I/ VÔ TÌNH BẮT GẶP
Chẳng là, khi tôi đang lướt Youtube để giải trí, xem vài video review phim như mọi ngày, thì tình cờ tôi đã coi được một video với tiêu đề như thế này
TẤT TẦN TẬT BÀI TOÁN BA VẬT THỂ (3 Body Problem — Mùa 1)
Thoạt đầu tôi chỉ mong chờ đây là một bộ scifi điển hình về người ngoài hành tinh. Nhưng nội dung nó thật sự sâu sắc về thiên văn hơn tôi nghĩ.
Ngay ở những giây phút đầu tiên của video, tôi đã phải nhấn dừng lại bởi bắt gặp sự xuất hiện của một nghịch lý đã khá lâu đời: Nghịch lý Fermi (FERMI PARADOX)
Qua quá trình tìm hiểu, tôi cũng biết được bộ phim này vốn được chuyển thể từ tiểu thuyết, có những chi tiết có thể không được chuyển thể đủ sâu sắc. Vì vậy lời khuyên là để cảm nhận rõ hơn về thế giới thiên văn trong tác phẩm, ai quan tâm có thể cần phải tìm đọc tiểu thuyết này.
Tam Thể (The Three-body problem), hay có tên khác là Địa Cầu Vãng Sự (Remembrance of Earth’s past), là bộ trilogy tiểu thuyết Khoa học viễn tưởng của nhà văn Trung Quốc Lưu Từ Hân. Hơn thế nữa, nó lại còn là Hard Sci-fi, cực kỳ Hard. Toàn bộ trilogy này chứa một lượng thông tin khoa học khổng lồ, và cực kỳ chính xác, đến độ nếu ném bỏ các nhân vật đi, sửa đổi một chút là 3 quyển này có thể đem ra làm sách giáo trình khoa học đại cương cũng được. Lượng thông tin kỹ thuật, các học thuyết, giả định từ thiên văn học, vật lý học rồi đến cả xã hội học đều vô cùng đồ sộ. Và một phần lý do bộ truyện này dày đến như vậy là vì Lưu Từ Hân dùng rất nhiều dung lượng truyện để trình bày, giải thích các lý thuyết khoa học, từ thực tế đến giả định trong tương lai gần và thậm chí cả những phần chỉ mới dừng lại ở mức giả thiết chứ chưa thể chứng minh. Nếu ai có hứng thú với khoa học, thì bộ truyện này quả là một thiên đường, còn nếu không biết nhiều, hoặc không hứng thú và mù tịt với khoa học, thì cũng không sao, vì Địa Cầu Vãng Sự còn có một thứ đáng nể hơn – world building.
Hình: Bộ trilogy tiểu thuyết Khoa học viễn tưởng “Tam Thể” của Lưu Từ Hân
Bàn về vũ trụ của bộ truyện này thực tình rất khó để nói cô đọng, vì nó quá khổng lồ, quá khó tưởng tượng cho đến khi trực tiếp “nhìn thấy” qua mô tả của tác giả. Để mà nói ngắn gọn nhất và bề mặt nhất, thì toàn bộ nền tảng của Địa Cầu Vãng Sự được xây dựng dựa trên Nghịch lý Fermi – nói nôm na là nghịch lý này được xây dựng dựa trên câu hỏi rằng nếu các nền văn minh ngoài hành tinh có tồn tại, thì tại sao chúng ta vẫn chưa tìm thấy bằng chứng gì chắc chắn về họ? Cuốn đầu tiên – Tam Thể (The Three-Body Problem), là một lời dẫn nhập về việc có hay không nền văn minh ngoài vũ trụ, và nếu có, thì họ sẽ có thái độ ra sao với nhân loại. Cuốn thứ hai – Khu Rừng Đen Tối (The Dark Forest), là một hành trình đi sâu vào cốt lõi của Nghịch lý Fermi, là chuyến đi để tìm hiểu về bản chất của vũ trụ, là hé mở về một lý thuyết xã hội học mang tầm vĩ mô – xã hội học vũ trụ. Cuốn cuối cùng – Tử Thần Sống Mãi (Death’s End), là những cố gắng trong vô vọng của nhân loại để tiếp tục tồn tại trong vũ trụ khủng khiếp, là những chiêm nghiệm về những gì đã, đang và sẽ xảy ra với nhân loại, với Trái Đất, và với vũ trụ. Cốt truyện được tăng tiến dần dần, tương ứng với mức độ vĩ mô trong nó cũng tăng lên theo. Do đó, chúng ta sẽ không đến nỗi quá choáng ngợp trước vũ trụ được xây dựng cực kỳ chi tiết và khủng bố của bộ truyện, mà sẽ được tiếp xúc dần dần theo thời gian. .
