Vũ trụ thực chất đã “chết” và hệ mặt trời là “kẻ may mắn sống sót” duy nhất Thiên Hà TV

Vũ trụ thực chất đã chết. Và hệ mặt trời là kẻ sóng sót duy nhất. Kể từ lần phát hiện hai hành tinh xoay quanh một ngôi sao ngoài hệ mặt trời lịch sử vào năm 1992, chúng ta đã học được rất nhiều điều từ các hành tinh xoay quanh các ngôi sao xa đạ. Nhưng vẫn còn đó một chi tiết khiến các nhà khoa học đứng ngồi không yên. Đó là chúng ta chưa thể tìm thấy một hệ mặt trời khác ở ngoài kia. Điều này đã dẫn đến một số ý kiến cho rằng mặt trời và hệ thống hành tinh xoay quanh nó có thể là trường hợp đột biến của vũ trụ, và có hay không hệ mặt trời và sự sống trên trái đất là độc nhất vô nhị. Theo Science Alert, rất có thể sự sống mà chúng ta biết chính là một ngoại lệ, một quy trình đột biến và rằng các điều kiện tạo nên trái đất và các tác nhân xảy ra trên bề mặt của nó là cực kỳ khó, nếu không muốn nói là bất khả thi để tái tạo lại nơi khác trong không gian. Nếu chỉ xem xét từ góc độ số liệu, thực tế lại ưu ám hơn ta nghĩ rất nhiều. Đáng chú ý, hầu hết các hành tinh ngoài hệ mặt trời đã được xác định đến nay đều không thuận lợi cho sự sống phát triển. Chúng bao gồm những hành tinh khổng lồ và cận khổng lồ có thành phần cấu tạo chính là khí và băng. Phần lớn ngoài hành tinh được chúng ta quan sát đến nay đang quay quanh ngôi sao của chúng ở khoảng cách rất gần đến mức nhiệt độ bề mặt của chúng cao hơn rất nhiều so với phạm vi sự sống mà chúng ta đã biết có thể sinh đôi. Có lẽ khi công cuộc tìm kiếm được tiếp tục, số liệu sẽ cải thiện và chúng ta sẽ tìm ra nhiều hành tinh có đặc điểm giống với trái đất hơn. Nhưng vấn đề không chỉ nằm ở con số. Thực chất nghiên cứu khoa học về các ngoại hành tinh hiện đang bị hạn chế bởi giới hạn công nghệ. Hơn nữa, hiểu biết về sự đa dạng thực sự của các thế giới ngoài hệ mặt trời có nguy cơ bị bó buộc bởi chính trí tưởng tượng hạng hẹp của chúng ta. Cụ thể là những thực thể đang tồn tại trong giãn ngân hạ và xa hơn có thể rất khác so với những gì mà chúng ta nhìn thấy qua ống kính viễn vọng. Ngay từ những ngày đầu tiên, ngành khoa học nghiên cứu hành tinh ngoài hệ mặt trời đã chứng minh chúng không tuân theo kỳ vọng nào mà có người đặt ra. Giáo sư khoa học hành tinh John T. Horner từ Đại học South Queensland chia sẻ rằng Ngày tôi còn nhỏ, chúng ta chỉ biết mỗi hệ mặt trời. Điều này dẫn đến suy nghĩ chủ quan rằng tất cả các hệ thống hành tinh cũng sẽ giống như thế. Trong khi thực tế, ta có các hành tinh đá gần ngôi sao nhỏ cũng như những hành tinh khí khổng lồ xoay quanh ngôi sao tại khoảng cách cực xa. Vì lý do này, các nhà khoa học phải mất một khoảng thời gian để xác định ngoài hành tinh đang quanh ngôi sao trung tâm như mặt trời của chúng ta. Nếu giả định rằng các hệ thống mặt trời khác cũng đang hạt động giống vậy, ta sẽ mất nhiều năm để quan sát những dấu hiệu tiêu biểu của các hành tinh cùng ngôi sao của chúng. Vì quy trình đo lượng tốn rất nhiều thời gian, ban đầu các nhà khoa học cho rằng không đáng để điều tra dữ liệu quan sát tương đối hạn chế của nhiều ngôi sao. Đến khi giới thiên văn quyết định điều tra kỹ, hóa ra hành tinh ngoài hệ mặt trời lại không giống như mong đợi. Như hành tinh khí 51 Pegasi B, khổng lồ có nửa