Những nỗ lực của loài người trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất

Đã từ lâu chúng ta mong chờ vào một nơi có sự sống khác ngoài trái đất.

"Tôi nghĩ có lẽ chúng ta sẽ phát hiện ra sự sống trên một hành tinh khác trong thập kỷ tới," Christopher Impey, một nhà thiên văn học tại Đại học Arizona và là tác giả của hơn một chục đầu sách phổ biến về khoa học, nói với tờ Business Insider . “Cách chúng tôi đang tiến hành đó là thăm dò những ngoại hành tinh để có thể khám phá những hành tinh ở nơi xa hơn ."

Ngoại hành tinh là hành tinh tồn tại bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Ngoại hành tinh gần nhất chúng ta biết cho đến nay quay quanh ngôi sao Alpha Centauri B cách khoảng 4,3 năm ánh sáng tính từ Trái đất. Với công nghệ tàu vũ trụ hiện tại thì cần tới hơn 100.000 năm để tới được nó.

Có rất nhiều hành tinh giống với Trái đất ngoài vũ trụ.

Sự hi vọng vào các ngoại hành tinh

Đầu tiên, có thể tìm nhiều hành tinh giống Trái đất trong cả thiên hà hơn là chỉ tìm kiếm trong hệ mặt trời . Ví dụ như sao Hỏa, một hành tinh gần nhất và có kết cấu giống nhất so với trái đất được hi vọng là có sự sống nhưng với những nghiên cứu từ trước đến nay thì khá đáng thất vọng. Còn bây giờ, nếu xét rộng ra có đến hơn 45 ngoại hành tinh trong thiên hà cho là có khả năng tồn tại sự sống.

Một lợi thế là các nhà khoa học có thể tìm kiếm sự sống trên các ngoại hành tinh là ít tốn kém và hiệu quả hơn với các nghiên cứu trên trái đất hơn là mất nhiều công sức tìm kiếm chúng trong hệ mặt trời mà chưa chắc đem lại kết quả khả quan. Đó là lý do tại sao các ngoại hành tinh là rất hứa hẹn.

Sự sống có thể tồn tại ở những hành tinh rất xa mà chúng ta chưa thể đến được.

"NASA chi hàng tỷ đô la và nhiệm vụ thì dài cả thập kỷ , ngân sách của họ rất chặt chẽ nên không thể thực hiện nhiều cuộc thăm dò cùng lúc," Impey nói: "Tôi nghĩ rằng thứ mà dự án này sẽ đạt được là tìm kiếm những ngoại hành tinh giống Trái đất và kiểm tra tầng khí quyển của chúng."

Với kính viễn vọng hiện đại đặt trên trái đất, các nhà khoa học có thể tìm kiếm được sự sống của người ngoài hành tinh trên khắp thiên hà bằng cách kiểm tra thông số của các chất khí trong bầu khí quyển các ngoại hành tinh . Chỉ có các hành tinh thỏa mãn đủ số yếu tố chính mới có khả năng sinh sản và duy trì sự sống.

Công thức cho sự sống

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang tranh luận thế nào là một công thức hoàn hảo.

Ví dụ, cho tới năm ngoái, việc phát hiện ra oxygen – một yếu tố hết sức quan trọng cho sự sống của trái đất – ở trong bầu khí quyển ở ngoài trái đất vẫn còn được coi là một phát hiện vô cùng thú vị và là dấu hiệu chắc chắn cho sự sống.

Nhưng vào tháng 5 năm 2014, bộ đôi nhà nghiên cứu - Robin Wordsworth và Raymond Pierrehumbert – cho rằng những hành tinh với lượng lớn chất lỏng như nước vẫn có rất nhiều oxy nhưng hoàn toàn không có sự sống. Đó là vì ánh sáng từ ngôi sao chiếu vào hành tinh có thể có đủ năng lượng để phân tách các hạt nguyên tử hydro và oxy tạo nên sự xuất hiện của hơi nước trong bầu khí quyển. Nơi mà hydro có thể trốn thoát ra ngoài không gian và sẽ chỉ còn lại oxy.