II/ VỀ NGHỊCH LÝ FERMI
1. Nguồn gốc
Năm 1950, khi đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, nhà vật lý Enrico Fermi đã có một cuộc đối thoại không chủ định khi đang đi ăn trưa với các đồng nghiệp Emil Konopski, Edward Teller và Herbert York. Nói về bối cảnh, đây là thời kỳ Chiến tranh Lạnh: Căng thẳng gia tăng giữa Hoa Kỳ và Liên Xô thúc đẩy nghiên cứu khoa học và công nghệ, bao gồm cả công cuộc du hành vũ trụ. Trở lại với câu chuyện, những nhà vật lý có một cuộc thảo luận nghiêm túc về những cơ hội để loài người quan sát thấy sự du hành nhanh hơn ánh sáng của một số vật thể vật chất trong mười năm tới. Teller dự đoán khả năng quan sát du hành nhanh hơn ánh sáng trong 10 năm là 1/1.000.000, trong khi Fermi cho rằng cao hơn nhiều, khoảng 1/10
Hình. Nhà vật lý Enrico Fermi
Cuộc nói chuyện chuyển sang các chủ đề khác, cho tới khi trong bữa ăn bất ngờ Fermi la lên, "Họ đâu?", bày tỏ sự thắc mắc về việc không có bằng chứng nào về sự sống ngoài Trái Đất mặc dù vũ trụ rộng lớn và có khả năng hỗ trợ sự sống. Một người tham gia nhớ lại rằng sau đó Fermi thực hiện một số tính toán ước tính dựa trên các yếu tố như số lượng ngôi sao, tỷ lệ hành tinh có khả năng sinh sống, và khả năng phát triển sự sống thông minh.Theo lời kể này, sau đó ông kết luận rằng Trái Đất đã phải bị viếng thăm từ lâu rồi và nhiều lần.
2. Nội dung nghịch lý Fermi
Tóm tắt Nghịch Lý Fermi, Nghịch lý này dựa trên tranh luận giữa hai nhà vật lý Michael H. Hart và Enrico Fermi. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao, và là một ngôi sao trẻ.
Chúng ta sẽ thử thực hiện một vài phép tính:
Theo những gì các nhà thiên văn quan sát được, tổng số lượng thiên hà có trong vũ trụ này xấp xỉ tổng số lượng ngôi sao có trong thiên hà của chúng ta (khoảng 100-400 tỷ) –hay nói cách khác, với mỗi một ngôi sao có trong Ngân Hà hùng vĩ này thì sẽ có cả một thiên hà tương ứng ngoài kia. Chung quy lại, tổng số ngôi sao có trong vũ trụ này khoảng từ 1022 đến 1024 ngôi sao. Nếu bạn chưa tưởng tượng ra được con số này khổng lồ thế nào thì hãy hình dung, cứ mỗi một hạt cát trên các bãi biển trên Trái Đất thì sẽ có khoảng 10.000 ngôi sao tương ứng ngoài kia.
Giới khoa học vẫn chưa thống nhất hoàn toàn về tỷ lệ phần trăm các ngôi sao giống Mặt Trời (tương tự về kích thước, nhiệt độ và độ sáng) – các ý kiến thường nằm trong khoảng 5% đến 20%. Giả sử trên phương diện bảo thủ nhất, xét lấy tỷ lệ nhỏ nhất là 5% cùng với giá trị chặn dưới của tổng số ngôi sao là 1022, ta được khoảng 500 tỷ tỷ ngôi sao giống Mặt Trời.
Ngoài ra còn có một cuộc tranh luận về tỷ lệ phần trăm số ngôi sao giống Mặt Trời này có thể được quay quanh bởi một hành tinh giống Trái Đất (tương tự về điều kiện nhiệt độ để nước có thể tồn tại ở dạng lỏng và có khả năng hỗ trợ sự sống tương tự như trên Trái Đất). Một số ý kiến cho rằng tỷ lệ lên đến 50%, nhưng để thận trọng hơn, ta sẽ xét lấy tỷ lệ 22% theo một nghiên cứu gần đây của PNAS. Nghĩa là có khoảng 1% số ngôi sao có trong vũ trụ được quay quanh bởi một hành tinh có sự sống giống Trái Đất – hay nói cách khác, có khoảng 100 tỷ tỷ hành tinh giống Trái Đất.
Như vậy sẽ có khoảng 100 hành tinh giống Trái Đất tương ứng với mỗi một hạt cát trên thế giới. Hãy nghĩ về điều này mỗi khi bạn dạo bước trên bãi biển.
Các phép tính tiếp theo sau đây phần nhiều sẽ chỉ là những suy đoán, chúng ta không có lựa chọn nào khác bởi vì giới khoa học vẫn chưa tìm ra được con số cụ thể. Nhưng hãy cứ tưởng tượng sau hàng tỷ năm tồn tại, 1% hành tinh giống Trái Đất hình thành sự sống (nếu đúng như vậy thì cứ mỗi một hạt cát sẽ đại diện cho một hành tinh có tồn tại sự sống). Và hãy tưởng tượng 1% trong số các hành tinh ấy đạt được thành tựu về mức độ thông minh như những gì đã xảy ra trên Trái Đất. Nghĩa là chúng ta có khoảng 10 triệu tỷ nền văn minh thông minh trong vũ trụ khả kiến.