khối lượng, nhưng lại to góp đôi kích thước của sao mộc. Vì có quỹ đạo quá gần ngôi sao chủ, một năm trên hành tinh chỉ kéo dài 4,2 ngày và nhiệt độ trung bình của bầu khí quyển rơi vào khoảng 1.000 độ C. Kể từ đó, các nhà thiên văn đã biết được rằng những hành tinh thuộc dạng rực lửa như trên không phải là hiếm. Ngược lại, chúng dường như khá phổ biến. Hiện nay thì chúng ta biết rằng vũ trụ đa dạng hơn rất nhiều so với những gì mà chúng ta nhìn thấy trong giải ngân hạ. Tuy nhiên, quan trọng nhất là không nên cho rằng những gì mà chúng ta có thể phát hiện là tất cả. Nếu thực sự có thứ gì đó tương tự như là hệ mặt trời, thì rất có thể chúng ta đơn thuần là chưa đủ khả năng để phát hiện ra chúng. Ông John T. Horner cho biết, những thứ như hệ mặt trời rất khó để có thể tìm thấy. Xét theo mặt bằng chung công nghệ hiện đại, mục tiêu này có phần vượt quá khả năng của chúng ta. Sẽ rất khó để phát hiện các hành tinh đất đá từ bất kỳ lần khảo sát nào từ trước đến nay. Kể cả khi chúng có tồn tại, ta sẽ gần như không thể tìm thấy một hệ thống tương tự như sao thủy, sao kim, trái đất và sao hỏa đang quay quanh mặt trời ngoài kia. Sean Alex cho biết, những phương pháp mà chúng ta sử dụng để phát hiện các hành tinh ngoài hệ mặt trời đều vô cùng tinh vi. Hiện có hai phương pháp chính để phát hiện các hành tinh ngoài hệ mặt trời, phương pháp quá cảnh và phương pháp quang phổ Doppler. Trong cả hai trường hợp thì bạn cần một cái kính viễn vọng cực kỳ nhạy cảm với những thay đổi rất nhỏ khi quan sát ánh sáng của một ngôi sao. Tuy nhiên, tính hiệu mà mỗi phương pháp tìm kiếm lại hoàn toàn khác nhau. Phương pháp quá cảnh cần đến kính viễn vọng có khả năng quan sát ngôi sao ổn định trong khoảng thời gian kéo dài. Điều này làm cho các thiết bị như kính viễn vọng test của NASA trở thành một công cụ hữu dụng có khả năng khóa chặt tầm nhìn vào một phần của bầu trời trong hơn 27 ngày mà không bị ảnh hưởng bởi chuyển động của trái đất. Mục đích là để phát hiện tính hiệu của những lần quá cảnh khi một hành tinh đi qua giữa chúng ta và ngôi sao chủ của nó như đám may nhỏ che khuất ti nắng. Như bạn có thể tưởng tượng rất khó để phát hiện những thay đổi của ánh sáng. Chưa hết, một thay đổi nhỏ không đủ để kết luận sự xuất hiện của một hành tinh ngoài mặt trời vì có nhiều yếu tố có thể làm mờ ánh sáng của ngôi sao. Phần nhiều trong đó là các sự kiện chỉ diễn ra một lần duy nhất. Tuy vậy, khi hiện tượng quá cảnh diễn ra nhiều lần, đặc biệt nhất là theo chua kỳ đều đặn, đó là khi các nhà tiên văn kết luận đang có hành tinh xoay quanh ngôi sao. Chính vì thế, các ngoại hành tinh lớn hơn, có chua kỳ quỹ đạo ngắn và nằm ở vị trí gần hơn so với khoảng cách của sao thủy đến mặt trời có xu hướng xuất hiện nhiều hơn trong dữ liệu quan sát. Còn phương pháp quang phổ Doppler phát hiện sự giao động của một ngôi sao do từ trường hành tinh quay quanh quỹ đạo của nó. Ngôi sao và các hành tinh quay quanh một trung tâm trọng lực chung được gọi là khối tâm hệ thiên thể. Đối với hệ mặt trời, đó là một điểm rất rất ngay trên bề mặt mặt trời. Chủ yếu do ảnh hưởng của sao mộc, khối tâm hệ thiên thể có khối lượng lớn hơn gấp đôi tất cả các hành tinh trong hệ mặt trời cộng lại. Khác với phương pháp