Đời sống ngoài Trái Đất

Một hành tinh quay quanh một ngôi sao tương đối lớn – chẳng hạn ngôi sao Deneb (tiếng Á Rập nghĩa là đuôi. Cái đuôi thiên nga) trong chòm sao Cygnus (chòm sao Thập Tự hay còn gọi chòm sao Thiên Nga) – khó có thể dung chứa một nền văn minh ngoài trái đất . Một ngôi sao có khối lượng gấp 10 lần mặt trời chỉ tồn tại khoảng 10 triệu năm trước khi tự hủy bằng hiện tượng siêu băng (supernova.) Nếu một hành tinh giống trái đất quay quanh Deneb, hành tinh giả định ấy sẽ ở trạng thái nung chảy hay chỉ vừa quạnh đặc và hứng chịu bức xạ ly tử (1) từ sức nóng sôi sục của ngôi sao. Sự tạo lập hành tinh giả định thuộc loại thái dương hệ ngoại hạng ( nặng hơn mặt trời) này rất truân chuyên. Những trận mưa vẫn thạch, sao chổi trút đất đá vào hành tinh và thay đổi khí hậu của nó. Trong một hệ thống thái dương ngoại hạng này, không đủ thời gian cho đời sống dưới bất cứ hình thức nào nẩy sinh và tiến hóa. Càng không thể có một nền văn minh trí tuệ phát triển.

Yếu tố thời gian.

Hai chứng cớ cho thấy rằng một nền văn minh tiến bộ đòi hỏi một thời gian lâu dài để thai nghén. Thứ nhất, dù Trái Đất đã tồn tại 4.6 tỉ năm, tất cả thời gian ấy trôi qua chủ yếu chỉ đủ cho tiến hóa đạt được đỉnh cao của nó là tạo thành loài người. Nền văn minh kỹ thuật đầu tiên trên Trái Đất chỉ xuất hiện ngắn ngủi, vỏn vẹn vài trăm năm. Chứng cớ này cho thấy cuộc tiến hóa đòi hỏi hàng tỉ năm để có được nền văn minh hiện nay. Chứng cớ thứ hai là chúng ta vẫn chưa có một biểu thị nào cho thấy rằng có một nền văn minh nào khác hiện hữu ngoài Trái Đất. Cụ thể hơn, chưa có một xã hội ngoài Trái Đất nào tiếp xúc với chúng ta. Nếu nền văn minh kỹ thuật nào đó có thể dễ dàng xuất hiện trong thời gian ngắn thì chúng ta có lẽ kỳ vọng tiếp nhận những tín hiệu nào đó từ những hệ thống thái dương kế cận. Sự im lặng lạnh lùng biện hộ cho luận điểm cần một thời gian dài cho sự phát triển một nền văn minh kỹ thuật.
Có 4 giai đoạn rõ rệt trong quá trình tiến hóa.

Giai đoạn 1: Đơn bào nguyên thủy. Sự phối hợp những giai đoạn tiến bộ nào dẫn đến văn minh và khoảng thời gian hợp lý dành cho mỗi giai đoạn mất bao lâu? Để bắt đầu tiến trình ấy, một đời sống sơ khai phải xuất hiện. Đời sống sơ khai được khái niệm là những cấu trúc sơ đẳng nhất có khả năng sinh sản và khả năng tiến hóa (thích nghi môi trường, chọn lọc thiên nhiên.) Theo định nghĩa này, vi trùng có thể là một loại sinh vật sơ đẳng trên Trái Đất. Một cách kỳ lạ, vì vi trùng phải sống nhờ vào sinh vật khác, nó có vẻ xuất hiện sau các sinh vật đơn bào. Dù thế nào chăng nữa, sinh vật sơ đẳng đã có mặt trên Trái Đất từ thời rất sớm. Trầm tích thạch cổ xưa nhất chứa đựng những hóa thạch cho thấy đời sống đã nẩy nở gần duyên hải Nam Phi khoảng 4 tỉ năm trước. Tuổi Trái Đất là 4.6 tỉ năm. Như thế đời sống sơ đẳng chỉ mất khoảng thời gian là 600 triệu năm để nẩy sinh. Một khoảng thời gian cực ngắn so với tuổi Trái Đất.

Nếu tất cả các ngôi sao đều nặng hơn gấp 3 lần Mặt Trời, chúng chỉ tồn tại khoảng nửa tỉ năm trước khi cạn kiệt năng lượng và bùng nổ, vì càng nặng, trọng lực tạo sức ép thúc đẩy sự đốt cháy nhanh hơn ( để tránh dài dòng, không nói thêm về phản ứng nguyên tử hydro trên các ngôi sao) và với thời hạn nửa tỉ năm, sự sống khó có thể tiến xa hơn giai đoạn đơn bào sơ đẳng. Nói chung, một thiên hà toàn những ngôi sao nặng gấp 3 lần mặt trời hiếm khi đạt được giai đoạn tiến hóa chủ yếu thứ hai của sinh vật sơ đẳng trên chặng đường tiến hóa đến sinh vật sở đắc nền văn minh kỹ thuật, giai đoạn phát triển từ sinh vật đơn bào nguyên thủy (2) lên tới sinh vật đơn bào phức tạp hơn. (3)

Giai đoạn 2: Đơn bào phức tạp. Bước kế tiếp, sự phức tạp phải xuất hiện. Đời sống trên Trái Đất đòi hỏi hơn 3 tỉ năm để phát triển cơ phận phân tử phức tạp kỳ diệu vẫn vận hành trong tế bào phức (eucaryotic cells) cho đến ngày nay, bao gồm cả những tế bào trong cơ thể loài người. Hầu hết khoảng thời gian địa chất học, sự sống dừng lại ở giai đoạn đơn bào, nhưng ngày càng phức tạp trên lĩnh vực phân tử. Ví dụ, khuẩn đơn bào Ameba phức tạp hơn khuẩn E. coli. (4)

Nếu ngôi sao nhỏ nhất trong ngân hà nặng hơn Mặt Trời chỉ 25/100, ngôi sao ấy chỉ tồn tại tối đa là 3 tỉ năm. Trường hợp này, chỉ một số rất hiếm các hành tinh có thể phát triển các dạng thức sự sống vượt khỏi giai đoạn đơn bào phức. Cho thí dụ, giả thử ngôi sao cặp (double star) phụ cận chúng ta, Procyon (5) nặng 1.4 lần Mặt Trời, có 2 hành tinh giả định. Sự sống có thể xuất hiện trong các đại dương trên hành tinh ấy với điều kiện chúng sống sót, không bị nuốt trửng trong thời kỳ nở phồng (red giant) của ngôi sao song hành. Ngay cả khi chúng ta viễn tưởng đến trường hợp này, cơ năng phân tử phức có thể phát triển đáng kể, mô tả theo kiểu diễn giải thì giống như Trái Đất khoảng 2 tỉ năm trước. Tiếc thay, sự tiến hóa nhiệm màu này bị chặn lại quá sớm. Ngày tàn của Procyon như một thiên thể đốt bằng khinh khí cận kề. Chỉ trong vài trăm triệu năm, Procyon sẽ sưng phồng lên và thiêu đốt, nuốt trửng bất cứ hành tinh có sự sống nào trong hệ thái dương của nó.

