[비즈한국] Andy Weir nổi tiếng là tác giả cuốn tiểu thuyết gốc của bộ phim "Người về từ Sao Hỏa" (The Martian). Tác phẩm dài tập thứ ba của ông, "Dự án Hail Mary", cũng đã được chuyển thể thành phim và dự kiến sắp ra mắt. Với sự tham gia của nam chính Ryan Gosling, thông tin quá trình quay phim vừa hoàn tất gần đây đã thu hút sự quan tâm lớn của đông đảo người hâm mộ.
"Dự án Hail Mary" mang đến một trí tưởng tượng đầy độc đáo. Một ngày nọ, nhân loại phát hiện mặt trời đang dần mất đi ánh sáng. Điều này dẫn đến sự thay đổi khí hậu trên Trái đất và nguy cơ tiêu diệt loài người. Hóa ra, nguyên nhân bắt nguồn từ một loài vi sinh vật vũ trụ trôi dạt trong không gian và sống bằng cách ăn ánh sáng sao. Dựa trên nguyên lý tương đương khối lượng - năng lượng của Einstein, loài vi sinh vật này hấp thụ ánh sáng sao để chuyển hóa thành năng lượng cho chính chúng. Theo đúng nghĩa đen, chúng là những kẻ săn mồi ăn các vì sao. Trong tác phẩm, loài vi sinh vật giả tưởng này được gọi là "Astrophage", kết hợp giữa "Astro" (ngôi sao) và "phage" (từ thực khuẩn thể).
Rất may là (cho đến hiện tại) điều này chưa xảy ra trong thực tế. Tuy nhiên, nếu phát triển thêm một chút trí tưởng tượng thú vị mà "Dự án Hail Mary" gợi mở, chúng ta có thể tìm thấy sự tồn tại của những nền văn minh ngoài hành tinh đang sinh tồn theo những cách mà chúng ta hoàn toàn không thể ngờ tới!
Trên bầu trời đêm mùa hè, có một chòm sao rất nhỏ mang tên Thiên Tiễn (Sagitta) đang nhắm thẳng vào chòm sao Thiên Nga. Vì là mùa của nhiều chòm sao lớn, Thiên Tiễn thường bị coi là không mấy nổi bật. Nhưng ẩn sâu trong đó là một ngôi sao vô cùng đáng kinh ngạc: Pulsar PSR B1957+20, một ngôi sao phát ra những tia năng lượng cực mạnh và những lóe sáng rực rỡ, đặc biệt là trong vùng tia X. Đây là đại diện tiêu biểu nhất của các thiên thể được gọi là "Pulsar Góa phụ đen" (Black Widow Pulsar).
Được phát hiện lần đầu vào năm 1988, pulsar này nằm cách chòm sao Thiên Tiễn khoảng 6500 năm ánh sáng. Người ta cho rằng một hành tinh ngoài hệ mặt trời lớn hơn sao Mộc rất nhiều đang quay quanh nó với chu kỳ cực ngắn, chỉ khoảng 9 giờ một vòng. Pulsar này phát ra các tia chớp trong thang đo miligiây cực ngắn. Điều này là do ngay sát cạnh ngôi sao neutron mật độ siêu cao vừa mới hình thành lại có một ngôi sao đồng hành đang quay cùng. Khoảng cách giữa sao neutron và sao đồng hành dường như rất sát nhau, chỉ ngang bằng khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng. Thậm chí, có khả năng hai ngôi sao này chỉ cách nhau vài trăm km, về cơ bản là đang dính chặt lấy nhau.
Pulsar có sao đồng hành bên cạnh thường được chia thành hai loại chính tùy theo quy mô. Nếu khối lượng của sao đồng hành rất nhẹ, dưới 5% khối lượng Mặt trời, chúng được gọi là "Pulsar Góa phụ đen". Nếu sao đồng hành nặng hơn nhiều, đạt từ 10% đến một nửa khối lượng Mặt trời, chúng được phân loại là "Pulsar Góa phụ đỏ" (Redback Pulsar) – một dạng khắc nghiệt hơn.
Trong phân tích lần này, các nhà thiên văn học chú ý đến Pulsar Góa phụ đen vì nó sử dụng lực hấp dẫn mạnh mẽ để nhanh chóng nuốt chửng vật chất từ ngôi sao đồng hành bên cạnh. Trong quá trình đó, nhiều vật chất được giải phóng theo từ trường mạnh của pulsar với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng. Dòng năng lượng mạnh mẽ mà pulsar phun ra khắp mọi hướng được gọi là "Gió Pulsar" (Pulsar wind). Có thể coi đây là phiên bản cực đoan nhất của gió sao (stellar wind), nơi các ngôi sao bình thường như Mặt trời giải phóng năng lượng. Những cơn gió pulsar mạnh mẽ này có thể dần dần thổi bay ngôi sao đồng hành bên cạnh. Nói cách khác, ngôi sao đang bị bay hơi.
