Paul Davies (Physics World, tháng 3/2010)
Những dấu hiệu của sự sống thông minh
Cho dù việc thu nhận một tin nhắn từ loài người hóa ra là một hi vọng mong manh, nhưng chúng ta có thể vẫn góp nhặt bằng chứng, có lẽ là gián tiếp, cho thấy chúng ta không đơn độc trong vũ trụ. Cách duy nhất chúng ta suy luận ra trí thông minh tồn tại, hoặc đã từng tồn tại, bên ngoài Trái đất, là thông qua vết tích công nghệ của nó. Vì chúng ta không biết những đặc trưng của công nghệ tiên tiến cao ngoài địa cầu, cho nên hướng khảo sát này đỏi hỏi rất nhiều kiến thức dự đoán. Đồng thời, một nền văn minh ngoài địa cầu có thể sẽ không tiến hành một nỗ lực có cân nhắc nhằm gây sự chú ý, cho nên những vết tích hoạt động của nó có thể rất huyền ảo và đòi hỏi viện đến những phương pháp khoa học phức tạp.
Loài người đã cải tạo đáng kể hành tinh của mình trong chỉ một vài nghìn năm, cho nên chẳng có gì khó tưởng tượng là một cộng đồng công nghệ nhiều triệu năm đã làm thay đổi đáng kể môi trường thiên văn của nó. Cách nay đã lâu, nhà vật lí Freeman Dyson đề xuất rằng một nền văn minh đói năng lượng có thể tạo ra lớp vỏ vật chất xung quanh ngôi sao chủ của nó để bắt lấy đa phần bức xạ. Nếu một “quả cầu Dyson” như thế tồn tại, thì nó sẽ để lại một dấu hiệu đặc trưng trong vùng hồng ngoại. Người ta đã bắt tay vào tìm kiếm những đối tượng này trên bầu trời, nhưng cho đến nay vẫn chưa thu được thành quả gì.
Những dự án thiên văn kĩ thuật quy mô lớn khác có thể bao gồm việc cải tạo ngôi sao chủ bằng một cách nào đó, nhờ đó làm thay đổi các đặc trưng phổ và nhiệt của nó, và do đó khiến nó xuất hiện như một dị thường trước một nhà thiên văn có đôi mắt sắc bén trên địa cầu. Ngay cả những thay đổi gắn liền với bề mặt của một hành tinh cũng có thể được phát hiện ra trong tương lai không quá xa xôi ở dạng những chất ô nhiễm công nghiệp hoặc những phân tử kì lạ khác trong quang phổ của khí quyển của hành tinh. Sứ mệnh Kepler sẽ sớm mang lại một bảng kê chi tiết những hành tinh ngoài hệ mặt trời giống Trái đất, đó sẽ là một danh sách mục tiêu tự nhiên cho một hệ thống quang học đặt trên vũ trụ tương lai có khả năng này. Chúng ta cũng nên thận trọng trước khả năng một cộng đồng ngoài hành tinh có thể tạo ra những sản phẩm rất khác với nhân loại – có lẽ là những neutrino năng lượng cực cao trong ngưỡng peta-electron-volt (1015 eV) hoặc những xung photon tia gamma cường độ mạnh từ sự phân hủy vật chất-phản vật chất tập trung quá mức so với cái phát ra từ bất kì nguồn phát tự nhiên hợp lí nào.
Cách dễ hơn là đi tìm vết tích của công nghệ ngoài hành tinh trong sân sau thiên văn của chúng ta. Năm 1950, Enrico Fermi nêu ý kiến nổi tiếng rằng một nền văn minh cư trú trong vũ trụ sẽ có thể di cư trên khắp thiên hà trong khoảng thời gian nhỏ hơn tuổi của thiên hà đó, và chỉ cần một cộng đồng bùng nổ như thế cho Trái đất được “tiếp quản” cách đây đã lâu. Thực tế người ngoài hành tinh không có mặt ở đây đề xuất với Fermi rằng họ cũng không có mặt ở ngoài kia, một kết luận từ đó được đánh giá cao với tên gọi “nghịch lí Fermi”.