Giai đoạn 3: Đa bào. Thời kỳ tiến hóa chủ yếu thứ ba dẫn đến sinh vật có trí tuệ trên mặt đất là sự xuất hiện của sinh vật đa bào. Những dạng sinh vật lớn hơn phối hợp các tế bào thành những chức năng chuyên biệt đầu tiên xuất hiện khoảng 800 triệu năm trước, khi Trái Đất mới khoảng gần 3.8 tỉ năm. Hệ động vật Ediacara, tên một dãy đồi ở Úc Châu nơi những hóa thạch thuộc kỷ nguyên đa bào đầu tiên được tìm thấy, có vẻ như có liên hệ đến động vật và thực vật ngày nay. Những sinh vật Ediacara này, thường giống những cái gối hay tấm nệm, nổi trôi trên mặt biển hay sống sâu hơn dưới mặt nước, sống một đời sống không di chuyển, tiếp thu thực phẩm bằng những bộ phận lọc. Sinh vật Ediacara có thể tiêu biểu một trong các hướng tiến hóa song song, không thành công trong việc tìm ra giải pháp cho những nan đề phát sinh trong việc phối hợp đa bào thành một sinh vật. Những sinh vật này có lẽ bị tiêu diệt bởi những sinh vật giống con giun, tổ tiên ngành động vật ngày nay.

Dòng giống những động vật phức tạp có thể lần ngược về thời kỳ Cambrian 540 triệu năm trước. Trong thời hạn 10 - 20 triệu năm, một nở rộ các loài sinh vật là tổ tiên các loài động vật ngày nay. Sự kết hợp các sự kiện tạo điều kiện cho sự sinh sôi nẩy nở ấy vẫn còn là điều bí mật và nhiều nghi vấn chủ yếu vẫn chưa có giải đáp. Quan trọng hơn cả, chúng ta cần biết là 4 tỉ năm có phải là thời gian cần thiết cho một sinh vật đơn bào tiến hóa thành sinh vật đa bào hay không. Thời gian có phải là nhân tố cần thiết hay sự nẩy sinh nở rộ các sinh vật đa bào chỉ là kết quả ngẫu nhiên có thể xảy ra bất cứ thời điểm nào, sớm hay trễ trong 4.6 tỉ năm từ khi có Trái Đất.

Giai đoạn 4: Sinh vật trí tuệ. So sánh với tuổi Trái Đất 4.6 tỉ năm, sự tiến hóa từ thời kỳ Cambrian đến sự xuất hiện của xã hội kỹ thuật chúng ta diễn ra thật là mau chóng. Có phải thành quả này hoàn toàn do may mắn hay sự hiện diện của sinh vật đa bào phức tạp đã an bài để đảm bảo cho sự tiến nhanh tiến mạnh lên loài sinh vật có trí tuệ? Chúng ta không biết nhưng câu trả lời rất quan trọng cho cuộc tìm kiếm các nền văn minh trí tuệ đang tiến triển ngoài thái dương hệ của chúng ta. Hầu hết mọi nhận định về trí tuệ ngoài Trái Đất, điểm khởi đầu là ước lượng con số các văn minh trí tuệ sống trong thiên hà của chúng ta: Dải Ngân Hà hay tiếng Mỹ là Galaxy. Nỗ lực ức đoán này kết hợp nhiều khía cạnh thiên văn học, sinh vật học và nhân loại học.

Yếu tố hệ Thái Dương phù hợp.

Để ước lượng số ngôi sao thích hợp cho sự sống trong dải ngân hà, chúng ta có thể áp dụng điển hình của Trái Đất và đòi hỏi ngôi sao ấy phài ít nhất sinh ra khoảng 4.5 tỉ năm, một thời gian tạm đủ để tiến hóa thành những sinh vật trí tuệ. Để sống hơn 4.5 tỉ năm, ngôi sao giả định ấy phải nhỏ đủ khiến trọng lực của nó vừa phải, không đủ sức thúc đẩy phản ứng nguyên tử đi đến chỗ tự tiêu diệt. Với nhận định dè dặt nhất, ngôi sao nặng tối đa có thể sống hơn 4.5 tỉ năm chỉ được phép nặng khoảng 1.5 lần Mặt Trời. Thêm vào đó, ngôi sao không được phép đi thành cặp (double star) làm lệch hướng bất thường các quỹ đạo của nó. Những yêu cầu này cũng không quá gắt gao cho lắm. Ngân Hà của chúng ta chứa khoảng 10 tỉ ngôi sao và vũ trụ gồm khoảng 10 lũy thừa 22 (22 con số zeroes theo sau con số 1), tính đến chân trời hiện tại của nó.
Kế đến, chúng ta phải khẳng định thành phần ngôi sao có hệ thống hành tinh bao xung quanh. Cho đến cách đây không lâu, thành phần này hoàn toàn chúng ta chưa biết, mặc dầu chúng được nghĩ là con số đáng kể. Trong vài năm cuối, một số hệ thống hành tinh ngoài Thái Dương Hệ của chúng ta đã được khám phá. Mức phát kiến mau chóng này biện hộ cho quan điểm hệ thống hành tinh rất là phổ thông trong quá trình cấu tạo các thiên thể. Khi các hành tinh được khám phá ngày càng nhiều, việc ước tính thành phần các ngôi sao có hệ thống hành tinh ngày càng nhất trí.

Yếu tố hành tinh phù hợp.

