Sự sống ngoài Trái Đất - Liệu chúng ta có đơn độc?

Banner được lưu thành công.: Chuyên mục: Trái Đất và Khoa học hành tinh; By Vaan Anh; 24.Apr

Đọc tiếp

Sự sống ngoài Trái Đất - Liệu chúng ta có đơn độc?

24.Apr

Nhiều người mơ rằng sự sống không phải là thứ gì đó độc nhất trên Trái đất của chúng ta, rằng nhân loại không bị kết án với sự cô đơn trong vũ trụ, rằng ở một nơi nào đó không xác định, có những sinh vật biết suy nghĩ và cảm nhận mà chúng ta có thể giao tiếp, chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm. Nhưng cho đến nay, chưa có sự sống nào ngoài Trái đất được tìm thấy, hành tinh của chúng ta là nơi duy nhất mà chúng ta biết chắc chắn rằng có sự sống tồn tại. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là không còn sự sống nào tồn tại trong vũ trụ. Chúng ta vẫn đang tìm kiếm những bằng chứng về sự sống bên ngoài Trái đất, trong chính Hệ Mặt Trời của chúng ta hoặc các hệ hành tinh khác, những bằng chứng đó sẽ trả lời cho những câu hỏi lâu đời về việc chúng ta đến từ đâu và liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ hay không?

Vậy thì sự sống là gì và bằng cách nào mà nó được hình thành?

Sự sống thực sự là gì?

Người ta có thể nghĩ rằng sau nhiều thế kỷ nghiên cứu, vấn đề đó sẽ được giải quyết, ít nhất là đối với sự sống trên Trái đất. Trên thực tế, việc đưa ra câu trả lời liên quan đến tất cả các “dạng sống” được phát hiện và có thể đã từng tồn tại trên hành tinh của chúng ta ngày càng trở nên phức tạp. Một định nghĩa thường được sử dụng về sự sống là “một hệ thống tự duy trì có khả năng tiến hóa theo thuyết Darwin”.

Điều kiện cần thiết cho sự sống hình thành

Các nhà nghiên cứu sinh vật học vũ trụ đưa ra một số giả định đơn giản hóa khi nghiên cứu các thành phần cần thiết cho khả năng sinh sống của hành tinh. Điều quan trọng cần lưu ý là những giả định này dựa trên sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về sự sống trên Trái đất. Khi hiểu biết của chúng ta về sự sống và khả năng nó tồn tại trong các môi trường khác nhau ngày càng phát triển, những giả định này có thể thay đổi:

Carbon và các hợp chất hữu cơ: các nghiên cứu sinh vật học vũ trụ cho rằng phần lớn các dạng sống trong Dải Ngân Hà đều dựa trên các hợp chất carbon, cũng như tất cả các dạng sống trên Trái đất do đó các nhà nghiên cứu thường tập trung vào việc xác định các môi trường có tiềm năng hỗ trợ sự sống dựa trên sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ.
Nước: được coi là cần thiết cho sự sống mà chúng ta biết. Do đó, nghiên cứu sinh học vũ trụ cho rằng sự sống ngoài Trái đất cũng có sự phụ thuộc tương tự và thường tập trung vào việc xác định các môi trường có tiềm năng hỗ trợ nước. Một số nhà nghiên cứu thừa nhận môi trường hỗn hợp nước-amoniac là dung môi khả thi cho các loại hóa sinh giả định.
Ổn định môi trường: vì các sinh vật tiến hóa thích nghi với các điều kiện của môi trường nơi chúng cư trú nên sự ổn định môi trường về nhiệt độ, áp suất và mức bức xạ là vô cùng cần thiết. Nghiên cứu sinh vật học vũ trụ tập trung vào các hành tinh quay quanh các ngôi sao lùn đỏ vì chúng có tuổi thọ đủ lâu để các hành tinh xuất hiện sự sống (so với các ngôi sao rất lớn) và có khả năng cung cấp đủ nhiệt đến các hành tinh (so với những ngôi sao rất nhỏ). Điều này có ý nghĩa quan trọng vì các sao lùn đỏ cực kỳ phổ biến.
Nguồn năng lượng: bất kỳ sự sống nào ở trong vũ trụ cũng sẽ cần một nguồn năng lượng. Trước đây, người ta cho rằng năng lượng này nhất thiết phải đến từ một ngôi sao giống như Mặt Trời, tuy nhiên với sự phát triển trong nghiên cứu về sự sống cực đoan, nghiên cứu sinh vật học vũ trụ đương đại thường tập trung vào việc xác định các môi trường có tiềm năng hỗ trợ sự sống dựa trên sự sẵn có của nguồn năng lượng, chẳng hạn như sự hiện diện của hoạt động núi lửa trên một hành tinh hoặc mặt trăng có thể cung cấp nguồn nhiệt và năng lượng.

