[비즈한국] Vào thời điểm Chiến tranh thế giới kết thúc và không khí Chiến tranh Lạnh vẫn chưa tan biến, con người luôn cảm thấy bất an, sợ rằng máy bay do thám của nước thù địch có thể bay qua đầu bất cứ lúc nào. Sự bất an này khiến người ta nhìn lên bầu trời thường xuyên hơn, và cũng từ giai đoạn này, các báo cáo về việc nhìn thấy UFO bắt đầu xuất hiện dày đặc. Trong khi những câu chuyện về UFO trở nên cực kỳ phổ biến và lan truyền tin đồn rằng người ngoài hành tinh đang dùng phi thuyền đến thăm Trái Đất, các nhà thiên văn học nghiêm túc cũng đã chuẩn bị một dự án khổng lồ để tìm kiếm tín hiệu của nền văn minh ngoài Trái Đất. Đó chính là sự khởi đầu của dự án SETI, được phối hợp thực hiện bởi Frank Drake, nhà thiên văn học vô tuyến nổi tiếng với Phương trình Drake, và Carl Sagan, người đã dành cả đời nghiên cứu về khả năng tồn tại của sự sống ngoài hành tinh.
Ban đầu, tên của SETI không phải bắt đầu bằng chữ S mà là C, tức CETI. Đó là cái tên chứa đựng hy vọng đầy tham vọng về việc trao đổi thông tin trực tiếp với các nền văn minh trí tuệ ngoài Trái Đất. Đây cũng là một cách chơi chữ; CETI trong tiếng Anh còn có nghĩa là cá voi, và thời đó Carl Sagan tin rằng nếu muốn giao tiếp được với người ngoài hành tinh, chúng ta cần nghiên cứu cách thức giao tiếp của loài cá voi. Tuy nhiên, chữ C là một giấc mơ quá vội vàng. Vì vậy, chữ cái đầu tiên đã được đổi từ C sang S, tập trung hơn vào phương thức thụ động là đơn thuần thu nhận các tín hiệu bay đến từ ngoài vũ trụ.
Dự án SETI bắt đầu từ năm 1985 đáng tiếc đã thất bại. Nó không để lại bất kỳ kết quả nào và nhiệm vụ đã kết thúc. Tuy nhiên, hy vọng rằng nhân loại sẽ tìm thấy tín hiệu từ nền văn minh ngoài Trái Đất vẫn chưa dập tắt. Tiếp nối SETI, các nhà thiên văn học đã kế thừa tinh thần đó và đang thực hiện một dự án mới quy mô lớn hơn. Thông qua dự án Breakthrough Listen, họ đang chờ đợi các tín hiệu vô tuyến đa dạng bay về phía Trái Đất bằng các kính thiên văn vô tuyến được lắp đặt trên khắp toàn cầu.
Proxima Centauri, nằm cách chúng ta 4,2 năm ánh sáng - khoảng cách gần nhất bên ngoài hệ mặt trời, là một ngôi sao lùn đỏ tối hơn nhiều so với Mặt Trời. Tuy nhiên, vào năm 2016, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một hành tinh ngoài hệ mặt trời xung quanh ngôi sao này. Hành tinh này thậm chí còn nằm ở khoảng cách vừa phải so với ngôi sao chủ. Do đó, nó nằm trong vùng sinh sống được (vùng Goldilocks), nơi bề mặt hành tinh có thể tồn tại các đại dương chứa nước lỏng. Nếu may mắn, chúng ta có thể kỳ vọng vào sự tồn tại của đại dương và thậm chí là sự sống giống như Trái Đất.