Chỉ một ít các ngôi sao chứa hành tinh hệ có một quỹ đạo tương xứng với Trái Đất, nghĩa là không gần lắm mà cũng không xa Mặt Trời lắm, hội đủ điều kiện duy trì sự sống. Dù vẫn có những bất khả lượng định trong các thảo luận về vấn đề này, lý thuyết tạo lập hành tinh hiện tại đề xướng rằng con số hệ hành tinh này khá lớn. Sự cấu tạo hành tinh giống Trái Đất không khó. Thái Dương Hệ (6) của chúng ta có đến 4 hành tinh ở trạng thái đặc (có đất đá) có khối lượng lớn, do đó đủ trọng lực giữ nước và dưỡng khí. Trường hợp Hỏa Tinh tuy đặc nhưng nhỏ quá , không đủ trọng lực giữ khí quyển. Mỗi một trong 4 hành tinh khổng lồ trong Thái Dương Hệ của chúng ta - Mộc Tinh (Jupiter,) Thổ Tinh (Saturn,) Thiên Vương Tinh (Uranus) và Hải Vương Tinh (Neptune) - lại có những vệ tinh đi theo, được thiết tưởng có quá trình tạo lập giống như các hành tinh đặc. Nếu cho rằng các hành tinh đặc dễ tạo thành, các thống kê dễ dàng cho thấy thành phần đáng kể của chúng có một quỹ đạo thích hợp với sự sống. Dùng một xác định dè dặt về bán kính quỹ đạo thích hợp cho sự sống, chỉ 1/100 các ngôi sao có hành tinh hệ giống như Trái Đất sở đắc một quỹ đạo này.
Ước lượng số hành tinh phù hợp. Về vấn đề con số các hành tinh giống Trái Đất có sinh vật cư ngụ, ước tính hiện nay rất khác biệt. Một nhà thiên văn học, ông Sir Fred Hoyle, đề nghị rằng tỉ lệ con số hành tinh có sinh vật so với các hành tinh trong vũ trụ là 1 phần 10 lũy thừa 40 ngàn ( 40000 con số zeroes theo sau con số 1). Trên một cực độ khác, nhiều học giả đưa ra con số lạc quan hơn là 1 phần 1, nghĩa là cứ 2 hành tinh là có một hành tinh có sinh vật. Trong số các suy đoán khác biệt cực độ này, chúng ta rất cần những dữ kiện thật. Chứng cớ ấn tượng nhất, giàu tiềm năng nhất về vấn đề này là phân tích mới đây của một vẫn thạch thuộc sao Hỏa (Mars) rơi xuống Trái Đất, mang những dấu vết có thể chứa chấp sự sống sơ đẳng trên ấy. Sau khi tảng đá văng ra từ hành tinh màu đỏ này, nó bay trong không gian liên hành tinh nhiều năm và cuối cùng rơi xuống Trái Đất. Không có sự nhất trí nào đạt được là vẫn thạch này có thực sự biểu thị đời sống trên Hỏa Tinh hay không bởi vì mỗi bằng chứng ấy lại có thể có được một cắt nghĩa phi sinh vật.Hơn nữa, đời sống có thể xuất hiện độc nhất trong hệ Thái Dương, bắt nguồn từ sao Hỏa hay Trái Đất rồi lan truyền qua những hành tinh lân cận. Lại cũng có thể sự sống bắt nguồn từ đâu đó ngoài Thái Dương Hệ, như chủ trương của Hoyle. Trong bối cảnh ấy, sự sống lan tràn đến thế giới chúng ta bằng sự băng ngang của một sao chổi hay một thiên thạch mà mảnh vụn của nó, bằng một cách nào đó, rơi xuống Trái Đất.

Trường hợp Hỏa Tinh. Trong thời hạn một đời người, chúng ta có một cơ hội tốt đạt tiến bộ với vấn đề này. Nếu những công tác thám hiểm Hỏa Tinh trong tương lai cho thấy những chứng cớ có sự sống một thời nào đó trên bề mặt nay cằn cỗi của nó, chúng ta có thể khẳng định rằng sinh vật học Hỏa Tinh có cùng nguồn gốc với Trái Đất hay không. Cũng đáng chú ý việc phái một dụng cụ thăm dò khoan sâu vào trong lòng băng đá của Europa, một mặt trăng của sao Hỏa, đến đại dương bị chôn lấp của nó. Theo ý tưởng khoa học hiện nay, đại dương của nó được sưởi ấm bằng sức nén trọng lực và có lẽ có thể là nơi chốn sinh sống của các dạng sinh vật khác nhau. Phát kiến về tiến hóa sinh vật độc lập, bất kể trên Hỏa Tinh hay vệ tinh Europa của nó sẽ biểu thị cho chúng ta rằng sự sống có thể phát sinh ở bất cứ một hành tinh thích hợp nào. Nếu những thế giới ngoài Trái Đất này chỉ là những thiên thể vô sinh thì sự sống có thể hay không thể hiện hữu ở bất cứ đâu là vấn đề không có giải đáp cho một thời gian lâu dài hơn nữa.

Chúng ta phải phân biệt giữa các hành tinh giống Trái Đất như Hỏa Tinh chỉ phát triển những sinh vật nguyên thủy và những hành tinh tiến hóa một đời sống trí tuệ có khả năng giao thiệp liên hành tinh. Chỉ một phần nhỏ các hành tinh có sự sống nâng đỡ giống loài trí tuệ và chỉ một phần nhỏ giống loài trí tuệ này đạt được kỹ thuật truyền thông liên hành tinh. Bởi vì sự tiến bộ từ sinh vật đơn bào lên đa bào đòi hỏi một thời gian rất lâu căn cứ những sự kiện trên Trái Đất, một tắc nghẽn có thể hiện diện trong thời kỳ tiến hóa mới chớm. Nói khác đi, không có biểu thị nào cho thấy một sự tiến bộ vững chắc của sinh vật đơn bào buộc phải phát triển về hướng đa bào. Cho ví dụ, hệ động vật Ediacara có thể không liên hệ gì đến những sinh vật đa bào nguyên sinh, là trong khi trái lại, những thực vật, động vật, khuê tảo ngày nay xuất hiện riêng rẽ, độc lập hẳn với sinh vật đơn bào. Gộp lại với nhau, các phát kiến hùng hồn ủng hộ thuyết bất khả kháng (ineviability, chủ trương sự tiến hóa các sinh vật là điều bắt buộc, không thể tránh khỏi.)
Ước lượng con số nền văn minh. Liều lượng cuối cùng là đời sống của sinh vật trí tuệ ngoài Trái Đất phải tương xứng với tuổi của hành tinh ấy. Trái đất của chúng ta hình thành được 4.6 tỉ năm, nền văn minh của chúng ta mới chỉ có thể phát những tín hiệu vô tuyến vào không gian khoảng một thế kỷ. Trên nguyên tắc, truyền thông liên hành tinh của chúng ta có thể tiếp tục sâu xa hơn trong tương lai. Trong bối cảnh lạc quan nhất, Trái Đất có thể phát tín hiệu vô tuyến cho đến khi Mặt Trời thoái hóa thành đại hồng tinh (6) và thanh tẩy thế giới. Trong trường hợp này, Trái Đất sẽ trở nên một hải đăng truyền thông liên hành tinh suốt nửa quãng thời gian sinh tồn của nó.