Có nhiều lời giải của nghịch lí Fermi ngoài kết luận hiển nhiên rằng chẳng có người ngoài hành tinh nào hết. Thí dụ, du hành vũ trụ có lẽ quá tốn kém hoặc mạo hiểm đáng để liều lình, hoặc những nền văn minh ngoài địa cầu có lẽ đã tự hủy diệt hoàn toàn trước khi họ bắt tay vào thuộc địa hóa những thế giới khác. Nhưng một lời giải hấp dẫn hơn đáng kiểm tra là sự di cư giữa các sao đã và đang diễn ra, mặc dù theo một nghĩa phức tạp hơn cái Fermi nghĩ tới. Robin Hanson, một nhà kinh tế học tại trường đại học George Mason, đã sử dụng một mô hình di dân kinh tế trong đó các cộng đồng tản ra khỏi hành tinh quê hương của họ và thuộc địa hóa những hành tinh khác – một phần ở lại, một phần tiếp tục di cư – hình thành nên một mạng lưới phức tạp của sự định cư và di cư, trong đó luôn luôn có một làn sóng di cư nhanh nhất tại “tiền tuyến” dấn thân vào những miền đất chưa được khai phá. Mô hình của Hanson đề xuất một kịch bản khả dĩ trong đó một làn sóng di cư có thể đã lan qua vùng thiên hà của chúng ta nhưng sau đó đã tiếp tục lan đi, có lẽ để lại một số dấu hiệu mách bảo ở dạng đồ tạo tác, chất thải công nghiệp hoặc hoạt động khai khoáng.
Bài liên quan:
Sự di cư này đã xảy ra khi nào? Một trong những rủi ro phản ánh trên SETI là sức cám dỗ của ý nghĩ trong một khoảng thời gian quy mô quá ngắn ngủi. Tuổi của hệ mặt trời chỉ bằng một phần tuổi của thiên hà, các hành tinh giống Trái đất có lẽ đã tồn tại hàng tỉ năm thậm chí trước khi Trái đất hình thành. Khi không có lí do nào phản đối, người ta nên, với sự gần đúng bậc một, giả sử một sự phân bố xác suất đại khái đồng đều trong nhiều tỉ năm cho tốc độ xuất hiện của những nền văn minh công nghệ. Nếu như vậy, thì niên đại lịch sử như trông đợi của một làn sóng di cư không đo được trong hàng nghìn hay thậm chí hàng triệu năm, mà là hàng tỉ năm.
Nói cách khác, không phải không tưởng tượng rằng hệ mặt trời đã từng được thăm viếng, nói thí dụ, cách nay 3 tỉ năm trước. Nếu sự phân bố xác suất thật sự tăng lên theo thời gian, điều dường như thực tế hơn, thì có lẽ chính xác hơn là hãy nghĩ theo hàng chục đến hàng trăm triệu năm. Nhưng những cơ hội của việc Trái đất được thăm viếng trong vài nghìn năm qua – chất liệu của đa số truyện khoa học viễn tưởng – là hết sức thấp, và sẽ tiêu biểu cho một sự trùng hợp ngẫu nhiên một cách lạ kì. Tại sao hành tinh chúng ta lại tình cờ được thăm viếng đúng ngay lúc nền văn minh nhân loại bắt đầu chú ý tới điều đó chứ?
Những ảnh chụp hồng ngoại của các thiên hà có thể hé lộ dấu hiệu đặc trưng của một “quả cầu Dyson” – một lớp vỏ vật chất tạo ra bởi một nền văn minh ngoài địa cầu đói năng lượng bao xung quanh ngôi sao chủ của nó để bắt lấy bức xạ của ngôi sao. (Ảnh: Cơ quan Vũ trụ châu Âu/Bảo tàng Ảnh Khoa học)
Những dấu hiệu của những ngoài hành tinh
Nếu như người ngoài hành tinh đã đến thăm hành tinh của chúng ta cách nay một triệu năm trước, thì vết tích công nghệ của họ có còn lại chút gì cho đến ngày nay hay không? Mọi thứ trên bề mặt Trái đất sẽ bị phong hóa gay gắt bởi thời tiết, hoạt động kiến tạo, băng hà và vân vân. Tuy nhiên, vết tích của sự khai khoáng quy mô lớn hoặc khai thác đã có thể vẫn còn lại, mặc dù có lẽ bị chôn vùi sâu dưới các vỉa đá và chỉ có thể phát hiện ra trong những cuộc khảo sát địa chất cẩn trọng. Một món đồ tạo tác được chôn có chủ ý trên Trái đất hay, còn tuyệt vời hơn, trên Mặt trăng, có thể dễ dàng bị bỏ qua, không phát hiện được. Các đồng vị phóng xạ phát ra từ những vụ nổ hạt nhân hoặc công nghệ hạt nhân có thể xuất hiện như những dị thường địa chất.