Tuy nhiên, cũng có những ý kiến trái chiều cho rằng khó có khả năng tồn tại sự sống trên hành tinh Proxima Centauri. Vì bản thân ngôi sao này vốn tối, để duy trì nhiệt độ đủ ấm áp, hành tinh phải ở rất gần ngôi sao. Hành tinh này chỉ cách ngôi sao chủ Proxima Centauri vỏn vẹn 0,05 AU. Chỉ bằng 5% khoảng cách giữa Mặt Trời và Trái Đất! Chu kỳ quỹ đạo, tức độ dài một năm của hành tinh này, chỉ bằng 11 ngày theo thời gian Trái Đất. Vì vậy, dù nhiệt độ có thể phù hợp nhưng vì quá gần ngôi sao, nó có thể bị phơi nhiễm nặng nề trước bức xạ và gió sao mạnh mẽ phát ra từ bề mặt ngôi sao. Do đó, đây có thể là một môi trường khắc nghiệt không phù hợp cho sự sống.
Mặc dù vậy, hành tinh Proxima Centauri vẫn thu hút sự chú ý lớn vì đây là hành tinh nằm trong vùng sinh sống được của ngôi sao láng giềng gần nhất bên ngoài hệ mặt trời. So với các hành tinh ngoài hệ mặt trời cách xa hàng trăm, hàng ngàn năm ánh sáng, nó gần hơn rất nhiều và nếu may mắn, đây là một hành tinh ứng viên mà hậu duệ của nhân loại trong tương lai xa có thể thực hiện chuyến viếng thăm trực tiếp.
Dự án Breakthrough Listen có triết lý khác biệt so với cách các nhà thiên văn học thường tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh. Thông thường, các nhà thiên văn tìm kiếm các dấu hiệu sinh học (biosignature), vốn là dấu vết của sự sống trên các hành tinh ngoài hệ mặt trời. Họ phát hiện các phân tử khí quyển được cho là kết quả của hoạt động sống như nước, oxy, carbon dioxide và methane. James Webb, kính thiên văn đang tích cực quan sát các hành tinh ngoài hệ mặt trời hiện nay, cũng làm như vậy. Ngược lại, SETI và Breakthrough Listen tiến thêm một bước xa hơn sự sống thông thường để tìm kiếm "dấu vết công nghệ" (technosignature). Đó là việc tìm kiếm những dấu hiệu kỹ thuật lẽ ra phải có nếu một nền văn minh trí tuệ tồn tại. Các nhà thiên văn học kỳ vọng rằng có lẽ nền văn minh ngoài Trái Đất cũng giống như nền văn minh Trái Đất, sở hữu nền văn minh dựa trên sóng vô tuyến, trao đổi tín hiệu thông qua ánh sáng nhanh nhất vũ trụ. Do đó, nếu có một nền văn minh ngoài Trái Đất phát triển cao trên hành tinh nào đó, chúng ta có thể nghe trộm các tín hiệu vô tuyến rò rỉ ra bên ngoài hành tinh của họ.
Để thực hiện Breakthrough Listen, các kính thiên văn vô tuyến khổng lồ lắp đặt trên khắp thế giới đã được huy động tổng lực. Trong đó, kính thiên văn Green Bank ở West Virginia (Mỹ) chính là nơi Drake đã thử tìm kiếm người ngoài hành tinh bằng tín hiệu vô tuyến lần đầu tiên khi còn trẻ. Ở bán cầu nam còn có kính thiên văn vô tuyến Parkes của Úc và kính thiên văn vô tuyến MeerKAT của Nam Phi. Năm 2019, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một tín hiệu vô tuyến bất thường trên bầu trời hướng về phía Proxima Centauri.
Có một vài tiêu chuẩn quan trọng để phân biệt xem một tín hiệu chỉ là tín hiệu tự nhiên bình thường hay là tín hiệu đáng nghi ngờ của một nền văn minh nhân tạo. Tín hiệu tự nhiên thông thường phân bố nhẹ nhàng trên dải tần số rộng. Nếu một tín hiệu bay đến mạnh mẽ trong một phạm vi tần số hẹp đặc định, chúng ta có thể nghi ngờ đó là tín hiệu vô tuyến do ai đó cố ý gửi đi.
