Hai thập kỷ đầu của thế kỷ 21, thiên văn học đã có nhiều thành tựu đáng kể trong nghiên cứu vũ trụ. Một trong những mũi nhọn được quan tâm nhất là việc tìm kiếm các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời và khả năng tồn tại sự sống ở những nơi đó. Điều mà nhiều người vẫn quan tâm là: mục đích cuối cùng cho những nghiên cứu tốn kém đó là gì?
Chúng ta là ai và tại sao chúng ta lại ở đây?
Con người đã luôn tìm kiếm lời giải cho những điều đó trong hàng nghìn năm. Và khi những chiếc kính thiên văn cho nhân loại biết rằng Trái Đất chỉ là một hành tinh nhỏ chuyển động quanh một trong số ít nhất là hơn 100 tỷ sao của thiên hà, thì một câu hỏi mới hơn xuất hiện:
Chúng ta có cô đơn trong vũ trụ?
Trái Đất của chúng ta là một hành tinh có quỹ đạo chuyển động quanh một Mặt Trời - một ngôi sao nằm trên dãy chính của biểu đồ quang phổ (đọc bài Sao: cấu tạo và tiến hóa). Bản thân Mặt Trời chỉ là một trong số ít nhất là 100 tỷ sao của một thiên hà có tên là Milky Way. Và theo ước tính tương đối chính xác của các nhà khoa học cho tới thời điểm này thì số thiên hà trong vùng vũ trụ nhìn thấy của chúng ta là không dưới 2 nghìn tỷ. Điều đó đồng nghĩa với số lượng các hành tinh trong vũ trụ là một con số khổng lồ.
Nhiều hành tinh trong số đó là các hành tinh khí khổng lồ và không thể sống được - như 4 hành tinh nhóm ngoài của Hệ Mặt Trời (từ Sao Mộc đến Sao Hải Vương), còn lại là các hành tinh đá như Trái Đất.
Nhiều hành tinh đá nằm quá gần hoặc quá xa ngôi sao của nó, khiến sự sống nếu có xuất hiện cũng lập tức bị thiêu cháy hoặc đóng băng. Chỉ những hành tinh có khoảng cách vừa đủ để nước - dung môi không thể thiếu của sự sống sinh học - tồn tại ở thể lỏng. Giới hạn khoảng cách phù hợp đó được các nhà khoa học gọi là "vùng sống được".
Nhưng ngay cả một hành tinh đá nằm trong vùng sống được cũng có thể có một bầu khí quyển độc hại như Sao Kim hay thậm chí có thể không có khí quyển, hoặc đơn giản hơn nữa là vì một lý do nào đó mà tốc độ tự quay quá chậm hoặc quá nhanh cũng khiến sự sống khó mà tồn tại được.
Rõ ràng, khả năng để một hành tinh nào đó có thể phù hợp cho sự sống là rất nhỏ. Nhưng ngay cả một tỷ lệ cực nhỏ đi nữa thì khi nhân lên với số lượng hành tinh có thể có trong vũ trụ chắc chắn cũng ra một con số khổng lồ. Vì vậy, việc Trái Đất không phải hành tinh duy nhất có sự sống là điều mà hầu hết mọi người tin tưởng, ngay cả đối với những nhà khoa học thực tế và ít lạc quan nhất.
Năm 1995, hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời (còn gọi là ngoại hành tinh - exoplanet) đầu tiên được phát hiện. Việc đó đã mở ra cả một kỷ nguyên mới, một hương đi mới trong thiên văn học.
Kính thiên văn không gian Kepler của NASA - một trong những dự án đi đầu trong việc tìm kiếm các ngoại hành tinh.
Tại sao chúng ta không ngừng tìm kiếm các ngoại hành tinh?
Cho tới đầu tháng 1 năm 2019, đã có gần 4.000 ngoại hành tinh được xác nhận trong gần 3.000 hệ khác nhau. Mỗi hệ đó là một hệ gồm 1 hoặc hơn 1 hành tinh có quỹ đạo chuyển động quanh ngôi sao (hoặc cặp sao) trung tâm, giống như Hệ Mặt Trời của chúng ta. Một phần không quá nhỏ trong đó là các hành tinh có kích thước gần giống Trái Đất chuyển động quanh một sao dạng Mặt Trời. Dù vậy, vẫn chưa có bất cứ tín hiệu nào của sự sống ngoài Hệ Mặt Trời. Điều đó không có gì lạ khi mà những gì mà những kính thiên văn hiện đại nhất ngày nay khảo sát được mới là một phần rất, rất nhỏ của thiên hà chúng ta.
Trong khi công cuộc tìm kiếm vẫn được đẩy nhanh, một câu hỏi mà không ít người đặt ra là: Mục tiêu của những nghiên cứu tốn kém này là gì?
Nhiều người thường cho rằng chúng ta đang tìm một điểm đến để con người sẽ tới trong tương lai gần. Điều đó rõ là không sai, nhưng nó không phải mục tiêu duy nhất khi mà chúng ta đều biết tàu không gian nhanh nhất chúng ta từng chế tạo được là Voyager 1 đã mất tới 40 năm để đi quãng đường mà ánh sáng chỉ đi trong khoảng ... gần 20 giờ. Còn hệ hành tinh gần nhất đã cách chúng ta 4 năm ánh sáng. Cứ thử làm phép tính, bạn sẽ thấy rằng dù có những đột phá khoa học bất ngờ đi nữa, viễn cảnh như Star Trek hay Star War cũng còn rất xa, gần như sẽ không có cơ hội xảy ra ở thời đại của chúng ta.
Vậy thì việc tìm kiếm những hành tinh xa xôi và tương tự Trái Đất còn có mục đích gì nữa?
Ngoài việc tìm một bến đáp mới cho tương lai của con cháu chúng ta, việc quan sát các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời còn cho chúng ta biết thêm về chính quá khứ và chuẩn bị cho tương lai của hành tinh chúng ta đang sống. Vì các định luật vật lý là phổ quát, các hành tinh tương tự trong những hệ tương tự cần phải có cách ra đời tương tự như Trái Đất. Và bởi các hệ hành tinh không ra đời đồng thời, khi quan sát chúng, bạn sẽ biết thêm về cách mà Trái Đất đã ra đời cũng như những khả năng cho sự kết thúc của nó - giống như khi bạn quan sát những em bé sơ sinh và những người già để tự biết phần nào về thời thơ ấu và những ngày cuối đời của mình. Điều đó cũng có nghĩa là việc nghiên cứu đó vừa giúp trả lời cho câu hỏi "chúng ta là ai" , vừa giúp chúng ta có những chuẩn bị tốt hơn cho tương lai.
Cuối cùng, nếu một ngày kia, sự sống được phát hiện ở nơi nào đó trong vũ trụ, nó sẽ giúp chúng ta có được câu trả lời mỹ mãn cho câu hỏi mà tôi đã nêu ở đầu bài viết này: Chúng ta có cô đơn trong vũ trụ?
Đặng Vũ Tuấn Sơn
(Bài viết mở rộng từ một bản tóm lược hơn đã đăng trên Facebook cá nhân của tác giả vào tháng 1 năm 2019)
Ảnh minh hoạ: hình ảnh mô phỏng vui của hoạ sĩ trên máy tính về hệ TRAPPIST-1, một hệ hành tinh có 7 hành tinh được coi là đầy tiềm năng cách chúng ta khoảng 40 năm ánh sáng.
