Một trong những câu hỏi lớn đối với nhân loại là liệu chúng ta có đơn độc trong một vũ trụ tồn tại nhiều vũ trụ song song hay không. Trong thực tế, bằng cách sử dụng các đài quan sát hiện đại như Kính viễn vọng Không gian James Webb, các nhà sinh học vũ trụ dường như đã tiến rất gần đến việc phát hiện ra các dấu hiệu của sự sống trên những “Trái đất” khác nếu chúng tồn tại...
Hiện tại, một nhóm các nhà thiên văn học thậm chí còn đi xa hơn khi đặt ra câu hỏi liệu sự sống có thể tồn tại trong các vũ trụ khác? Nói cách khác, họ muốn biết liệu chúng ta có đơn độc trong đa vũ trụ hay không. Và họ đã phát triển một phương pháp để tìm ra câu trả lời thông qua việc xem xét các điều kiện có thể ở được bên trong các vũ trụ khác.
Câu hỏi này xuất hiện vì giá trị các hằng số cơ bản chi phối các định luật vật lý dường như được sắp đặt hoàn hảo để cho phép sự sống xuất hiện. Chẳng hạn, các nguyên tử carbon hình thành bên trong các ngôi sao bằng sự hợp nhất của ba hạt nhân helium. Nhưng khả năng ba hạt này xảy ra va chạm đồng thời rất thấp, khiến cho carbon khó có thể hình thành với số lượng lớn.
Hiện tượng cộng hưởng
Năm 1954, nhà thiên văn học Fred Hoyle lập luận rằng vì Trái đất có quá nhiều carbon - vật liệu tạo nên sự sống - nên phải có một cơ chế thúc đẩy sự hình thành của nó bên trong các ngôi sao. Theo đó, ông đã dự đoán phải có một hiệu ứng, mà sau được gọi là cộng hưởng Hoyle nổi tiếng, làm tăng khả năng va chạm xảy ra gấp ba lần và sự hiện diện của carbon lên đến vài bậc. Dựa trên dự đoán của Hoyle, các nhà vật lý đã sớm bắt tay vào tìm kiếm, và gần như ngay lập tức tìm thấy hiệu ứng này.
Tuy nhiên, cộng hưởng này đã gây ra sự tò mò khi nó chỉ có thể xảy ra nếu các hằng số cơ bản nhận các giá trị chính xác, như thể chúng đã được tinh chỉnh để tạo ra carbon.
Các nhà vũ trụ học chưa khám phá ra bất kỳ lý do nào cho sự tinh chỉnh này, dẫn đến việc họ cho rằng những hằng số này có thể dễ dàng có giá trị khác, có lẽ trong các vũ trụ khác. Nhưng cũng vì điều này, mà ở những nơi đó, con người sẽ không xuất hiện. Đây được gọi là nguyên tắc nhân học, ý tưởng cho rằng con người chỉ có thể tiến hóa trong một vũ trụ với các hằng số cơ bản cho phép.
Tất cả điều này dẫn đến ý tưởng về đa vũ trụ - rằng có thể tồn tại các vũ trụ khác với các hằng số cơ bản khác với vũ trụ của chúng ta.
Hiện tại, McCullen Sandora tại Viện Khoa học Không gian Blue Marble ở Seattle và đồng nghiệp đặt câu hỏi liệu sự sống có thể tiến hóa trong bất kỳ vũ trụ khác nào hay không và nếu có thì những điều kiện nào sẽ hỗ trợ nó.
Trong công trình hiện tại của họ, họ, Sandora và đồng nghiệp điều tra cách các hạt nhân hình thành bên trong các ngôi sao và tỷ lệ tương đối của các nguyên tố khác nhau mà các ngôi sao để lại khi chúng chết. Hỗn hợp này tạo nên các thành phần cơ bản của một thế hệ hành tinh mới.
Sandora và đồng nghiệp xem xét lượng kim loại được tạo ra bên trong các ngôi sao so với các nguyên tố khác; về cộng hưởng Hoyle và lượng carbon nó có thể tạo ra trong các vũ trụ khác; và về sự ổn định của các đồng vị để xem các nguyên tố quan trọng sẽ tồn tại bao lâu trước khi phân rã.
Trong mỗi trường hợp, nhóm nghiên cứu xem xét các tính chất này có thể khác nhau như thế nào trong các vũ trụ khác, hoặc tại các phần khác trong chính vũ trụ của chúng ta, trong khi vẫn cho phép sự xuất hiện của sự sống giống như Trái đất.
Các câu trả lời của họ đặt ra các giới hạn thú vị về những nơi mà sự sống có thể xuất hiện. Họ kết luận rằng mức carbon phải ở mức vừa phải - quá nhiều hoặc quá ít đều khiến sự sống ít có khả năng xảy ra hơn. “Kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng các hành tinh giàu carbon hoặc nghèo carbon là không thể sinh sống được”, Sandora và cộng sự cho biết.
Những sinh vật mang thông tin
Các nhà nghiên cứu nói rằng số lượng của các nguyên tố khác ít quan trọng hơn. Họ nói: “Sự sống không phụ thuộc quá nhiều vào sự dồi dào nitơ. Chúng tôi cũng tìm thấy bằng chứng gợi ý nhưng không thuyết phục rằng các hành tinh giàu kim loại và các hành tinh nghèo photpho có thể sinh sống được”.
Công trình của Sandora và cộng sự là một phần của nỗ lực lớn hơn nhằm lập bản đồ các điều kiện giúp cho sự sống giống như Trái đất có thể xuất hiện. Họ đã xem xét những ngôi sao cho phép hiện tượng quang hợp xảy ra trên các hành tinh có vị trí phù hợp, có bao nhiêu hành tinh giống Trái đất có thể hình thành,...
Đây là một dự án táo bạo với những dự đoán sẽ khó kiểm tra, ngay cả khi các điều kiện mà nó khám phá tồn tại ở những nơi khác trong vũ trụ của chúng ta.
Giống như nhiều suy nghĩ về sự sống ngoài Trái đất, dự án sử dụng một định nghĩa hẹp về sự sống, được xây dựng trên các dạng sống dựa vào carbon được tìm thấy trên Trái đất.
Tuy nhiên, có thể có các định nghĩa tổng quát hơn về sự sống. Chẳng hạn, một số nhà nghiên cứu nghĩ về sự sống dưới góc độ thông tin mà nó truyền tải từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua quá trình tiến hóa. Theo cách này, sự sống là một hệ thống tiến hóa để lưu trữ, xử lý và truyền tải thông tin.
Điều đó đặt ra một quan điểm khác về sự sống. Việc xác định các vũ trụ trong đó kiểu truyền thông tin này có thể diễn ra là một kế hoạch hữu ích cho các nhà sinh học vũ trụ có nhiều thời gian rảnh.
Theo Discover Magazine
Văn Thiện biên dịch