Khi gió pulsar mạnh mẽ do pulsar phát ra ập vào sao đồng hành, các sóng xung kích mạnh mẽ sẽ hình thành. Bề mặt của sao đồng hành tức thì đạt nhiệt độ cực cao, dẫn đến sự phát xạ tia X cường độ cao. Trên thực tế, hiện tượng này đã được quan sát thấy trong cụm sao Omega Centauri, cụm sao nặng nhất trong dải Ngân hà của chúng ta. Qua kính thiên văn vũ trụ Chandra, khoảng 20 dấu vết tia X rực sáng trong các vùng rất hẹp đã được tìm thấy rải rác khắp cụm Omega Centauri. Hầu hết trong số đó được cho là các Pulsar Góa phụ đen và Góa phụ đỏ.
Pulsar là nơi cực đoan nhất tạo ra năng lượng mạnh nhất trong vũ trụ. Nếu có một nền văn minh phát triển vượt bậc hơn chúng ta, và nếu họ cần nguồn năng lượng khổng lồ hơn nhân loại để duy trì sự tồn tại, thì liệu pulsar có thể là một nguồn năng lượng tuyệt vời không?
Trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, người ta thường mô tả "Quả cầu Dyson" (Dyson sphere), nơi các nền văn minh bao quanh ngôi sao chủ bằng cấu trúc nhân tạo khổng lồ để thu năng lượng ánh sáng sao. Đây là phương pháp lấy năng lượng từ ánh sáng sao bằng cách bao bọc xung quanh ngôi sao. Tuy nhiên, một kịch bản cực đoan hơn cũng có thể xảy ra. Không chỉ đơn thuần hấp thụ ánh sáng sao, mà là ăn chính ngôi sao đó để chuyển hóa hoàn toàn khối lượng ngôi sao thành năng lượng. Nếu có thể chuyển hóa toàn bộ khối lượng của ngôi sao thành năng lượng như vi sinh vật Astrophage trong "Dự án Hail Mary", đó sẽ là một nền văn minh đạt trình độ vượt xa cấp độ 2 của thang Kardashev. Đây được gọi là giả thuyết "Stellivore" (kẻ ăn sao).
Hãy tưởng tượng một nền văn minh đã đạt đến trình độ rời khỏi hành tinh quê hương và xây dựng các cấu trúc khổng lồ xung quanh ngôi sao chủ. Có lẽ họ đã từng xây dựng Quả cầu Dyson để sinh tồn. Nhưng nếu họ không dừng lại ở đó và tiếp tục phát triển, mức tiêu thụ năng lượng của nền văn minh sẽ ngày càng tăng. Cuối cùng, họ phải tìm ra giải pháp tạo ra nhiều năng lượng hơn. Có thể họ sẽ chọn con đường tiêu thụ hoàn toàn chính ngôi sao của mình. Tuy nhiên, khối lượng của một ngôi sao là hữu hạn. Ngôi sao là nguồn tài nguyên cuối cùng cũng sẽ cạn kiệt.
Nếu vậy, rất có khả năng nền văn minh đó sẽ chọn cách di cư đến một ngôi sao khác trước khi ngôi sao hiện tại biến mất hoàn toàn. Họ biến ngôi sao ban đầu thành hư vô rồi chuyển sang ngôi sao mới, và cứ tiếp tục sống như vậy cho đến khi ngôi sao đó cạn kiệt. Có thể coi đây là phiên bản du canh du cư của các ngôi sao.
Họ có thể sử dụng sao đồng hành quay quanh pulsar không chỉ như nguồn tài nguyên năng lượng, mà còn như nguồn lực đẩy cần thiết để bay tới một ngôi sao mới. Dưới tác động của các tia năng lượng do pulsar phun ra, vật chất của sao đồng hành bị thổi bay đi nhanh chóng. Vật chất này thoát khỏi lực hấp dẫn của ngôi sao và bay thẳng ra ngoài không gian. Nếu biết cách tận dụng dòng chảy vật chất đó, họ có thể thu được năng lượng cần thiết để bay đến các ngôi sao khác trong cùng một thiên hà. Những nỗ lực như vậy hoàn toàn có khả năng thực hiện đối với các hệ sao đôi, nơi hai ngôi sao bị giữ chặt bởi lực hấp dẫn và quay quanh nhau.
