Phương trình Drake - một trong những phương trình nổi tiếng nhất trong thiên văn học đã được tranh luận không ngừng kể từ lần đầu tiên nó được đề xuất bởi nhà thiên văn người Mỹ - Frank Drake vào năm 1961 cho tới nay, nhưng hiện phương trình này vẫn giúp ích cho việc nghiên cứu về khả năng sự sống có thể xảy ra ở khắp nơi trong thiên hà của chúng ta. Tuy nhiên, những yếu tố trong phương trình này có thể phải sửa đổi, và một nhóm các nhà sinh học thiên văn cùng các nhà thiên văn cho biết họ đã tìm ra cách để sửa đổi phương trình này.
Bản thân phương trình Drake xoay quanh việc tìm kiếm các tín hiệu vô tuyến. Tuy nhiên, công thức của nó hàm ý rằng có nhiều khả năng là chúng ta sẽ nhìn thấy những gì ngày nay thường được gọi là “dấu hiệu sinh học” hơn là dấu hiệu công nghệ. Chẳng hạn như các nhà thiên văn có thể tìm thấy khí methane trong khí quyển của một hành tinh - một dấu hiệu rõ ràng của sự sống, ngay cả khi hành tinh đó chưa phát triển bất kỳ trí thông minh tiên tiến nào.
Việc tìm kiếm các dấu hiệu sinh học là không khả thi vào lúc Drake viết phương trình này - nhưng bây giờ đã có thể. Do đó, có lẽ đã tới lúc cần sửa đổi một số yếu tố trong phương trình ban đầu để kết quả phản ánh chính xác hơn về khả năng tìm kiếm mới của các nhà khoa học. Có một cách để làm điều này là hãy xem phương trình Drake có 2 dạng riêng biệt, trong đó một phương trình phản ánh việc tìm kiếm các dấu hiệu sinh học và phương trình kia phản ánh việc tìm kiếm các dấu hiệu công nghệ.
Dấu hiệu sinh học trong phương trình mới thứ nhất được ký hiệu là N(bio), có khuynh hướng phổ biến hơn nhiều so với dấu hiệu công nghệ trong phương trình thứ hai được ký hiệu là N(tech). Về mặt logic, điều đó sẽ dẫn tới thực tế là số lượng hành tinh tiếp tục phát triển một nền văn minh công nghệ tiên tiến sẽ ít hơn nhiều so với tổng số hành tinh hình thành sự sống ngay từ đầu. Dù sao thì, Trái Đất đã mất tới 4 tỷ năm sau khi sự sống đầu tiên xuất hiện để phát triển một nền văn minh có trí tuệ.
Dạng mới của phương trình Drake. Nguồn: Đại học Rochester.
Nhưng điều đó không giải thích được đặc điểm cơ bản của công nghệ - trong khi công nghệ có lẽ phải xuất phát từ một hành tinh có sinh quyển, nhưng chắc chắn rằng nó nhất thiết phải ở lại đúng nơi nó ra đời. Việc này ảnh hưởng đáng kể tới một yếu tố khác trong phương trình Drake là L - khoảng thời gian mà tín hiệu có thể phát hiện được. Tiến sĩ Jason Wright thuộc Đại học bang Pennsylvania (Mỹ) - tác giả chính của bài báo mới này được xuất bản trên The Astrophysical Journal Letters (một loại tạp chí chuyên ngành về vật lý thiên văn) và các đồng tác giả khác đã chỉ ra 4 yếu tố cho thấy công nghệ có khả năng tồn tại lâu hơn sinh học.
Yếu tố đầu tiên có thể thấy rõ với những ai là fan hâm mộ của các bộ phim khoa học viễn tưởng là công nghệ có thể tồn tại lâu hơn những người đã tạo ra nó. Trên thực tế, trong một số trường hợp, có thể chính công nghệ đã phá hủy sinh quyển hình thành nó và công nghệ này vẫn được tìm thấy, ngay cả ở khoảng cách xa và dù rất lâu sau khi các dạng sống tạo ra nó biến mất. Và nó có thể được phát hiện sau khoảng hàng triệu hay thậm chí hàng tỷ năm, tùy thuộc vào mức độ mạnh mẽ của công nghệ.
