Nút thắt trong hành trình tìm kiếm người ngoài hành tinh

Sau hàng thế kỷ, công cuộc tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh của con người vẫn đi vào bế tắc, khi chúng ta chưa tìm thấy bất kỳ sinh vật, hay nền tảng của sự sống ở bất kỳ đâu ngoài Trái Đất.

Theo lý giải của các nhà khoa học, một trong những yếu tố cốt lõi khiến điều này trở nên khó khăn, là tỷ lệ oxy trong bầu khí quyển của các hành tinh. Theo đó, để sự sống và công nghệ phát triển, các hành tinh cần có lượng oxy dồi dào.

Thế nhưng, lượng oxy này không phải để hô hấp như chúng ta vẫn lầm tưởng, mà thực ra là để tạo ra ngọn lửa.

Trong một nghiên cứu mới, Adam Frank, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Rochester (Mỹ), cho rằng bầu khí quyển của một hành tinh cần phải chứa ít nhất 18% oxy để tạo điều kiện thuận lợi cho nền văn minh công nghệ.

"Bạn có thể có được sinh học, thậm chí bạn có thể có được những sinh vật thông minh - trong một thế giới không có oxy", GS. Frank nói. "Nhưng nếu không có sẵn nguồn lửa, bạn sẽ không bao giờ phát triển được công nghệ cao hơn vì công nghệ cao đòi hỏi nhiên liệu và sự tan chảy".

GS. Frank mô tả mức 18% là "nút cổ chai oxy" có khả năng cản trở sự sống thông minh phát triển những công nghệ phức tạp mà chúng ta có thể phát hiện qua tín hiệu vô tuyến.

Khái niệm này kết hợp với các nút thắt khác mà các nhà khoa học thảo luận trong quá trình tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất, bao gồm nút cổ chai quyết định sự tiến hóa của sự sống đa bào, nút cổ chai liên quan đến sự phát triển của trí thông minh sử dụng công cụ, hay nút cổ chai quy định liệu một xã hội ngoài hành tinh có thể tránh bị thổi bay hay không.

Cùng với nhau, chúng tạo thành "bộ lọc vĩ đại" - một khái niệm được nhà kinh tế học và nhà tương lai học đưa ra - nhằm mô tả một loạt rào cản đối với sự phát triển của sự sống ngoài Trái Đất, và cũng để lý giải rằng tại sao lại khó để tìm kiếm sự sống tới vậy.

Theo PGS thiên văn học Amedeo Balbi tại Đại học Roma Tor Vergata (Ý), các ngoại hành tinh có hàm lượng oxy dưới 18% sẽ không đủ để đốt cháy vật liệu ngoài trời trong thời gian dài.

Điều này sẽ hạn chế các hoạt động luyện kim và việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Mặc dù điều này có thể dẫn đến một môi trường bị đe dọa, song chúng là yếu tố cần để duy trì bất kỳ loại ngành công nghiệp phổ biến nào.

GS. Balbi cho biết, con người nên ưu tiên nhắm mục tiêu vào các hành tinh có hàm lượng oxy cao, vì sự hiện diện của hàm lượng oxy cao trong bầu khí quyển ngoại hành tinh có thể là đầu mối chính trong việc tìm kiếm các nền văn minh ngoài nhân loại.

Trên Trái Đất, lượng oxy dồi dào trong bầu khí quyển của chúng ta nằm ở mức 21%. Tuy nhiên vào những ngày mới hình thành, bầu khí quyển Trái Đất chỉ gồm chủ yếu là nitơ và carbon dioxide.

Bắt đầu từ khoảng 2,4 tỷ năm trước, lượng oxy phân tử dồi dào trong bầu khí quyển hành tinh chúng ta bắt đầu tăng lên đáng kể.

Sự gia tăng này được cho là do sự tiến hóa của vi khuẩn lam tạo ra oxy như một chất thải. Tuy nhiên, nồng độ oxy tăng lên cũng đồng thời gây hại cho các dạng sống kỵ khí vào thời đó, vì oxy làm giảm lượng hydro sunfua và metan cần thiết cho sự sống của chúng.

Do đó, sự xuất hiện của lượng oxy dư thừa trong bầu khí quyển Trái Đất đôi khi được gọi là "thảm họa oxy" vì đã khiến nhiều loài vi sinh vật bị tuyệt diệt.

Theo Space