Hiện nay, nhân loại đang thách thức các công nghệ thăm dò mới nhằm nâng tốc độ của tàu vũ trụ lên mức tương đối tính bằng cách sử dụng ánh sáng Mặt trời hoặc các tia laser nhân tạo khổng lồ lắp đặt trên Trái đất. Dự án mang tên "Starshot" này có kế hoạch phóng một con tàu trang bị cánh buồm vũ trụ khổng lồ đến hệ sao Proxima Centauri, hệ sao gần chúng ta nhất trong hệ mặt trời, cách 4,2 năm ánh sáng. Nhưng nếu tận dụng được gió sao từ các pulsar mạnh mẽ, cánh buồm vũ trụ có thể di chuyển nhanh hơn nữa. Hơn nữa, chu kỳ của pulsar và sao đồng hành hoàn toàn có thể dự đoán được. Vì vậy, nếu canh đúng thời điểm pulsar truyền năng lượng vào sao đồng hành, họ có thể tạo ra lực đẩy theo hướng cụ thể để điều hướng chuyến đi đến đích.
Đúng là một trí tưởng tượng đầy chất điện ảnh. Nếu một nền văn minh ngoài hành tinh đạt tới trình độ này đang sống tại pulsar PSR B1957+20, và họ đang chuẩn bị sẵn sàng bỏ lại quê hương để chạy trốn tới ngôi sao thứ hai, liệu chúng ta có biết họ đang nhắm đến nơi nào không? Thật thú vị, theo phân tích gần đây, Pulsar Góa phụ đen dường như đang phun trào năng lượng về một mục tiêu cụ thể nào đó.
Các nhà thiên văn học đã tận dụng dữ liệu quan sát từ vệ tinh Gaia – vệ tinh đang vẽ bản đồ ba chiều chi tiết nhất về các ngôi sao trong dải Ngân hà. Họ xác nhận rằng dòng năng lượng mà pulsar này phun ra dường như nhắm thẳng vào một ngôi sao cụ thể. Xem xét hiệu suất năng lượng của pulsar và khoảng cách đến ngôi sao mục tiêu, họ có thể đạt đến đích sau 420 năm hành trình.
Tất nhiên, tất cả những câu chuyện trên đều dựa trên những giả định lớn. Một giả định có khả năng xảy ra cực kỳ thấp là có một nền văn minh phát triển cao đang sống tại Pulsar Góa phụ đen. Nó thiên về sự kỳ vọng của một người yêu thích khoa học viễn tưởng hơn là một giả định khoa học. Tuy nhiên, nếu vượt qua được rào cản lớn đó, thì các đặc điểm và tình huống mà pulsar này thể hiện lại rất khớp với giả thuyết Stellivore – giả thuyết về sự tồn tại của những thực thể duy trì nền văn minh bằng cách tiêu thụ các vì sao, điều này thực sự rất thú vị.
Hãy thử mở rộng trí tưởng tượng thêm một chút xem sao? Tại sao cụm sao Omega Centauri lại chứa nhiều Pulsar Góa phụ đen gây ra gió pulsar mạnh mẽ đến vậy?
Cụm sao này tập hợp hàng chục triệu ngôi sao với mật độ cực cao trong đường kính chỉ khoảng 150 năm ánh sáng. Nghĩa là khoảng cách giữa các ngôi sao rất gần nhau, trung bình chỉ cách nhau 0,1 năm ánh sáng. Nếu nghĩ đến việc hệ sao gần hệ mặt trời của chúng ta nhất cũng cách hơn 4 năm ánh sáng, thì khoảng cách này gần hơn rất nhiều. Nói cách khác, tại nơi đây, việc rời bỏ ngôi sao quê hương để bay đến một ngôi sao hàng xóm là một thử thách dễ dàng hơn nhiều. Sự khác biệt này có thể đã tạo ra một môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các nền văn minh siêu cao cấp, những người sống bằng cách di chuyển qua lại giữa nhiều ngôi sao! Tôi tự hỏi, liệu sự tồn tại của các Pulsar Góa phụ đen được tìm thấy tương đối thường xuyên trong cụm sao Omega Centauri có phải là bằng chứng cho sự tồn tại của một nhóm nền văn minh siêu cao cấp đang cùng sinh sống ở đó hay không?