quá cảnh dễ bị bỏ lỡ, sự thay đổi vị trí của ngôi sao không cần phải liên tục theo dõi để nhận biết. Chúng ta có thể phát hiện chuyển động của các ngôi sao xa xôi quay quanh khối tâm hệ thiên thể của chúng, bởi vì hiệu ứng thay đổi ánh sáng được gọi là hiệu ứng Doppler. Dữ liệu có tiên hướng nghiêng về những hành tinh lớn có ảnh hưởng từ trường mạnh mẽ và có quỹ đạo gần hơn đối với ngôi sao của chúng. Ngoài hai phương pháp nổi bật trên, đôi khi ta cũng có thể chụp ảnh trực tiếp hành tinh ngoài hệ khi nó quay quanh ngôi sao trung tâm. Mặc dù điều này trước đây rất là khó thực hiện, ngày nay thì kính viễn vọng James Webb đã khiến công việc này trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Theo nhà tiên văn họp Daniel Parrish từ Đại học Warwick của Vương quốc Anh cho biết, phương pháp chụp ảnh sẽ tiết lộ loại hành tinh gần như hoàn toàn khác. Để có thể quan sát hành tinh mà không bị loa mắt bởi ngôi sao trung tâm, hai thực thể cần phải có một khoảng cách rất rộng. Điều này có nghĩa là phương pháp chụp hình sẽ đặc biệt hữu dụng khi được dùng để quan sát các hành tinh có quỹ đạo tương đối dài. Daniel Parrish nhấn mạnh, mỗi phương pháp phát hiện đều có những thế mạnh riêng. Ông cũng nói thêm rằng, kể cả vì tìm kiếm các hành tinh có chua kỳ quỹ đạo 1 năm vẫn là rất rất khó. Hiện nay nhóm ngoại hành tinh phổ biến nhất không hề có trong hệ mặt trời. Chúng là những tiểu hải vương tinh, những hành tinh được bao phủ bởi khí có kích thước nhỏ hơn sau hải vương nhưng lớn hơn trái đất. Hầu hết các ngoại hành tinh đã được xác nhận có quỹ đạo ngắn hơn rất nhiều so với trái đất. Thực tế hơn, một nửa chúng có quỹ đạo dưới 20 ngày. Chúng đa phần đều quay quanh các ngôi sao đơn lẻ, tương tự như mặt trời của chúng ta. Chỉ 10% trường hợp được phát hiện tồn tại trong các hệ thống có nhiều hơn một mặt trời. Tuy nhiên, Sean Ellis ước tính lên đến 80% các ngôi sao trong giải ngân hạ đang di chuyển xung quanh ít nhất một ngôi sao khác. Vậy có khi nào hành tinh ngoài hệ mặt trời có xu hướng xuất hiện quanh các ngôi sao đơn? Hay đơn thuần là vì phát hiện hành tinh trong các hệ thống có nhiều ngôi sao lại khó càng hơn ta nghĩ? Nhiều nguồn ánh sáng xuất hiện cùng lúc có thể làm biến dạng hoặc mờ đi tín hiệu từ các hành tinh mà chúng ta đang cố gắng tìm kiếm. Cũng có thể các hệ thống có nhiều hơn một mặt trời đã làm phức tạp hóa quá trình hình thành hành tinh theo một cách nào đó mà các nhà khoa học chưa nắm rõ. Điều này đưa chúng ta trở lại với hệ mặt trời quen thuộc. Ông Daniel Perlitz chia sẻ, tôi cho rằng có một số loại hành tinh rất phổ biến ngoài vũ trụ nhưng tuyệt nhiên vắng mặt trong hệ mặt trời của chúng ta. Chúng ta không có những siêu trái đất, cấu tạo giống hệ trái đất nhưng ban kính lại to gấp đôi. Chúng ta cũng không có những tiểu hải vương tinh. Liệu những chi tiết đó có thể khẳng định hệ mặt trời của chúng ta là độc nhất vô nhị hay không? Tôi nghĩ vẫn còn quá sớm để đưa ra kết luận. Vì có thể có rất nhiều mặt trời khác có hệ thống hành tinh hệt như hệ mặt trời. Chỉ là chúng ta chưa tìm thấy chúng mà thôi. Science Alex nhấn mạnh, lần phát hiện các hành tinh ngoài hệ mặt trời đầu tiên chỉ mới cách đây 30 năm. Kể từ đó công nghệ đã cải tiến rất nhiều. Ngày