Nghịch lý Fermi và lý giải rất hiếm về người ngoài hành tinh

Chúng ta chỉ sợ những thứ chúng ta không hiểu, không kiểm soát được. Và với vũ trụ bao giờ rộng lớn này, thứ khó hiểu và khó kiểm soát nhất có lẽ là sự sống. Sự sống tại sao chỉ có thể được tìm thấy trên Trái đất, vì sao mãi tới nay, chúng ta chưa tìm thấy bất kỳ dấu hiệu của sự sống nào khác?

Người ngoài hành tinh đâu rồi? Họ có tồn tại không? Và nếu có, họ có đến vì hòa bình không? Những câu hỏi này nhân loại chưa thể có câu trả lời. Song, đã có nhiều giả thuyết, thậm chí cả nghịch lý được đặt ra để giải thích cho những bí ẩn của vũ trụ. Nổi tiếng hơn cả, đó chính là nghịch lý Fermi.

Điều kiện cho sự sống tồn tại và tại sao Trái đất hoàn hảo

Nhìn vào hành tinh xanh trong Hệ Mặt trời, chúng ta phải tự nhận rằng mình là những kẻ may mắn. Trái đất nằm ở vị trí hoàn hảo với ngôi sao trung tâm, trong trường hợp này là Mặt trời. Vị trí này không quá gần nên Trái đất không bị đốt cháy như sao Thủy và cũng không quá xa để khiến hành tinh của chúng ta bị đóng băng như sao Thiên Vương.

Vị trí hoàn hảo này được gọi là Habitable Zone, có nghĩa là vùng phù hợp để sự sống phát triển. Trong vùng này, khí hậu trên toàn bộ hành tinh sẽ không quá nóng hoặc quá lạnh.

Mặc dù chúng ta có những sa mạc khô nóng, điển hình như thung lũng Death Valley, ở bang California có thể ghi nhận mức nhiệt lên tới trên 55 độ C, hay thị trấn Oymyakon ở Siberia, Nga có thể lạnh tới -40 độ C. Tuy nhiên, mức nhiệt này vẫn được xem là kém khắc nghiệt hơn rất nhiều so với những hành tinh xa xôi trong Hệ Mặt trời. Tức là chúng vẫn đủ để nước tồn tại ở dạng lỏng, các tế bào có thể phát triển và sự sống có thể sinh sôi.

Tuy nhiên, Trái đất không phải là hành tinh duy nhất có được một vị trí đẹp trong dải ngân hà. Theo thống kê, trong mỗi Hệ Mặt trời đều có một hành tinh như vậy. Thí dụ như Trái đất là hành tinh duy nhất nằm trong Habitable Zone của Hệ Mặt trời của chúng ta; hay ngoại hành tinh Proxima Centauri b - nằm cách Trái đất khoảng 4,2 năm ánh sáng (1,3 parsec) trong chòm sao Centaurus. Đây được xem là hành tinh ngoại gần nhất được biết đến và đang quay quanh khu vực có thể sinh sống được của ngôi sao của nó.

Dựa trên những giả thuyết đặt ra, để người ngoài hành tinh tồn tại, họ cũng cần phải sống trong các khu vực hoàn hảo này. Từ đây, chúng ta chỉ cần đếm số lượng các Hệ Mặt trời có Habitable Zone là sẽ tìm ra được các hành tinh có khả năng chứa đựng sự sống.

Theo ước tính của NASA, chỉ riêng trong dải ngân hà này thôi đã có 250 tỷ ngôi sao và nếu nhìn rộng ra ngoài vũ trụ thì chúng ta có đến hơn 100 tỷ thiên hà khác.

Điều đó có nghĩa là nếu các thiên hà đều có cùng kích cỡ, vũ trụ này có đến hơn 70.000 tỷ tỷ ngôi sao nằm trong vũ trụ nhìn thấy được. Nếu chỉ lấy 0.01% số các ngôi sao trong đó để tạo ra sự sống thôi, thì trên lý thuyết đã có quá nhiều nơi để sự sống sinh sôi nảy nở.

Theo Inverse.com, trong năm 2013, các nhà phi hành gia đã đong đếm được có ít nhất khoảng 6 tỷ hành tinh giống với Trái đất trong dải ngân hà của chúng ta. Thế nhưng sự sống ngoài Trái đất mà chúng ta tìm được kể từ khi bắt đầu khám phá vũ trụ cho tới nay là số 0 tròn trĩnh.

Đây chính là lúc Fermi Paradox - hay Nghịch lý Fermi được nhắc tới, như một sự giải thích cho tất cả sự biến mất khó hiểu ấy của sự sống.