Sao chổi và tiểu hành tinh sẽ là một nguồn tuyệt vời cung cấp vật liệu thô, và có thể biểu hiện những dấu hiệu của sự cải tạo, thí dụ sự vắng mặt bất thường hoặc sự phân bố thuộc những loại nhất định. Tuy nhiên, bất kì cấu trúc kĩ thuật nào còn lại trong vành đai tiểu hành tinh sẽ rất khó lần ra nếu không có những cuộc tìm kiếm thấu đáo. Một công nghệ tiên tiến còn có thể khai thác những nguồn năng lượng mới lạ, thí dụ như vật chất tối hay các đơn cực từ. Các hạt đơn cực từ được dự đoán là đã sản sinh ra rất nhiều trong Big Bang nhưng chưa hề được phát hiện ra, bất chấp nhiều lần tìm kiếm. Sự thiếu vắng đến hoang mang này của sự phát hiện thường được cho là đỏi hỏi lí thuyết lạm phát, theo đó vũ trụ tăng vọt về kích thước lên một hệ số khổng lồ ngay trong những phần của giây đầu tiên sau Big Bang, từ đó làm giảm mật độ các đơn cực từ xuống gần bằng không. Nhưng lí thuyết lạm phát còn lâu mới được chứng minh, và nếu các đơn cực từ thật sự tồn tại trong vũ trụ ở mật độ có phần hợp lí, thì chúng sẽ mang lại một nguồn năng lượng lí tưởng. Một đơn cực bắc hoặc nam sẽ là phản hạt của nhau, và vì thế có thể hủy lẫn nhau. Vì khối lượng của chúng được dự đoán là 1015 lần khối lượng của một proton, nên năng lượng giải phóng trên mỗi sự kiện phân hủy sẽ là khổng lồ. Nếu một nền công nghệ ngoài hành tinh đã khai thác hết các đơn cực từ trong vùng không gian của chúng ta, thì chẳng có gì ngạc nhiên là chúng ta không phát hiện ra gì cả. Tất nhiên, lời giải thích này hết sức kì cục, nhưng nó đóng vai trò minh họa cho loại đối tượng chúng ta cần quan sát: sự vắng mặt có chủ ý của một cái gì đó ở ngoài kia, hay sự có mặt có chủ ý của một cái gì đó không nên có.
Một ý tưởng được các nhà nghiên cứu SETI khảo sát là tìm kiếm một sản phẩm tạo tác ngoài hành tinh tại các điểm cân bằng bền Lagrange Trái đất – Mặt trời L4 và L5 – những cái túi trong không gian trong đó một vật có thể giữ nhịp bước cùng với Trái đất khi nó quay xung quanh Mặt trời. Một tàu khảo sát được gửi đến từ chủ sở hữu một hành tinh bên ngoài, hay một dụng cụ theo dõi còn lại sau một chuyến thám hiểm đã rời gót ra đi, có thể còn neo đậu ở đó mà không cần hiệu chỉnh quỹ đạo. Người ta thậm chí còn đề xuất rằng một con tàu khảo sát như vật có thể cố gắng thiết lập tiếp xúc với chúng ta bằng sóng vô tuyến hoặc thông qua Internet. Tuy nhiên, do trở ngại của tốc độ hữu hạn của ánh sáng, cái làm nản chí các nhà nghiên cứu SETI truyền thống, có thể làm cho kế hoạch đó bị phá vỡ.
Là một thí dụ cuối cùng của cái chúng ta có thể tìm kiếm, một chuyến thám hiểm hoặc một làn sóng di cư của người ngoài hành tinh có thể làm xáo trộn vi sinh vật học địa cầu, có lẽ tạo ra sinh quyển dưới bóng riêng của nó hỗ trợ cho quá trình khai khoáng, cải tạo đất, hoặc sản xuất năng lượng. Đồng thời, nếu người ngoài hành tinh thật sự muốn để lại tin nhắn cho hậu thế, thì việc để lại dấu vết trong hệ gen của các vi sinh vật có lẽ là chiến lược tốt hơn so với gửi đi những tín hiệu vô tuyến từ một ngọn đèn hiệu. Sử dụng virus hoặc tế bào sống làm hậu duệ thông tin có nhiều ưu điểm: các hệ sinh vật nano có thể tự sao chép và tự sửa chữa, và có tiềm năng bảo tồn thông tin trong hàng triệu năm. Một số hệ gen, chẳng hạn, vẫn không thay đổi gì lớn trong hơn một tỉ năm.