nay, khi các nhà khoa học đã biết cần tìm cái gì, họ có thể thiết kế những công cụ tìm kiếm ngày càng chính xác và nhanh chóng hơn. Với sự tiến bộ của công nghệ, khả năng tìm kiếm các hành tinh nhỏ hơn cũng sẽ ngày càng được cải thiện. Điều này có nghĩa là khoa học đang đứng trước ngưỡng cửa khám phá ra hàng ngàn thế giới bị ẩn khỏi tầm nhìn hiện tại của chúng ta. Giờ đây hiểu biết của các nhà khoa học về các hành tinh ngoài hệ mặt trời vẫn còn rất là hạn chế. Vì có những trường hợp giới hạn công nghệ không cho phép tàu ẩn, nhưng điều đó chắc chắn sẽ thay đổi trong tương lai gần. Và rất có thể là hệ mặt trời lạ lùng của chúng ta. Sau tất cả, lại không hề đơn độc trong vũ trụ bao la. 5 dấu hiệu của hành tinh có sự sống cao cấp Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi tiến sĩ Igor Sviterman từ Đại học California đã tìm ra 5 dấu hiệu dễ nhận biết và chính xác nhất để nhận dị một hành tinh có nền văn minh hay không bằng những phương tiện sẵn có. Những dấu hiệu đặc biệt đó là 5 nhóm khí nhà kính, các phiên bản fluor hóa của methane, ethane và propane, cùng với các loại khí làm từ nitro và fluor hoặc lưu hình và fluor. Tiến sĩ Sviterman cho biết, điều quan trọng nhất là 5 nhóm khí này vốn không thể tồn tại nhiều trong tự nhiên. Vì vậy, nếu chúng tồn tại ở mức độ mà con người có thể nắm bắt được thông qua các phương tiện quan sát tối tân, phải có người ngoài hành tinh tạo ra chúng. Nhóm nghiên cứu gọi 5 nhóm khí nói trên là dấu hiệu công nghệ. 5 loại khí do các tác giả đề xuất được sử dụng trên trái đất trong các ứng dụng công nghiệp như sản xuất chiếc máy tính. Ngoài ra, nếu nền văn minh đó tối tân hơn chúng ta, họ có thể tận dụng chính những thứ chết chóc này để cải tạo môi trường toàn cầu. Chúng sẽ tốt cho một nền văn minh muốn ngăn chặn một kỷ băng hạ sắp xảy ra hoặc cải tạo một hành tinh không thể ở được trong hệ sao của họ, như con người đã đề xuất về sao hỏa. Ví dụ, chúng ta có một hành tinh băng giá, khô cằn, không có nước ở trạng thái lỏng, một trong những điều kiện cốt yếu của sự sống. Chúng ta có thể bơm thêm lưu hình hexafluoride, có khả năng làm nóng hành tinh gấp 23.500 lần carbon dioxide, khiến hành tinh đó đủ ấm để băng tuyết tan chảy một phần thành nước lỏng. Một ưu điểm khác của các loại khí được đề xuất là chúng tồn tại rất lâu. Với điều kiện trái đất, chúng có thể được lưu giữ tới 50.000 năm. Cho dù người ngoài hành tinh vô tình tạo ra các nhóm khí nhà kính nói trên bằng nền công nghiệp gây hại cho môi trường hay cố gắng tận dụng chúng, đó sẽ là một dấu hiệu giúp chúng ta nhận biết họ đang ở đó. Quan trọng hơn, dấu vết của 5 nhóm khí nhà kính này dễ dàng được phát hiện trong quang phổ với mắt thần của kính viễn vọng James Webb, cho dù chỉ tồn tại ít. Một số phương tiện quan sát không gian tối thân hơn mà các cơ quan vũ trụ sẽ phóng lên trong tương lai tất nhiên cũng đủ sức nhận diện chúng. Các kết quả vừa được công bố trên tạp chí khoa học Astrophysical Journal là tấm lưới lọc thú vị sẵn sàng áp dụng để sàn lọc lại hơn 5.500 ngoại hành tinh mà nhân loại đã biết. Phần lớn các ngoại hành tinh đó được phát hiện bởi vệ tinh test của NASA và nhiều cái trong số đó khá giống với trái đất, tức có cơ hội cao dưới đường sự sống.