Để tồn tại sự sống không chỉ cần oxy và nước.

“Bất kỳ sự khẳng định nào về việc phát hiện sự sống bên ngoài hệ mặt trời từ xa cũng dễ bị chỉ trích”. Jack O'Malley-James nói với tờ New Scientist cho một bài báo về cuộc nghiên cứu. “Vì vậy hiểu biết về các nguồn phi sinh học của các chất khí trong khí quyển, kết hợp cùng các phương pháp kiểm soát những nguồn ra đó, sẽ giúp cho những khẳng định này trở nên mạnh mẽ hơn”.

Mặc dù chưa biết chính xác về việc những hóa chất có thể chỉ ra các dấu hiệu về sự sống, Impays nói rằng chúng ta nên tìm kiếm các phân tử như ozone (O3) và methane (CH4).

Cuộc cách mạng của kính thiên văn khổng lồ

Khi những nhà khoa học như Wordsworth và Pierrehumbert vẫn đang tiếp tục quá trình tìm kiếm thì các nhà thiên văn học và các kỹ sư cùng nhau xây dựng một chiếc kính thiên văn mạnh mẽ và to lớn nhất trong lịch sử.

“Ngoại hành tinh ở rất xa và chúng vô cùng mờ nhạt,” Impey nói với tờ Business Insider. “Bạn cần một khu vực thu thập khổng lồ để có được ánh sáng từ xa của hành tinh giống trái đất.”

Khu vực thu thập của kính thiên văn đề cập đến kích thước của một phần thiết bị, được gọi là tấm gương, thứ sẽ thu thập ánh sáng từ các vật thể ở xa. Các nhà thiên văn sau đó sẽ nghiên cứu ánh sáng này để phát hiện các dấu vết hóa học khác nhau có trong bầu khí quyển. Tương tự như việc mỗi con người có một vân tay độc nhất, mỗi phần tử đều có một dấu hiệu ánh sáng đặc biệt, mà các nhà thiên văn học có thể phát hiện thông qua một phương thức đặc biệt gọi là quang phổ học.

Tuy nhiên, việc đó sẽ cần một chiếc kính thiên văn mạnh mẽ nhất trong lịch sử để phát hiện ra các dấu hiệu ánh sáng yếu ớt của các phân tử trên các ngoại hành tinh xa xôi. Hiện tại, các nhà thiên văn học tại các học viện trên toàn cầu đang xây dựng ba chiếc kính thiên văn khổng lồ thế hệ tiếp theo, hai ở Chile và một ở Hawaii:

_The Giant Magellan Telescope (GMT) sẽ lớn hơn gấp 3 lần so với kính thiên văn hiện tại và sẽ tạo ra hình ảnh sắc nét hơn gấp 10 lần so với Hubble Space Telescope. Nó vẫn đang được xây dựng tại Lasv Campanas ở La Serena, Chile và dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2024.

_The Thirty Meter Telescope (TMT) dự kiến sẽ cung cấp những hình ảnh sắc nét gấp 12 lần so với Kính thiên văn Vũ trụ Hubble và đã được dự định là sẽ bắt đầu hoạt động trên đỉnh núi lửa đang ngủ Mauna Kea của Hawaii sớm nhất vào năm 2025. Tuy nhiên, các cuộc biểu tình gần đây đã khiến cho việc xây dựng phải tạm ngưng.

_The European Extremely Large Telescope (E-ELT) sẽ khiến cho cả GMT và TMT trở nên nhỏ bé với tấm gương có độ lớn bằng nửa sân bóng đá. Việc xây dựng E-ELT bắt đầu từ tháng 6 năm 2014 ở Cerro Armazones, Chil. Chiếc kính thiên văn khổng lồ này được dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2024.

Ba chiếc kính thiên văn khổng lồ này đều có khả năng quan sát các thế giới xa xôi và có thể, chỉ có thể, tạo ra khám phá quan trọng nhất trong lịch sử loài người bằng cách trả lời được câu hỏi:

“Liệu chúng ta có cô độc trong vũ trụ này không?”