Nghịch lý Fermi và "quá trình chọn lọc vĩ đại"

Nghịch lý này được đặt tên theo nhà vật lý học Fermi Enrico, khi ông mô tả sự mâu thuẫn rõ rệt giữa khả năng cao về sự tồn tại của sự sống ngoài hành tinh hay là sự thiếu bằng chứng trong việc xác thực điều này. Theo ông, thứ thậm chí còn đáng sợ hơn, là chúng ta thực sự cô đơn trong vũ trụ rộng lớn này, hay chỉ vì chúng ta chưa thể thực sự "nhìn" thấy họ.

Để giải thích cho nghịch lý đó, Fermi đã đưa ra thêm giả thuyết về sự tồn tại của người ngoài hành tinh có tên là "The Great Filter" (tạm dịch: Quá trình chọn lọc vĩ đại). Theo đó, vũ trụ của chúng ta đã tồn tại được gần 14 tỷ năm và không ai bàn cãi về mức độ rộng lớn của nó.

Thế nhưng với ngần ấy thời gian, vũ trụ dường như trống rỗng. Không hề có dấu hiệu nào của các nền văn minh tân tiến. Từ đây, các nhà khoa học nghĩ rằng có một "thứ gì đó" đang ngăn cách con người chúng ta hoặc những nền văn minh có thể đã từng tồn tại khác phát triển để có thể liên lạc với những nền văn minh cao hơn.

Đây là một sự kiện, một sự chọn lọc để xem rằng liệu giống loài đó có đủ khả năng để phát triển cao hơn hay không. Không ai biết điều gì sẽ xảy ra khi chúng ta thực sự vượt qua được thử thách ấy, nhưng nếu không thì nền văn minh đó sẽ bị tận diệt.

Đây chính là "sự chọn lọc tự nhiên" - một bước ngoặt quyết định sự phát triển của một nền văn minh hoặc thậm chí là về sự sống còn của nền văn minh đó. Tuy nhiên, giả thuyết "The Great Filter" không chỉ có vậy. Các nhà khoa học chia "The Great Filter" ra làm hai trường hợp: Một là quá trình chọn lọc này đã xảy ra rồi, hai là nó vẫn đang chờ đợi chúng ta ở phía trước.

Trong đó, mỗi trường hợp đều đưa ta đến một giả định khác nhau về tương lai của nhân loại. Ở trường hợp đầu tiên, khi quá trình chọn lọc này đã xảy ra rồi, con người có thể là sinh vật thông minh duy nhất còn tồn tại.

Ở những nơi có sự sống khác, giả thuyết giải thích rằng trong quá trình phát triển của sinh vật sống, điều gì đó đã xảy ra khiến các loài sinh vật khác phải đầu hàng. Đó có thể là một dịch bệnh lớn quét sạch mọi sự sống, đó có thể là một thiên thạch khổng lồ như những gì đã xảy ra với loài khủng long.

Cho dù điều gì đã xảy ra đi chăng nữa, chúng ta biết rằng loài người đã sống sót và điều đó khiến chúng ta trở thành loài tiên phong, đầu tiên trong vũ trụ có thể khai phá thế giới vô tận ngoài kia.

Nhưng cũng có trường hợp thứ 2, là khi "The Great Filter" vẫn chưa xảy đến. Giả thuyết này thậm chí còn được nhiều người tin tưởng hơn, bởi nó giải thích được lý do tại sao chúng ta vẫn chưa tìm thấy bất kỳ một nền văn minh ngoài Trái đất nào.

Lần này, "The Great Filter" có thể là một sự kiện mà khả năng cao là chúng ta còn chưa chạm tới. Do vậy, chúng ta vẫn chưa có được tấm "giấy thông hành" để vươn tới các vì sao và liên lạc với nền văn minh cấp cao.

Một lý do để chúng ta thêm tin tưởng vào điều này, là những hiện tượng siêu nhiên đôi khi xuất hiện trong cuộc sống, và được cho là khi nền văn minh ngoài Trái đất đã "sơ ý", khiến chúng ta vô tình thấy họ dù chỉ là trong giây lát.