Xét ngược trở về thiên hà của chúng ta, sử dụng cùng một chuỗi phép tính với các ước tính thấp nhất cho tổng số ngôi sao trong Ngân Hà (100 tỷ), chúng ta sẽ có khoảng 1 tỷ hành tinhgiống Trái Đất và 100.000 nền văn minh thông minh trong thiên hà của chúng ta.
SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence – Tìm kiếm sự sống thông minh ngoài Trái Đất) là một tổ chức chuyên lắng nghe các tín hiệu từ sự sống thông minh khác. Nếu đúng là có ít nhất 100.000 nền văn minh thông minh trong thiên hà của chúng ta, và thậm chí chỉ cần một phần nhỏ trong số họ gửi đi các sóng radio, chùm tia laser hoặc các tín hiệu tương tự để cố gắng liên lạc với các nền văn minh khác, thì chẳng phải hệ thống chảo thu sóng vệ tinh của SETI đã thu nhận được tất cả các tín hiệu này hay sao?
Nhưng không. Hoàn toàn không thu được gì cả. Một tín hiệu cũng không.
Nói tóm lại, ta thấy có hàng tỉ tỉ tỉ ngôi sao khác trong các thiên hà khác, và ngay cả dải Ngân Hà chúng ta cũng có tỉ tỉ tỉ ngôi sao. Cho dù với tỉ lệ thấp nhất, thì ít nhất cũng có hàng triệu hành tinh có thể có sự sống như Trái Đất. Và trong hàng triệu hành tinh có sự sống đó, thế nào cũng có hành tinh phát triển được công nghệ du hành vũ trụ. Cho dù là hành tinh đó lạc hậu đi chăng nữa, thì cũng chừng vài chục ngàn năm đến vài chục triệu năm, là họ có thể đi đánh chiếm các thiên hà được rồi. Với suy luận như vậy, Trái Đất chắc hẳn phải bị đánh chiếm từ lâu, hoặc đã được người ngoài hành tinh viếng thăm. Nhưng nhà vật lý Fermi chưa thấy có bằng chứng gì cho rằng trái đất có dấu vết của người ngoài hành tinh, thậm chí chúng ta đã quan sát vũ trụ cũng lâu rồi, cũng không thấy ai.
3. Thang đo Kardashev và cấp độ của nền văn minh
Có một thứ gọi là thang đo Kardashev, giúp chúng ta phân loại các nền văn minh thông minh thành ba loại lớn dựa trên lượng năng lượng mà họ sử dụng:
Một Nền văn minh Cấp độ I có khả năng sử dụng toàn bộ nguồn năng lượng của hành tinh mẹ. Nền văn minh của chúng ta vẫn chưa thể được gọi là Nền văn minh Cấp độ I, nhưng cũng sắp rồi (Carl Sagan đã tạo ra một công thức cho thang đo này và theo đó chúng ta đang ở mức Nền văn minh Cấp độ 0.7).
Một Nền văn minh Cấp độ II có thể khai thác tất cả năng lượng của ngôi sao chủ. Những bộ não Cấp độ I yếu ớt của chúng ta khó mà tưởng tượng ra được họ sẽ làm điều này như thế nào. Vận dụng hết cỡ trí tưởng tượng của mình chúng ta chỉ có thể hình dung ra thứ gì đó tương tự như Quả cầu Dyson này thôi.
Hình: Quả cầu Dyson
Một Nền văn minh Cấp độ III hoàn toàn đánh bật hai loại kia đi, bởi nguồn năng lượng mà họ có thể tiếp cận được đã lên đến cấp độ toàn bộ một thiên hà.
Tiếp tục với những suy đoán, giả như 1% trong số các sự sống thông minh tồn tại đủ lâu để trở thành Nền văn minh Cấp độ III, có khả năng thuộc địa hóa toàn bộ thiên hà, dựa trên các tính toán ở phía trên cho thấy phải có ít nhất 1000 Nền văn minh Cấp độ III xét riêng trong thiên hà của chúng ta – và với nguồn lực của một nền văn minh như vậy, chẳng phải chúng ta có thể nhận thấy rõ sự hiện diện của họ hay sao? Thế nhưng, chúng ta lại chẳng nhìn thấy gì, chẳng nghe thấy gì, và cũng chẳng có một ai đến viếng thăm chúng ta.
Vậy… “Họ ở đâu cả rồi?”
Vậy để có thể hiểu rõ hơn về những câu trả lời cho câu hỏi này, các bạn hãy đón đọc phần hai nhé.