Làm thế nào chúng ta có thể minh xác những bất ổn trong thảo luận về đề tài này? Những thành phần vũ trụ ngày càng được hiểu biết một cách mau chóng và tường tận. Với niềm tự tin khiêm tốn, chúng ta ước lượng có khoảng 1 tỉ hành tinh khả dĩ thích hợp cho sinh vật. Tỉ lệ những hành tinh giả định dung chứa nền văn minh liên hành tinh nghiêng rất nhiều về suy đoán hơn là đánh giá có cơ sở. Một trong những bất ổn nằm trong tỉ lệ những hành tinh nâng đỡ sự sống thực sự phát triển đa dạng các sinh vật. Lịch sử Trái Đất đề xuất rằng một khi sự tiến hóa sinh vật bắt đầu, sự phát triển về phức tạp, thông minh, và ngay cả kỹ thuật là hệ quả hợp lý. Trong rủi ro sai lạc có thể có trong tương lai về sau, chúng ta có thể ước lượng rằng khoảng 1 phần 10 ngàn hành tinh có điều kiện sinh sống sẽ phát triển sự sống. Gộp những hệ số lại với nhau, và cho là văn minh kỹ thuật không tự hủy diệt bằng chiến tranh hay bằng những sai lầm kỹ thuật, chúng ta phỏng định rằng tổng số nền văn minh trong ngân hà khoảng chừng 1000. Nếu các nền văn minh này rải rác ngẫu nhiên khắp ngân hà, thì khoảng cách trung bình giữa chúng khoảng 3000 năm ánh sáng.

Viễn ảnh xa vời.

Mặc dầu ước lượng lạc quan này gợi ý rằng ngân hà có thể chứa một con số lớn các xã hội trí tuệ, cơ hội tiếp xúc với họ vẫn cực kỳ mờ mịt. Sự ngăn cách bởi khoảng xa khổng lồ thật là ngoài tưởng tượng. Giả thiết có một nền văn minh cận kề nhất cách chúng ta 3000 năm ánh sáng. Để so sánh, theo kiểm tra hiện nay, ngôi sao gần nhất chỉ cách xa khoảng 15 năm ánh sáng; các nhà thiên văn vẫn tiếp tục tìm kiếm - chưa hề thấy trước đó - những hồng ải tinh (7), tức Red Dwarf, có khoảng cách cực gần, từ 15 đến 30 năm ánh sáng. Trong vòng 3000 năm ánh sáng, tức khoảng cách trung bình giữa các nền văn minh, nhiều triệu ngôi sao vẫn chưa được khám phá. Một nền văn minh vận dụng hết năng lượng nội tại của nó để phát tín hiệu truyền thông, chưa chắc gì nền văn minh gần nhất nhận được. Dĩ nhiên năng lượng dùng cho truyền thông liên hành tinh giảm đi đáng kể nếu họ sử dụng tín hiệu trực tiếp, hướng về một điểm cố định. Nhưng như thế chỉ một phần nhỏ của vũ trụ có thể nhận được. Vì thế nó không phải là giải pháp tốt. Dù 1000 nền văn minh có thể hiện hữu ngay trong ngân hà của chúng ta, cần một may mắn cực độ để có thể tiếp xúc.

Chinh phục thiên hà.

Cho rằng có khả năng có đời sống trong hệ Thái Dương khác, cả văn minh lẫn sơ đẳng, hãy chiêm nghiệm khả năng chinh phục Thiên Hà. Chúng ta có thể phân biệt giữa tiến trình tự nhiên và tiến trình trực tiếp do giống loài văn minh gây ra.
Ngay cả nếu không có sinh vật siêu văn minh nhúng tay, sự sống có thể lan tràn khắp Thiên Hà qua những sự việc xảy ra một cách tự nhiên. Cơ năng của nó có thể là những sao băng hay vẫn thạch tiếp xúc với hành tinh có sự sống, rồi lọt ra ngoài không gian và sau đó mang mầm sống gieo rắc đến một hành tinh trong một Thái Dương hệ mới Hướng của vẫn thạch là ngẫu nhiên và vì thế chúng bay trong vô định. Thay vì di chuyển từ điểm này tới điểm khác trong một đường thẳng ngắn nhất, sự truyền bá sự sống bước những bước ngẫu nhiên và cuối cùng rời xa hành tinh khởi thủy. Tiến trình này gọi là ngẫu sinh, một phương cách du hành kém hiệu quả.

Để ước tính thời gian cần thiết cho chuyến đi bằng tiến trình ngẫu sinh, chúng ta giả thiết rằng Thiên Hà ấy to khoảng 30 ngàn năm ánh sáng đường kính, một kích thước đặc trưng cho các Thiên Hà trong vũ trụ và khoảng cách cần di chuyển của vẫn thạch chứa mầm sống là vài năm ánh sáng, là khoảng cách tiêu biểu giữa các ngôi sao. Vẫn thạch hay sao băng chứa mầm sống di chuyển với vận tốc khoảng 30 kí lô mét một giây đồng hồ, vận tốc trung bình của các ngôi sao trong Thiên Hà. Trong bối cảnh này, thời gian đòi hỏi để truyền bá sự sống khắp Thiên Hà là gần 3000 tỉ năm, gấp 300 lần tuổi hiện tại của vũ trụ. Sự sống khó mà truyền bá theo cách này. Ngược lại, thời gian cần cho sự sống nẩy nở một cách tự phát ngắn hơn nhiều. Cho ví dụ, chỉ cần 4 tỉ năm là đời sống tự phát trên Trái Đất. Dựa vào sự tương đối trẻ của vũ trụ cũng như của các Thiên Hà, sự sống có vẻ truyền bá theo cách tự phát hơn là du nhập từ vẫn thạch.