Trong bộ phim "Contact" dựa trên tiểu thuyết cùng tên của Carl Sagan, có một cảnh quay rất ấn tượng. Khi nhà thiên văn học Ellie đang loay hoay không thể giải mã thông điệp nhận được từ người ngoài hành tinh, S. R. Hedden – một tỷ phú và là nhà tài trợ – đã để lại câu thoại này:
"If you think like a Vegan (Nếu bạn suy nghĩ như người Vega vậy)."
Một lời nhắn nhủ rằng phải vượt ra khỏi tư duy của con người Trái đất và suy nghĩ theo tư duy của người Vega (người ngoài hành tinh) mới có thể tìm ra đáp án đúng. Có lẽ những giả thuyết mà hiện tại chúng ta cảm thấy là sự tưởng tượng khoa học viễn tưởng quá đà vô căn cứ, lại chính là những giả thuyết tiếp cận gần nhất với cách tư duy của người Vega.
Khi tìm kiếm những dấu vết công nghệ (Techno-signature) – những dấu hiệu kỹ thuật của một nền văn minh ngoài hành tinh có thể tồn tại, có một vấn đề cốt lõi mà chúng ta phải trăn trở. Một nền văn minh càng phát triển cao thì càng tiêu thụ nhiều năng lượng và để lại những tín hiệu, dấu vết rõ rệt hơn trong vũ trụ. Những dấu vết để lại bởi các nền văn minh như Trái đất – những nền văn minh vẫn chưa thực sự bước đi chập chững, còn quá xa mới đạt đến trình độ văn minh vũ trụ – là quá mong manh. Vì vậy, nền văn minh càng phát triển thì xác suất được phát hiện càng cao. Đây sẽ là một xu hướng rất quan trọng trong việc tìm kiếm văn minh ngoài hành tinh.
Trong tương lai không xa, nếu các tín hiệu văn minh ngoài hành tinh được phát hiện thực sự trên mạng lưới của chúng ta, khả năng cao đó là những nền văn minh cấp độ 1, cấp độ 2 hoặc cao hơn theo thang Kardashev, vượt xa trình độ hiện tại của chúng ta. Họ sẽ cho thấy trình độ kỹ thuật mạnh mẽ và cao cấp hơn chúng ta rất nhiều. Sự phát hiện đó đối với nhân loại thậm chí có thể không chỉ mang lại sự kinh ngạc mà còn cả nỗi sợ hãi. Vì dường như bên ngoài hệ mặt trời, tất cả chỉ toàn là những nền văn minh vĩ đại hơn chúng ta rất nhiều.
Và rồi nhân loại, khi khuất phục trước nỗi sợ hãi, có thể sẽ dừng việc thăm dò và co mình lại. Họ có thể chọn từ bỏ việc bước chân ra ngoài hệ mặt trời, chọn con đường tự cô lập mình trong bóng tối và lặng lẽ chết đi một mình. Trong khi đó, ngay giữa những tín hiệu rực rỡ và lộng lẫy của các nền văn minh ngoài hành tinh siêu cao cấp, chúng ta có thể đã không nhận ra rằng có rất nhiều nền văn minh có trình độ tương đương như chúng ta đang sinh sống lặng lẽ.
Liệu chúng ta có thể vượt qua sự mặc cảm về mặt vũ trụ mỗi khi phát hiện ra những nền văn minh rực rỡ hơn vượt lên trước mình trong tương lai? Lòng can đảm này sẽ là yếu tố quan trọng nhất quyết định vận mệnh lịch sử của nhân loại, xem liệu chúng ta có thể vươn mình trở thành một nền văn minh vũ trụ thực thụ hay không.
Tham khảo
https://baas.aas.org/pub/2023n6i220p02/release/1
https://academic.oup.com/mnras/article/526/2/2736/7283175
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024arXiv241023420H/abstract
https://academic.oup.com/mnras/article/520/3/3847/6979819
https://chandra.cfa.harvard.edu/photo/2023/spiders/
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Anh yêu mèo và vũ trụ. Từ nhỏ, sau khi xem "Galaxy Express 999", anh đã nuôi ước mơ truyền bá vẻ đẹp của vũ trụ. Hiện tại, 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 học tại Đại học Yonsei. Anh cũng tích cực tham gia các hoạt động truyền thông khoa học như thuyết trình và viết lách. Anh là tác giả của các cuốn sách như "Đài thiên văn hẹn hò", "Suy nghĩ về vũ trụ cả ngày", và "Sao, khoa học về ánh sáng".