Cho đến nay các nhà nghiên cứu vẫn chưa thành công trong việc tìm hiểu sự sống được hình thành như thế nào.

Nguyên liệu hình thành sự sống tới từ đâu?

Vật chất cơ bản cần thiết cho sự sống chắc chắn đã có sẵn rộng rãi trên Trái đất nguyên thủy. Vật chất nóng, giàu khoáng chất được giải phóng từ đáy đại dương, kết hợp với nước để tạo ra các hợp chất hữu cơ bằng các phản ứng hóa học. Ngoài ra, các phân tử hữu cơ còn đến với Trái đất trong các thiên thạch từ không gian.

Cuộc truy tìm sự sống trong hệ Mặt Trời

Nơi có khả năng tồn tại sự sống trong hệ Mặt Trời

Sao Thủy không có bầu khí quyển, sao Kim quá nóng và các hành tinh khí khổng lồ không có bề mặt rắn. Ngoài Trái đất và Sao Hỏa, chỉ còn lại một số vệ tinh có thể là môi trường phù hợp cho sự sống. Người ta cũng suy đoán rằng có thể có những sinh vật sống trôi nổi trong bầu khí quyển của các hành tinh khí khổng lồ, nhưng sự xuất hiện và tiến hóa của những thứ như vậy dường như không thể xảy ra.

Sao Hỏa

Kể từ khi Viking trở thành sứ mệnh đầu tiên thành công hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa vào năm 1976, đã có rất nhiều sứ mệnh khác được triển khai trên bề mặt Hành tinh Đỏ và cả trên quỹ đạo của nó cung cấp nhiều thông tin quan trọng cho các nhà sinh vật học vũ trụ. Các sứ mệnh này bao gồm tàu thám hiểm Sojourner, Spirit, Opportunity và Curiosity hiện đã ngừng hoạt động.

Perseverance, hiện đang hoạt động, đã đáp xuống bề mặt Sao Hỏa vào năm 2021. Với việc nước được coi là yếu tố then chốt của sự sống, Perseverance đang tìm kiếm các dấu hiệu sinh học này cho thấy sự sống đã từng tồn tại ở vùng miệng núi lửa Jezero của Sao Hỏa.

Các nhà khoa học phát hiện ra vô số hợp chất hữu cơ bên trong những thiên thạch từ Sao Hỏa. Mặc dù các hợp chất hữu cơ này bao gồm carbon, nitơ, oxy và một số nguyên tố khác có liên quan đến các quá trình sinh học nhưng chúng không phải là bằng chứng trực tiếp về sự sống vì chúng cũng có thể được tạo ra bởi các quá trình phi sinh học.

Một số vệ tinh tự nhiên

Ở xa hơn trong hệ mặt trời so với Sao Hỏa láng giềng của Trái đất, mặt trăng của Sao Mộc - Europa, là một trong những vệ tinh tự nhiên hứa hẹn có triển vọng nhất để khám phá sự sống ở bên trong Hệ Mặt Trời.

Europa Clipper dự kiến ra mắt vào cuối năm 2024 nhằm mục đích xác định độ sâu và độ mặn của đại dương Europa. Ngoài ra, tàu vũ trụ cũng sẽ tìm kiếm các phân tử trong bầu khí quyển của mặt trăng Sao Mộc đọng lại ở đó do sự phun trào của nước băng giá. Các nhà sinh vật học vũ trụ sẽ đặc biệt quan tâm đến việc khám phá sự hiện diện của các phân tử hữu cơ phức tạp có thể chỉ ra các quá trình liên quan đến các dạng sống đơn giản đang diễn ra tại Europa.