Sự truyền bá sự sống khắp Thiên Hà cũng có thể diễn ra bằng cách trực tiếp hơn. Giả thử một nền văn minh đạt được vận tốc phi hành bằng với vận tốc vẫn thạch nói trên, khoảng 30 kí lô mét một giây thì thời gian di chuyển giữa các ngôi sao là 30 ngàn năm. Vì khoảng thời gian này trải qua nhiều thế hệ đối với đời người, chúng ta có thể dự đoán tất cả thời gian quy định hầu như nằm trong việc di chuyển trong không gian liên hành tinh. Vì vậy một nền văn minh siêu đẳng có thể lan tràn khắp Thiên Hà với tốc độ vững chắc. Với vận tốc ấy, thời gian đòi hỏi cho việc chinh phục Thiên Hà cũng chỉ bằng thời gian di chuyển khắp Thiên Hà mà thôi. Tóm lại, việc gieo mầm sống chiếm hầu hết thời gian so với thời gian dùng vào việc phát triển, tiến hóa mầm sống. Thời gian này là 300 triệu năm. Điều này có nghĩa việc chinh phục Thiên Hà ngắn hơn so với sự tiến hóa 4 tỉ năm ở Trái Đất.

Duyệt lại sự bất trắc cố hữu trong phỏng định này, ta có thể đúc kết tình trạng liên hệ đến việc chinh phục Thiên Hà. Một nền văn minh siêu đẳng trên nguyên tắc có thể chinh phục Thiên Hà khoảng 1 tỉ năm. Với tiến trình gieo rắc mầm sống ngẫu nhiên như trường hợp các vẫn thạch chứa mầm sống lang thang vô định trong không gian, đời sống có thể lan tràn khắp Thiên Hà trong khoảng nhiều ngàn tỉ năm. Để đối chiếu, sự tiến hóa từ sinh vật hạ đẳng lên sinh vật trí tuệ chỉ tốn có khoảng 4 tỉ năm giống như trường hợp Trái Đất và tuổi Thiên Hà gần 10 tỉ năm. Như thế, Thiên Hà đủ "trưởng thành"cho việc chinh phục có thể diễn ra một cách hợp lý. Nhưng nó không diễn ra. Chưa có một tiếp xúc nào với người ngoài hành tinh được ghi nhận. Sự im lặng này mang nhiều ý nghĩa.

Giải thích hợp lý nhất là không có một nền văn minh nào khắc phục được trở ngại khoảng cách du hành xuyên hành tinh. Thực ra việc di chuyển trong không gian rất khó trở nên hiện thực, dù với sinh vật văn minh siêu đẳng. Để đẩy một phi thuyền đạt vận tốc tất yếu, phải tiêu thụ một năng lượng khổng lồ. Vấn đề suy đồi năng lượng (entropy) trở nên bức thiết. Tổng năng lượng có sẵn ở hành tinh khởi hành liệu có đủ cho bao nhiêu chuyến du hành và bao lâu thì kiệt quệ? Hơn nữa, không chắc có lợi ích kinh tế cụ thể nào với những chuyến đi như thế. Vì hầu hết ngôi sao trong Thiên Hà nhỏ hơn Mặt Trời, phản ứng nguyên tử diễn ra chậm hơn, do đó viễn ảnh tận thế ít đe dọa hơn. Không bị đe dọa, sinh vật siêu văn minh không buộc phải di cư.

Trong tương lai, kỷ nguyên tinh tú (giai đoạn các tinh tú hình thành không ngừng ) diễn ra bằng một cách thuận lợi cho việc truyền bá sự sống. Xác suất (khả năng hiện thực) và động cơ thúc đẩy việc du hành không gian tăng tiến rất cao. Khi các ngôi sao tương đối to như Mặt Trời bắt đầu cạn kiệt nhiên liệu nguyên tử và thoái hóa thành Đại Hồng tinh (Red Giants) và cuối cùng là Bạch Ải tinh (White Dwarfs), cư dân siêu văn minh quanh ngôi sao đó có thể nẩy ra ý tưởng chinh phục các hệ hành tinh của các ngôi sao lân cận còn trong giai đoạn trẻ trung hơn. Cho ví dụ, trong vài tỉ năm, một nền siêu văn minh buộc phải bỏ hệ Thái Dương đang cư ngụ có thể tìm đến Trái Đất của chúng ta. Ở giai đoạn này, Trái Đất cũng sẽ trở nên nóng bức giống như Kim Tinh (Venus) hiện nay nhưng Hỏa Tinh có lẽ trở nên ấm áp và ẩm ướt, cũng như tái phát sinh một bầu khí quyển thích hợp với sự sống cùng với một thị trường địa ốc sung mãn.

Trên quan điểm dài hạn hơn, mâu thuẫn về ưu tiên (ám chỉ chiến tranh) có lẽ phát sinh khi sinh vật siêu văn minh bị trục xuất từ những ngôi sao có khối lượng nhỏ. Tuy vậy, con số hệ hành tinh thích hợp cho sự sống ngày càng nhiều nhờ vào các Đại Hồng tinh trong quá trình nở lớn, sưởi ấm các hành tinh lạnh lẽo. Chỉ sau khi những Hồng Ải tinh (Red Dwarfs) nguyên là những ngôi sao có khối lượng bằng 8/100 Mặt Trời nguội dần, các hành tinh chứa nước lỏng sẽ trở nên chết cứng trong lạnh lẽo. Dù không thể tránh khỏi, khủng hoảng năng lượng dự kiến này sẽ không diễn ra cho tới hàng ngàn tỉ năm nữa.

Khả năng chinh phục Thiên hà dấy lên một vấn đề khá phức tạp. Nếu nền văn minh siêu đẳng nào đó trở nên thù nghịch và gây hấn, thì Thiên Hà chắc sẽ trở nên bất ổn với cướp bóc, càn quét và chinh phạt. Nền văn minh thù nghịch này sẽ lên ngôi bá chủ. Chúng ta đã xác định ở trên rằng một nền văn minh đầy tham vọng, trên nguyên tắccó thể chinh phục toàn thể Thiên Hà trong vòng 1 tỉ năm. Nếu một nền văn minh siêu đẳng, dân tộc ấy có thể giải quyết được các vấn đề nan giải trong việc du hành không gian, giải Ngân Hà của chúng ta sẽ bị chinh phục trong tương lai.