Ngoài ra, khả năng cao là nền văn minh ngoài Trái Đất cũng đang sinh sống trên một hành tinh quay quanh ngôi sao nào đó. Vì vậy, khi nhìn từ Trái Đất, hành tinh đó sẽ tiến lại gần và rời xa. Chuyển động của bản thân hành tinh này tạo ra hiệu ứng Doppler làm cho bước sóng của tín hiệu vô tuyến phát ra từ hành tinh bị ngắn đi hoặc dài ra. Do đó, nếu trong các tín hiệu truyền đến mạnh mẽ ở dải tần số hẹp có tín hiệu cho thấy hiệu ứng Doppler định kỳ, chúng ta có thể nghi ngờ đó là tín hiệu vô tuyến bay đến từ hành tinh quay quanh một ngôi sao nào đó. Năm 2019, một tín hiệu đáp ứng cả hai điều kiện này đã được thu nhận từ bầu trời phía Proxima Centauri.
Khác với "Tín hiệu Wow!" nổi tiếng từng khiến các nhà thiên văn học và người hâm mộ khoa học viễn tưởng phấn khích khi xuất hiện trong 72 giây vào ngày 15 tháng 8 năm 1977 rồi biến mất, tín hiệu này được thu nhận liên tục trong gần 30 giờ đồng hồ. Phạm vi nơi tín hiệu bay đến là vùng trời gần bằng một nửa trăng rằm theo hướng Proxima Centauri. Các nhà thiên văn học đã đặt cho tín hiệu thú vị này số hiệu BLC 1 (Breakthrough Listen Candidate 1), nghĩa là ứng viên đầu tiên được thu nhận bởi Breakthrough Listen. Và cho đến gần đây, nhiều phương tiện truyền thông đã trích dẫn BLC 1, đưa ra những báo cáo có phần phóng đại kiểu như các nhà thiên văn học đã tìm thấy tín hiệu của người ngoài hành tinh.
Tuy nhiên, đáng tiếc là thông qua các phân tích bổ sung, các nhà thiên văn học đã kết luận rằng BLC 1 là tín hiệu vô tuyến bị nhiễu phát ra từ chính Trái Đất chứ không phải từ vũ trụ xa xôi. Có một cách đơn giản để xác nhận xem tín hiệu này có thực sự đến từ Proxima Centauri hay không. Đó là so sánh xem liệu tín hiệu có bị bắt được như nhau hay không khi quay nhẹ kính thiên văn vô tuyến sang một hướng khác. Nếu đây thực sự là tín hiệu vô tuyến từ một ngôi sao cụ thể, thì khi ngôi sao đó lệch khỏi tầm nhìn của kính thiên văn, tín hiệu không được phép truyền vào.
Kết quả quan sát bổ sung BLC 1 cho thấy tổng cộng 30 tín hiệu khác có tần số và hình thái tương tự được tìm thấy ở các hướng bầu trời khác. Điều này chứng tỏ chắc chắn rằng BLC 1 không đến từ ngôi sao Proxima Centauri mà là tín hiệu vô tuyến phát ra từ đâu đó trên Trái Đất, bị phân tán khi đi vào khí quyển Trái Đất.
Hơn nữa, kết quả phân tích kỹ lưỡng hình thái tín hiệu BLC 1 còn xác nhận hiện tượng "lược tần số" (frequency comb), nơi các tín hiệu mạnh sắc nhọn được quan sát thấy ở nhiều dải tần số hẹp. Tên gọi này bắt nguồn từ việc các tín hiệu mỏng và nhọn ở nhiều vị trí tần số trông giống như chiếc lược khi vẽ biểu đồ. Đây là hiện tượng rất phổ biến khi sóng vô tuyến gây nhiễu vào bầu khí quyển Trái Đất. Vậy thì kẻ thủ phạm thực sự gây ra tín hiệu BLC 1 từng khiến các nhà thiên văn học phấn khích là ai?