"Fermi hiểu rằng bất kỳ nền văn minh nào với một số lượng công nghệ tên lửa khiêm tốn và một lượng khuyến khích đế quốc không khiêm tốn nhất đều có thể nhanh chóng chiếm đóng toàn bộ thiên hà", đại diện của Viện Tìm kiếm Trí tuệ Ngoài Trái đất (SETI) ở Mountain View, California, viết trong một Nghịch lý Fermi người giải thích. "Trong vòng vài chục triệu năm, mọi hệ thống sao đều có thể được đưa vào dưới cánh của đế chế. Hàng chục triệu năm nghe có vẻ như một dự án dài, nhưng thực tế là nó khá ngắn so với tuổi của thiên hà. đại khái là gấp ngàn lần". 

Helen Sharman - một nhà sinh học vũ trụ người Anh thậm chí đưa ra một giả thuyết đáng sợ hơn, rằng người ngoài hành tinh có thể đang đứng giữa chúng ta, mà không ai hay biết.

"Liệu họ có giống như bạn và tôi, được tạo thành từ carbon và nitơ không? Có thể không. Có thể họ đang ở đây ngay bây giờ và chúng ta chỉ đơn giản là không thể nhìn thấy, mà chỉ có thể cảm thấy", bà Helen lý giải.

Sự sống như vậy sẽ tồn tại trong một khái niệm mới, tạm gọi là "Sinh quyển bóng tối". Helen nhấn mạnh đây không phải là những bóng ma, mà là những sinh vật chưa được khám phá có thể có cấu tạo hóa sinh khác biệt.

Điều này có nghĩa là chúng ta không thể nghiên cứu và đi tìm người ngoài hành tinh theo cách thông thường. Nói cách khác, chúng ta không nhìn thấy họ, vì điều này nằm ngoài khả năng hiểu biết của con người.

Nhiều khả năng cũng được tin tưởng

Vào năm 2015, các nhà khoa học phân tích dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian Hubble và Kepler đã kết luận rằng chỉ vỏn vẹn 8% trong số tất cả các thế giới có thể sinh sống được sẽ tồn tại trong vũ trụ ở xung quanh, khi Trái đất hình thành khoảng 4,5 tỷ năm về trước. Vì vậy, nền văn minh ngoài Trái đất nếu có, cũng sẽ nằm ở rất xa.

Một giả thuyết khác cho rằng cuộc sống quá "mong manh" để tồn tại lâu dài trên một hành tinh, và chúng ta chỉ đơn giản là không ở cùng giai đoạn với họ. Nghiên cứu vào năm 2016 giải thích rằng giai đoạn đầu trong lịch sử hình thành của một hành tinh đất đá có thể rất có lợi cho sự sống, thường xuất hiện từ khoảng 500 triệu năm hoặc lâu hơn sau khi hành tinh nguội lạnh.

Lịch sử của Trái đất của chúng ta dường như củng cố kết luận đó, khi cho rằng sự sống đã xuất hiện cách đây khoảng 4,1 tỷ năm trước, nhưng những khoảng thời gian tốt đẹp đó có thể không kéo dài, do một loạt vấn đề như hiệu ứng nhà kính hoặc những thay đổi khí hậu khác.

"Sự sống có thể rất hiếm trong vũ trụ không phải vì nó khó bắt đầu, mà bởi vì môi trường sinh sống không cho phép duy trì vượt quá 1 tỷ năm đầu tiên", nhà nghiên cứu Aditya Chopra viết trong một nghiên cứu, và sau đó được xuất bản trên tạp chí Astrobiology. "Nó giống như cố gắng cưỡi một con bò rừng. Hầu hết sự sống đều rơi rụng".

Một số nhà tư tưởng thì gợi ý rằng các nền văn minh có thể có xu hướng tự diệt vong ngay sau khi có được năng lực về mặt công nghệ. Một lần nữa, lịch sử hình thành Trái đất đã cung cấp các tư liệu và có thể lý giải cho giả thuyết này.

Trên thực tế, nhân loại đã tiến rất gần đến chiến tranh hạt nhân một cách đáng báo động trong "Cuộc khủng hoảng tên lửa Cuba" vào năm 1962. Ngoài ra, chúng ta cũng có thể đang trong một quá trình "tự tiêu diệt chính mình" và phần lớn sự sống khác trên hành tinh thông qua biến đổi khí hậu, ấm lên toàn cầu và hiệu ứng nhà kính. Các nhà khoa học đang nỗ lực ngăn cản điều này, nhưng liệu họ có thể?

• Nỗ lực tiếp xúc với người ngoài hành tinh của nhà toán học thiên tài
• Video: Ỷ mạnh hiếp yếu, báo đốm phải cúp đuôi bỏ chạy trong hoảng loạn vì bị bầy khỉ tấn công
• Nếu con người biến mất, những loài động vật nào có thể tiến hóa để thay thế chúng ta?