Một khả năng nữa cũng xuất hiện. Một nền văn minh có khả năng du hành xuyên Thiên Hà có lẽ nhận thấy sự bất lợi nào đó nên không nẩy ý tưởng chinh phục các hệ Thái Dương khác. Ta có thể giả thiết xã hội này hiểu rõ về nguồn gốc và tiến hóa của đời sống. Nếu họ am tường bản chất nền tảng của ý thức, họ có thể vượt qua sự chọn lọc thiên nhiên. Ví dụ, việc phát sinh sự sống có lẽ chủ yếu là tự phát và sự sống có lẽ xuất hiện tự nhiên trên các hành tinh thích hợp. Cũng có lẽ sự tiến hóa sinh vật luôn sản xuất những chủng tộc có trí tuệ ngang nhau. Trường hợp này, sự sống xuất hiện tự nhiên trên các hành tinh sẽ an bình hơn khi bất kỳ nền văn minh nào khác di cư đến. Một khi những khái niệm này được hiểu rõ, bất kỳ nền văn minh nào cũng sẽ chọn ở lại nơi chốn nguyên thủy của mình.

Để tiên đoán những nền văn minh ngoài Trái Đất và sự chinh phục Thiên Hà, chúng ta nên nhớ rằng bản chất tạm bợ, không chắc chắn của nó. Ngược về gần 200 năm trước, năm 1835, một triết gia Tây, ông Auguste Comte viết :" Về vấn đề các ngôi sao, mọi nghiên cứu mà rốt cuộc không giản lược thành những quan sát đơn giản ... đều chối bỏ chúng ta ... Chúng ta không bao giờ có thể nghiên cứu cơ cấu hóa học của nó bằng bất cứ cách nào ... Tôi muốn nói tới sự thất bại vĩnh viễn bất cứ ý tưởng nào liên hệ đến nhiệt độ trung bình của các ngôi sao ..." Trong hào quang rực rỡ của khoa học thiên văn hiện đại, sự tiên đoán này có vẻ khờ khạo quá đáng. Sự chiêm nghiệm hiện đại về vấn đề viễn thông liên hành tinh và du hành không gian nên cẩn trọng bằng tầm mức thích đáng. Mặt khác, những tiên đoán về vật lý vũ trụ, đặc biệt dự kiến về sự tiến hóa và cái chết của những ngôi sao, đặt nền tảng vững chắc hơn nhiều.

Metamorph


Chú thích:

1- Ly tử là hiện tượng phóng thích hay thu hút một âm điện tử vì cấu trúc thiếu quân bình của nguyên tử ấy hay vì bị kích thích bởi nhiệt . Xin tham khảo http://csep10.phys.utk.edu/astr162/l...onization.html)

2- Trong quá trình tiến hóa có 4 giai đoạn chủ yếu : Giai đoạn các phân tử kết hợp thành sinh vật đơn bào nguyên thủy, giai đoạn 2 khi tế bào nguyên thủy phát triển thành sinh vật đơn bào có cấu trúc tế bào phức tạp và giai đoạn 3 khi các tế bào phức tạp quần tụ (colony) thành sinh vật đa bào đầu tiên và cuối cùng là loài người.
Tế bào nguyên thủy (procaryotic cells,) có đặc điểm nhân tế bào trần truồng, không có màng bao bọc, không có bộ Golgi.

3- Tế bào phức: Eucaryotic cells, loại tế bào có màng bao bọc nhân.

4- E. coli: Vi khuẩn Escherichia coli, tên nhà bác học Đức Theodor Escherich, 1857-1911, thường tìm thấy trong ruột già.
5- Procyon: Nghĩa Hy Lạp là Tiền Khuyển thuộc chòm sao Canis Minor tức Thiếu Khuyển, có một ngôi sao nữa đi thành cặp, đã cạn kiệt nhiên liệu, nở phồng ra chuyển hóa thành Đại Hồng tinh (Red Giant).

6- Thái Dương Hệ : Các hành tinh trong Thái Dương hệ (solar system). Ðó là Mercury (Thuỷ Tinh, lớn thứ tám, gần mặt trời nhất), Venus (Kim Tinh hay sao Kim, lớn thứ sáu, gần mặt trời thứ nhì), the Earth (Trái Đất, lớn thứ 5, cách mặt trời hàng thứ ba), Mars (Hoả Tinh, lớn thứ bẩy, gần mặt trời hàng thứ tư), Jupiter (Mộc Tinh, lớn nhất, gần mặt trời hàng thứ năm), Saturn (Thổ Tinh, lớn thứ nhì, cách mặt trời hàng thứ sáu), Uranus (Thiên Vương Tinh, lớn thứ ba, cách mặt trời hàng thứ bảy), Neptune (Hải Vương Tinh, lớn thứ tư, cách mặt trời hàng thứ tám), và Pluto (Diêm Vương Tinh, nhỏ nhất và cách mặt trời xa nhất, hàng ngoài cùng, thứ 9, trong thái dương hệ).

7- Red Dwarf: Ngôi sao có khối lượng từ 1/100 đến 8/100 Mặt Trời không đủ sức ép trọng lực để tạo phản ứng nguyên tử. Chúng chỉ nóng đỏ như thể một thanh sắt nung, được gọi là Brown Dwarf. Lớn hơn, những ngôi sao nặng từ 8/100 cho đến 43/100 Mặt Trời thì phản ứng nguyên tử diễn ra, gọi là Hồng Ải tinh (Red Dwarf.) Những ngôi sao nặng từ 43/100 đến 1.2/100 trong đó có Mặt Trời sau khi cạn kiệt nhiên liệu sẽ nở phồng thành Đại Hồng tinh(Red Giant), nuốt trửng Trái Đất và có thể nuốt trửng Hỏa Tinh, rồi teo lại, nguội hơn, gọi là Bạch Ải tinh (White Dwarf.)

Trả lời người đọc:

Bài viết của anh rất hay.

