kính viễn vọng không gian James Webber lên không trung vào năm 2018. Kính này có nhiều thiết bị nhạy cảm, có thể ghi nhận những dấu hiệu đặc biệt của nước, oxy, và các chất hóa học khác của TRAPPIST-1.

Xin đón xem những khám phá lý thú trong tương lai.

Thu Vân chuyển bài