Trí thông minh hậu sinh vật học
Tranh luận về SETI thường sa vào cái bẫy của học thuyết loài người là trung tâm – một khuynh hướng sử dụng nền văn minh nhân loại thế kỉ 21 làm mô hình cho nền văn minh ngoài địa cầu có lẽ trông như vậy. Nhưng khi nhìn vào một công nghệ nhiều triệu năm, sự phân loại của con người hầu như chắc chắn là sai lầm. Có lẽ giả thuyết đáng ngờ nhất là chúng ta sẽ đối phó với những sinh vật sống máu-thịt. Có khả năng trí thông minh sinh học là như vậy, nhưng là một pha ngắn ngủi trong sự tiến hóa của trí thông minh trong vũ trụ; thậm chí trên Trái đất, chúng ta có thể tiên đoán sự phát triển của trí thông minh “nhân tạo” và thoáng nhìn tới một tương lai trong đó các hệ thống xử lí thông tin kĩ thuật và các mạng lưới thần kinh biến đổi gen sẽ hợp nhất lại để tạo ra những “hệ suy nghĩ” mới lạ vượt xa sự tinh thông trí tuệ của nhân loại.
Các ưu thế hay nhu cầu công nghệ của những thực thể như vậy là gì thì chúng ta không thể biết được. Những hệ suy nghĩ mạnh nhất trong vũ trụ hóa ra có thể được thuyết minh trong các máy tính lượng tử - cái mà nhà vật lí đạt giải Nobel Frank Wilczek đặt cho cái tên là “trí thông minh lượng tử” ("quintelligence"). Những thực thể như vậy có thể nhỏ về phương diện vật chất, có nhu cầu năng lượng không đáng kể và được đặt trong không gian liên thiên hà để khai thác nhiệt độ thấp của nó. Nếu đúng như vậy, thì vết tích công nghệ của trí thông minh lượng sẽ khiêm tốn đến mức chúng ta không bao giờ lần ra được nó.
Cố nhà văn và nhà tương lai học Arthur C Clarke có lần từng lưu ý rằng một nền công nghệ đủ tiên tiến sẽ không thể phân biệt với sự thần kì. Do đó, điều quan trọng là chúng ta nên mở rộng suy nghĩ của mình về nền văn minh ngoài địa cầu từ chỗ ngoại suy đơn thuần những công nghệ của loài người sang bắt đầu tìm kiếm bất kì hệ thống hay quá trình nào thể hiện dấu hiệu xác nhận sự thao tác của trí thông minh. Sau 50 năm SETI truyền thống, đã đến lúc mở rộng nghiên cứu khỏi lĩnh vực tín hiệu vô tuyến. Sử dụng kết hợp nhiều phương pháp khoa học, từ hệ gen cho đến thiên văn vật lí neutrino, chúng ta nên bắt đầu xem xét kĩ lưỡng hệ mặt trời và vùng thiên hà chúng ta tìm kiếm bất kì dấu hiệu nào của một cộng đồng vũ trụ quá khứ hay hiện nay.
SETI có sức hấp dẫn rất lớn đối với công chúng. Bản chất trọng đại của một kết quả chắc chắn đòi hỏi phải được giải thích rõ ràng. Thật không may, vấn đề đó vấp phải sự tranh luận thậm chí khác thường bởi các tiêu chuẩn của nền vật lí lí thuyết đương thời, và hóa ra nó có thể là việc đuổi bắt vịt trời mà thôi. Tuy nhiên, như Cocconi và Morrison trình bày trong bài báo tiên phong của họ, nếu chúng ta không buồn tìm kiếm trí thông minh ngoài địa cầu, thì cơ hội tìm ra nó là bằng không.
------------------------
Paul Davis là giám đốc BEYOND: Trung tâm Các khái niệm Khoa học Cơ bản tại trường đại học Bang Arizona, Mĩ. Quyển sách của ông - – The Eerie Silence: Are We Alone in the Universe? (Sự im lặng đến kì lạ: Chúng ta có đơn độc trong vũ trụ?) – được nhà xuất bản Penguin ấn hành trong tháng này. Tác giả sẽ có một bài giảng trực tuyến vào hôm 31 tháng 3 này. Bạn đọc quan tâm có thể đăng kí trực tiếp tại đây.
Trần Nghiêm dịch