LD có thắc mắc về giai đoạn thứ 4 này :

Quote:
Giai đoạn 4: Sinh vật trí tuệ. So sánh với tuổi Trái Đất 4.6 tỉ năm, sự tiến hóa từ thời kỳ Cambrian đến sự xuất hiện của xã hội kỹ thuật chúng ta diễn ra thật là mau chóng. Có phải thành quả này hoàn toàn do may mắn hay sự hiện diện của sinh vật đa bào phức tạp đã an bài để đảm bảo cho sự tiến nhanh tiến mạnh lên loài sinh vật có trí tuệ?

Thông thường khi nói đến các quá trình tiến hoá, thì nó đã đồng nghĩa với việc phát triển và tiến bộ. Tuy nhiên các giai đoạn tiến hoá không phải lúc nào cũng như nhau và đồng đều ( growing at the constant rate). Có nhiều ví dụ cho thấy, trong quá trình phát triển, cả sinh vật và con người đều có những bước nhẩy đột phá, ngẫu nhiên . Có thể điều này sẽ giải thích cho việc trong một khoảng thời gian ngắn các sinh vật có trí tuệ lại phát triển mau chóng như vậy .

Nhìn lại nền văn minh Ai Cập cổ đại, liệu các nhà khoa học đương thời đã hiểu hết được nền văn minh này chưa ? Các nhà kiến trúc sư liệu đã nắm bắt được kỹ thuật xây dựng kim tự tháp của ngươi Ai Cập, cách đây trên dưới 3000 năm chưa ? Nếu chưa thì vì sao họ lại không hiểu hết được ? Phải chăng nền văn minh Ai Cập tiến bộ hơn nền văn minh đương thời ?

Trong quá trình tìm hiểu và tính toán các nền văn minh, người ta thường dựa vào các số liệu tĩnh, đã có, tuy nhiên các thiên thể, hành tinh thì lại mang tính chuyển động, bao hàm cả hỗn độn lẫn ngẫu nhiên . Cho nên khi " tính toán"" về một nền văn minh, chúng ta cũng nên đặt ra một khoảng ""sai số"" cho sự ngẫu nhiên, random steps của tự nhiên .

Anh meta4953nghĩ sao về điều này ?
--------------
LD tò mò một chút, 49-53 hình như là tuổi hạn, 49 chưa qua, 53 đã tới
Phải chăng anh meta đã tới tuổi mấp mẻ 50 này ?
Nếu vậy thì LD sẽ phải gọi anh là chú rồi.

Metamorph trả lời:

Hiển nhiên quá trình tiến bộ văn minh nhân loại phải có sự đóng góp của đột phá. Nói theo kiểu LD thì trong dòng tiến hóa thỉnh thoảng có những lúc chựng lại và sự chựng lại tạo sức ép đưa đến đột phá. Triết Tàu cũng nói "Cùng tắc biến, biến tắc thông" là vậy. Giống như dòng nước lũ bị chặn lại bởi chướng ngại nào đó, nước từ thượng nguồn dồn ép ngày càng mạnh, cho đến lúc chướng ngại bị bức phá, cuốn trôi. Nhưng theo Meta, sự đột phá trong bước tiến loài người chẳng qua chỉ là hệ quả của sức mạnh chung của nhân loại, cải trang thành đột phá, tuy rằng theo biểu kiến, ta thấy sự đột phá ấy do một vài con người kiệt xuất thể hiện.

Trước Newton, khái niệm trọng lực đã có. Không phải Newton học từ Descartes, Gassendi, Hobbles, Boyle, Galileo, và Kepler sao?Trước Einstein, khái niệm trọng lực hình học cũng đã có. Có thể nói, không có những kiến thức tích lũy, một mình Newton không thể đặt nền tảng cho vật lý cổ điển. Cũng có thể nói, không có Euclid và Pythagore không có hình học Riemann và không có Metric Tensor của Riemann và các đồng nghiệp khác, không thể có E=MC^2. Trong lịch sử, những chiến thắng oanh liệt tuy chỉ nhắc tên 1 người như Trần Hưng Đạo, Quang Trung, Lý Thường Kiệt và biết bao anh hùng dân tộc khác, há không phải là nỗ lực chung của toàn dân sao? Dòng sinh vật tiến hóa cũng không phải phút chốc từ khỉ nhảy lên thành người mà là cả một quá trình nhiều tỉ năm tích lũy những bước tiến nhỏ. Cho nên sự đột phá chẳng qua chỉ là một sự kiện biểu kiến, dễ thấy và dễ cắt nghĩa.

Meta không phủ nhận sự đột phá trong tiến hóa nhưng nó chỉ đóng góp một phần nhỏ hoặc giả chỉ là do công trình trí tuệ chung gộp lại. Ta thường gọi là khí thiêng hun đúc.

Chỉ có điều khá chua cay. Ta có thể hiểu phần nào những thiên thể cách xa hàng nhiều tỉ năm ánh sáng, ta có thể du hành hàng triệu cây số trong không gian nhưng ta không thể đi vào trong lòng quả đất 100 cây số cũng như hiểu những gì xảy ra trong lòng đất. Tsunami, động đất, núi lửa và các thiên tai khác, ta vẫn chổng cẳng chết mà không hiểu tại sao. Văn minh có những bước tiến lạ như thế đấy. Hãy cùng Meta ôn lại dòng tiến hóa trí tuệ nhân loại, giả thử Meta và bạn sống 200 ngàn năm, lúc mà loài homo sapiens bắt đầu sinh sôi nảy nở trên mặt đất, để cùng đúc kết một viễn ảnh về bước tiến bộ của con người trong tương lai.

- Theo tài liệu khảo cổ ghi nhận, loài Homo erectus đã có mặt từ 200000 năm trước, nghĩa là nếu sống vào thời đó, bạn bắt đầu đi bằng 2 chân (chậm tiêu như Meta, lúc đó vẫn đi bằng 4 cẳng). Thời kỳ này, nguồn năng lượng căn bản của bạn là đôi tay, khoảng 1/8 mã lực. Nghĩa là phải 8 đứa như bạn mới có thể lôi được một con ngựa. Bạn họp bầy đâu đó trên mặt đất, săn bắn và lùng sục trái cây để sống như loài khỉ, hoàn toàn sử dụng năng lượng của bắp thịt. Trên quan điểm năng lượng, phải trải qua 100000 năm bạn mới biết chế tạo dụng cụ trợ giúp cho bắp thịt. Cây lao nới dài đôi tay, chày đá thêm sức mạnh cho nắm đấm và dao bằng đá thay cho hàm răng. Trong thời kỳ này, năng xuất của bạn tăng gấp đôi, khoảng chừng 1/4 mã lực. Nghĩa là 4 người như bạn có sức mạnh tương đương 1 con ngựa.
- Rồi thì đến thời đại băng giá. Thời đại này bắt đầu khoảng 70000 năm trước và chấm dứt khoảng 10000 năm trước thuộc kỷ nguyên Pleistocene. Tiến bộ của bạn chựng lại gần 100000 năm. Khi băng đá tan, năng xuất của bạn lại gấp đôi. Sức mạnh của bạn bằng nửa sức ngựa.