**Hình minh họa tàu vũ trụ Europa Clipper khi nó bay trên quỹ đạo mặt trăng Sao Mộc để tìm những dấu hiệu tiềm ẩn của sự sống. Credit: NASA/JPL-Caltech**

Các mặt trăng của sao Thổ cũng rất được các nhà sinh vật học vũ trụ quan tâm. Vào năm 2022, các nhà sinh vật học vũ trụ đã phát hiện ra rằng vùng nước dưới bề mặt của Enceladus có thể rất giàu phốt pho hòa tan. Vì đây là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống, nên phát hiện này cho thấy các đại dương trên Enceladus có thể phù hợp cho sự sống phát triển.

Nếu như ở đâu đó tồn tại một hệ sinh thái thứ hai, chẳng hạn như trên Sao Hoả hay thậm chí là trên các vệ tinh tự nhiên của các hành tinh khí khổng lồ hoặc là bất kì đâu ở trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, thì khả năng sự sống sinh sôi bên trong vô vàn những hệ hành tinh xa xôi ngoài kia là điều hoàn toàn có thể.

Niềm tin vào sự sống ngoài hệ Mặt Trời

Tín hiệu từ Trái Đất

Năm 1962, Liên Xô cũ gửi thông điệp đầu tiên ra ngoài vũ trụ: “Thông điệp tới sao Kim” - bao gồm ba từ tiếng Nga trong mã Morse.
Năm 1972, NASA phóng tàu vũ trụ Pioneer 10 mang theo một chiếc đĩa nhôm bọc vàng - Pioneer Plaque, có khắc họa thông điệp mà NASA muốn gửi đi.
Năm 1974, thông điệp Arecibo được gửi đi mang thông tin cơ bản về Trái đất và cư dân trên đó.
Năm 1977, Đĩa ghi vàng Voyager - một bản ghi âm chứa tuyển tập các bức ảnh, âm nhạc, âm thanh và lời chào từ Trái đất, được gửi đi bằng các tàu thăm dò không gian Voyager 1 và Voyager 2.

Tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất

Từ lâu con người đã dự đoán rằng có nhiều hành tinh khác ngoài Hệ Mặt Trời cũng đang quay quanh các ngôi sao của chúng. Ngoại hành tinh đầu tiên được phát hiện vào năm 1995 bởi nhóm của Michel Mayor và Didier Queloz và chỉ trong 17 năm, "danh mục ngoại hành tinh" đã phát triển lên đến hơn 5.000 ngoại hành tinh – thông qua các sứ mệnh của NASA như Kính viễn vọng Không gian Kepler, Kính viễn vọng Không gian TESS, Kính viễn vọng Không gian Hubble cũng như các đài quan sát trên mặt đất – và hàng tỷ hành tinh khác đang chờ khám phá. Và đó chỉ là trong Dải Ngân Hà của chúng ta.

Với những tiến bộ trong công nghệ và kiến thức, việc săn tìm các ngoại hành tinh ngày càng phát triển, trọng tâm ngày càng được tinh chỉnh để xác định các hành tinh nằm trong vùng có thể sinh sống được – ở vị trí cách các ngôi sao chủ của chúng sao cho nước ít nhất ở dạng lỏng định kỳ trên bề mặt hành tinh.

Nỗ lực không ngừng nghỉ

Bằng cách sử dụng các kiến thức khoa học và công nghệ tiên tiến nhất hiện nay, cuộc phiêu lưu khám phá sự sống ngoài Trái Đất đã được bắt đầu. Thách thức cho việc khám phá các nền văn minh ngoài Trái đất là một điều rất khó khăn nhưng cũng vô cùng hứa hẹn. Chúng ta vẫn luôn muốn có câu trả lời chắc chắn cho các câu hỏi: Tại sao chúng ta lại tồn tại? Bằng cách nào mà sự sống được hình thành và phát triển tới bây giờ? Liệu có sự sống hay nền văn minh nào ngoài không gian sâu thẳm kia? Nếu có thì làm cách nào để ta tìm ra được chúng? Đó là những câu hỏi nảy sinh từ sâu thẳm trong tâm trí chúng ta. Tất nhiên là hiện tại vẫn chưa có câu trả lời cho những câu hỏi trên. Nhưng sự tiến bộ của nền văn minh nhân loại là kết quả của những nỗ lực không ngừng nghỉ của con người để khám phá những điều chưa biết, vì vậy chúng ta hãy tiếp tục nỗ lực không ngừng nghỉ với cuộc tìm kiếm của mình. Hãy để trí tò mò mong muốn tìm được những sự thật. Khi đó thành công sẽ đến với chúng ta.