Nếu các dạng sống không biến mất trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển công nghệ thì có lẽ các dạng sống này có khả năng sẽ mở rộng sang các hành tinh khác và mang theo công nghệ của họ. Đây là yếu tố thứ hai cho thấy số lượng công nghệ quyển (các cấu trúc nhân tạo được xây dựng và tạo ra để duy trì sự sống) có thể nhiều hơn sinh quyển. Chẳng hạn như nếu quá trình định cư trên Mặt Trăng diễn ra đều đặn trong vài trăm năm tới thì mặc dù Mặt Trăng là một nơi không có sinh quyển nhưng rõ ràng sẽ có một công nghệ quyển bao quanh nó.
Yếu tố thứ ba liên quan tới cây công nghệ, chính là bản thân công nghệ có thể tự tái tạo, chẳng hạn như tàu thăm dò von Neumann (một loại tàu không gian có thể tự tái tạo được đặt tên theo nhà toán học John von Neumann - người đầu tiên đề xuất ý tưởng này) hoặc một hệ thống có thể tự tái tạo khác. Những thứ này sẽ có thể rời khỏi sinh quyển nơi chúng ra đời, nhưng chúng vẫn có thể tiếp tục tồn tại lâu dài sau khi sinh quyển ban đầu tạo ra chúng biến mất.
Điều đó dẫn tới yếu tố thứ tư là các dấu hiệu công nghệ thậm chí có thể tồn tại dưới dạng tàu không gian hoặc vệ tinh mà không cần phải có một hành tinh. Trên thực tế, đây có thể là dạng dấu hiệu công nghệ phổ biến nhất trong thiên hà của chúng ta. Do đó, hạn chế của phương trình Drake là tất cả yếu tố đều gắn trực tiếp với một hành tinh, không áp dụng cho công nghệ.
Một yếu tố khác ảnh hưởng tới mức độ dễ dàng tìm thấy giữa dấu hiệu sinh học và dấu hiệu công nghệ là cách thức mà chúng được phát hiện. Tiến sĩ Wright và các đồng nghiệp của mình cho rằng việc phát hiện dấu hiệu sinh học là một vấn đề khó khăn khi mà trên thực tế, chúng ta sẽ không thể nào phát hiện thấy dấu hiệu sinh học của Trái Đất dù ở hệ sao gần chúng ta nhất là Alpha Centauri. Mặc dù bây giờ dữ liệu thu được từ James Webb có thể cho phép điều đó xảy ra nhưng ngay cả như vậy thì các dự án thiên văn học vô tuyến như kính thiên văn SKA (viết tắt của cụm từ Square Kilometre Array - dự án kính thiên văn mặt đất được xây dựng từ hàng nghìn ăng ten nằm rải rác trên diện tích 1,2 km² tại Cheshire, Anh) cũng thích hợp với việc tìm kiếm dấu hiệu công nghệ hơn.
Tuy nhiên, có một điểm quan trọng khác thách thức cả người tìm kiếm dấu hiệu sinh học lẫn dấu hiệu công nghệ là làm sao tách được một tín hiệu hợp lệ khỏi “nhiễu” mà có thể do nhiều nguyên nhân như phân tích quang phổ mờ hoặc tín hiệu nhiệt gây ra. Mặc dù vậy, Tiến sĩ Wright và nhóm nghiên cứu của ông đã nhấn mạnh rằng ít nhất các dấu hiệu công nghệ cho thấy tiềm năng rõ ràng hơn nhiều so với bất kỳ dấu hiệu sinh học nào, vì nhìn chung dấu hiệu sinh học có khả năng là tác dụng phụ ngẫu nhiên của quá trình phát triển sự sống.
Tất cả những điều này có ý nghĩa rất đơn giản - hãy tiếp tục việc tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái Đất và có lẽ nhiều khả năng sẽ tìm thấy dấu hiệu của một nền văn minh công nghệ tiên tiến hơn là tìm thấy một nền văn minh phi công nghệ đang phát triển. Nhưng ngay cả khi nền văn minh tạo ra tín hiệu đó đã biến mất từ lâu thì điều này vẫn đúng. Tính lâu dài đó có thể được xem là một tác dụng phụ gây cản trở hoặc là kết quả có lợi của nhiều năm tiến hóa và khám phá. Bạn có thể tự quyết định cách nhìn nhận vấn đề này.
Hồng Anh
Theo phys.org