Thủ phạm chính xác vẫn chưa được làm rõ. Các nhà thiên văn học đã xem xét tất cả các khả năng như lỗi của thiết bị kính thiên văn, nhiễu do máy bay hoặc vệ tinh vô tình đi ngang qua bầu trời cùng hướng, hoặc tín hiệu từ tàu thăm dò không gian sâu bị lọt vào, nhưng không tìm thấy tín hiệu nào khớp chính xác với hình thái của tín hiệu BLC 1. Thay vào đó, các nhà thiên văn học suy đoán rằng gần đài quan sát Parkes ở Úc, nơi thu được tín hiệu BLC 1, có một nguồn phát vô tuyến nào đó đang phát ra tín hiệu vô tuyến định kỳ. Có thể đó là tín hiệu từ đài phát thanh hoặc căn cứ quân sự gần đó.
Thú vị thay, đài quan sát Parkes nơi thu được tín hiệu BLC 1 có một "lịch sử đen" rất nổi tiếng trong giới thiên văn học. Từ năm 1998, các nhà thiên văn học đã thu nhận ngẫu nhiên những tín hiệu mạnh ở dải tần số rất hẹp tại đây. Có thời điểm họ đã hy vọng rằng đây là tín hiệu do người ngoài hành tinh gửi đến. Tín hiệu vốn không thể giải mã này được gọi là "tín hiệu Periton", đặt theo tên của một con quái vật trong thần thoại. Tuy nhiên, danh tính của tín hiệu vốn là bí ẩn suốt gần 10 năm trời hóa ra lại rất hụt hẫng: đó chính là sóng vô tuyến rò rỉ khi các nhà thiên văn làm việc tại đài quan sát thỉnh thoảng sử dụng lò vi sóng. Vì quá đói nên họ đã vội vàng mở cửa lò vi sóng trước khi bộ hẹn giờ kết thúc, khiến một phần sóng vô tuyến chưa được che chắn bị rò rỉ và bị kính thiên văn khổng lồ thu lại nguyên vẹn.
Nhìn vào những lịch sử đen lặp đi lặp lại này, có lẽ chúng ta đang làm bầu trời Trái Đất trở nên ồn ào bởi quá nhiều nhiễu vô tuyến. Nếu người ngoài hành tinh cách đây hàng chục, hàng trăm năm ánh sáng thực sự gửi một tín hiệu nào đó, thì tín hiệu đó sẽ rất yếu ớt do phải bay một quãng đường dài. Có thể chúng ta không tìm thấy nó vì nó bị chôn vùi trong những nhiễu vô tuyến mạnh mẽ hơn do con người tạo ra. Có lẽ chúng ta đã phát triển quá mức đến nỗi khó có thể tìm thấy tín hiệu của người ngoài hành tinh nữa rồi.
Vấn đề lớn nhất của BLC 1 là sau khi được phát hiện lần đầu, nó không còn được thu nhận nữa trong các lần quan sát bổ sung. Sau khoảng 30 giờ tín hiệu truyền đến liên tục lúc ban đầu, cho đến nay nó vẫn chưa được xác nhận lại. Đáng tiếc là giấc mơ của Drake và Carl Sagan vẫn chưa thành hiện thực một cách thỏa mãn. Nhìn lên bầu trời đêm tĩnh lặng không có tin tức gì, chúng ta phải tiếp tục chờ đợi một tín hiệu thú vị khác bay đến.
Tham khảo
https://www.nature.com/articles/s41550-021-01508-8
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Anh yêu mèo và vũ trụ. Khi còn nhỏ, sau khi xem "Galaxy Express 999", anh đã nuôi ước mơ giới thiệu vẻ đẹp của vũ trụ. Hiện anh đang nghiên cứu sự tiến hóa thông qua tương tác giữa các thiên hà tại Trung tâm Nghiên cứu Tiến hóa Thiên hà và Phòng thí nghiệm Vũ trụ luận tại Đại học Yonsei, đồng thời tham gia các hoạt động truyền thông khoa học đa dạng như thuyết trình và viết lách. Anh là tác giả của các cuốn sách như "Đài quan sát hẹn hò", "Suy nghĩ về vũ trụ cả ngày", "Ngôi sao, khoa học về ánh sáng".