Xã hội loài người gồm những nhóm săn bắn nhỏ và những nhóm ấy quây quần lại hàng trăm ngàn năm, thay đổi khi băng tuyết bắt đầu tan. Những nhóm du cư bỏ nghề săn bắn, bắt đầu học cách trồng trọt và định cư thành những làng mạc nơi mùa màng có thể thu hoạch trong năm. Cũng nhờ vào việc tan rã băng tuyết, bạn bắt đầu học cách chăn nuôi gia súc như ngựa và bò. Dĩ nhiên dùng ngựa thay cho người, năng xuất của bạn tương đương với ngựa, tức 1 mã lực.

- Với đời sống canh nông, dẫn đến việc phân chia lao động cho đến khi xã hội trải qua một thay đổi quan trọng: Chuyển thành xã hội nô lệ. Điều này có nghĩa là sức của bạn tương đương với số nô lệ bạn làm chủ. Sự gia tăng năng xuất đột ngột này tạo ra sự vô nhân tàn bạo; nó cũng tạo ra những đô thị đầu tiên trên mặt đất, nơi những ông vua có thể ra lịnh cho nô lệ dùng những cần trục lớn, đòn bẩy để xây dựng thành quách, lăng tẩm, và các công trình kiến trúc vĩ đại (Vạn Lý Trường Thành, Kim Tự Tháp ...) Nhờ vào sự gia tăng năng xuất bằng nô lệ này, từ sa mạc và rừng hoang, các thành thị, đền đài, cầu cống, nối tiếp nhau mọc lên.

Từ quan điểm năng lượng, gần như 99.99/100 thời gian hiện diện trên mặt đất, mực độ kỹ thuật con người chỉ hơn loài vật một chút. Chỉ trong vòng vài trăm năm nay, sức mạnh con người mới có thể vượt qua 1 mã lực.

Phát kiến về trọng lực : Một biến đổi mấu chốt cho tiến bộ là cuộc cách mạng kỹ nghệ. Chút nữa Meta nói về 2 cuộc cách mạng khoa học quan trọng nhất trong lịch sử khoa học. Khám phá của Newton về trọng lực và chuyển động làm cho những cơ năng tóm gọn trong những đẳng thức chuẩn xác. Những lý thuyết cổ điển của Newton về trọng lực, trên ý nghĩa nào đó, mở đường cho lý thuyết hiện đại về cơ khí. Điều này giúp phát triển và phổ cập những đầu máy hơi nước vào thế kỷ 19. Với hơi nước, sức mạnh con người có thể tương đương với hàng trăm, hàng ngàn con ngựa. Ví dụ, thiết lộ hỏa xa khai mở những lục địa để phát triển, và những tàu thủy chạy bằng hơi nước khai triển những thủy lộ thương mại quốc tế.

Mất hơn 10000 năm con người mới tạo ra được nền văn minh hiện đại ở Âu Châu. Ở bên Tàu, các hoàng đế như Tần Thủy Hoàng, Chu Văn Vương ...vẫn phải đóng khố. Khi thiết triều, vô ý vô tứ là chim cò vẫn hở hang như bá tánh. Các công chúa, các mỹ nhân như Ngu Cơ, Tây Thi ...chưa có lược giắt trâm cài, vú móm vẫn thỗn thện, chẳng cần che giấu. Thời ấy người ta chưa biết trồng dâu, nuôi tằm, dệt vải. Trở lại Âu Châu, với đầu máy hơi nước và sau này, đầu máy chạy bằng dầu cặn, nước Mỹ đã được kỹ nghệ hóa trong vòng 1 thế kỷ. Bạn thấy chưa? Chỉ cần am tường 1 trong 4 lực căn bản của vũ trụ là trọng lực, con người đã gia tăng năng xuất vượt bực, còn vượt bực hơn những thắng lợi "vượt bực" trong tuyên truyền của các nước Cộng Sản. Không thể tránh khỏi, năng lượng con người thay đổi hoàn toàn bộ mặt xã hội.

Phát kiến về điện từ lực: Cuối thế kỷ 19, phát kiến về lực điện từ (electromagnetic force, lực thứ 2 của vũ trụ)của Maxwell, lại 1 lần nữa khai diễn một cách mạng năng lượng. Lực điện từ thắp sáng đô thị, làng mạc, nhà cửa của chúng ta, lũy thừa sự đa năng đa hiệu và năng lực của cơ khí. Máy hơi nước trở nên lỗi thời. Ta bắt đầu thay thế máy hơi nước bằng máy phát điện.

Phát kiến về nguyên tử lực: Trong vòng 50 năm nay, sự khám phá ra nguyên tử năng nâng sức mạnh loài người lên gấp hàng triệu lần. Bởi vì năng lượng do phản ứng hóa chất được đo bằng electron volts, trong khi phản ứng nguyên tử đo bằng hàng triệu volts, chúng ta tăng cường năng lượng loài người lên hàng triệu lần.

Phân tích tiến trình văn minh nhân loại trên bằng đồ thị, ta thấy ngay chỉ 0.01/100 tức 1/10000 khoảng thời gian con người hiện diện trên mặt đất, chúng ta đã khiển dụng được sức mạnh con người vượt quá loài ngựa. Hơn thế nữa, chỉ trong vòng vài trăm năm, chúng ta làm chủ được sức mạnh của điện lực và nguyên tử lực. Dừng 1 phút để suy luận. Với đà tiến này, 100 năm nữa chúng ta tiến đến đâu trên nền tảng chúng ta tiến bộ theo cấp số lũy thừa? Bao lâu ta có thể đi chơi trên một hành tinh thuộc hệ Thái Dương khác?