Biên dịch: Ngô Minh Tuấn


Tóm tắt (15/07/2002): Những cuộc thảo luận tuyệt hay (một sêri gồm năm phần) sẽ cho các bạn thấy được quá trình phát triển của những cuộc thảo luận khoa học, như các nhà khoa học xuất chúng chọn lựa trong số những chứng cớ có giá trị để tiến đến cái mà đôi khi đối lập trực tiếp lại với những kết luận. Cuộc thảo luận đầu tiên của chúng ta sẽ khảo sát đến những nhân tố cần thiết để làm cho một hành tinh có thể ở được và xem xét vấn đề liệu sự sống phức tạp giống như trên Trái đất là phổ biến hay là hiếm hoi ở trong thiên hà của chúng ta.

Rất nhiều các câu hỏi về sinh vật vũ trụ là đề tài của những cuộc tranh luận sôi nổi trong cộng đồng các nhà khoa học. Sự sống khởi đầu như thế nào? Dạng sống nào chúng ta mong muốn tìm thấy ở những thế giới khác? Liệu trên hỏa tinh , hay vệ tinh Europa của mộc tinh có tồn tại sự sống không? Làm sao chúng ta biết chắc khi nào tìm được chứng cứ về sự sống trên hành tinh khác?

Những cuộc thảo luận (một chuỗi gồm năm phần) sẽ cho bạn biết quá trình tiến triển của những cuộc thảo luận khoa học, khi mà các nhà bác học lỗi lạc phân tích toàn bộ những bằng chứng có giá trị chỉ để đạt được những kết luận đôi khi mang tính đối lập trực tiếp. Cuộc thảo luận đầu tiên của chúng ta, sẽ khảo sát tỉ mỉ các nhân tố cần thiết làm nên một hành tinh có thể ở được và vấn đề liệu dạng sống phức tạp như ở trên trái đất trong dải ngân hà là phổ biến hay hiếm hoi.

Có sự sống trong vũ trụ không?

Khi cuốn sách “Trái đất hiếm hoi” được xuất bản cách đây 2 năm, nó đã dấy lên một cuộc tranh cãi lớn trong các nhà sinh vật học vũ trụ. Được viết bởi Peter Ward và Donald Brownlee, cuốn sách giả thiết rằng dạng sống phức tạp hiếm hoi trong vũ trụ, và thậm chí là duy nhất trên trái đất. Nếu sự sống xuất hiện tại nơi nào đó khác, các tác giả cho rằng, nó chỉ ở dạng sống đơn bào giống như những vi trùng chẳng hạn.

Cuộc tranh luận này sẽ bao trùm nhiều chủ đề được giả thuyết Trái đất hiếm hoi gợi ý. Những người tham gia hiện nay là: Michael Meyer,Donald Brownlee (đồng tác giả cuốn Trái đất hiếm hoi), Frank Drake, David Grinspoon, Christopher McKay, Peter Ward (đồng tác giả cuốn Trái đất hiếm hoi).

Michael Meyer: Cám ơn vì đã tham gia phần đầu tiên trong cái mà chúng tôi hy vọng sẽ trở thành một seri các cuộc tranh luận lớn. Trước khi đi sâu vào những thất thường và riêng biệt trong sự tiến hóa của hành tinh và sinh vật, và thảo luận xem chúng ta là duy nhất hay phổ biến, có lẽ tốt hơn là phân rõ ranh giới cho ít nhất một điều kiện tiên quyết để sự sống phức tạp tự nó tồn tại. Điều này đưa đến câu hỏi đầu tiên:

Ngoài trái đất ra, liệu trên các ngôi sao lân cận chúng ta có sự sống không?

Peter Ward: Có một giả định rằng có rất nhiều nền văn minh xa lạ ngoài trái đất. Họ ước chừng có lẽ có khoảng một triệu nền văn minh tiên tiến trong Dải ngân hà.

Sự ước đoán này của Drake và Sagan là dựa trên sự ước chừng tốt nhất của họ về số lượng hành tinh trong thiên hà, một phần trong số chúng có thể có chứa sự sống, và một phần trong những hành tinh có chứa sự sống đó không những có thể tồn tại sự sống mà còn có thể có nền văn minh tiên tiến. Vì Ngân hà của chúng ta chỉ là một trong số hàng trăm tỉ Thiên hà trong vũ trụ nên số loài thông minh xa lạ cũng phải ở con số 1 tỉ. Chắc chắn rằng nếu có rất nhiều những người thông minh xa lạ ngoài kia thì số hành tinh có sự sống thật sự là vô cùng nhiều. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu những giả định của Drake và Sagan là sai? Nếu như thật sự nền văn minh của chúng ta là độc nhất trong thiên hà, phải chăng nó có nghĩa là cũng có thể có nhiều dạng sống đơn giản hơn tồn tại phổ biến?

Theo tôi, Sự sống dưới dạng vi khuẩn hay tương tự như vậy rất phổ biến trong vũ trụ, có lẽ còn nhiều hơn những gì Drake và Sagan hình dung. Tuy nhiên, sự sống phức tạp – như các động vật và thực vật bậc cao – thì có vẻ hiếm hoi hơn rất nhiều so với thường được giả định. Sự sống trên trái đất bao gồm từ các cơ thể đơn bào cho đến các sinh vật đa bào với các liên kết và những bộ phận khác nhau, nhất là những động vật và thực vật bậc cao. Phải chăng kết quả tất yếu (sự tăng dần độ phức tạp để tạo nên mức tiến hóa của động vật) của quá trình tiến hóa là một phần trong lịch sử sự sống trên trái đất, hay thậm chí là một hiện tượng bình thường? Có lẽ sự sống là phổ biến, nhưng dạng sống đa bào phức tạp thì không.

Chris McKay: Không có chứng tích chắc chắn nào về sự sống ở ngoài trái đất, nhưng có vài nhân tố gợi ý rằng nó là phổ biến. Cơ cấu vật chất phổ biến trong môi trường trung gian giữa các vì sao. Chúng ta đã phát hiện ra những hệ thống hành tinh ở xung quanh những ngôi sao khác giống như mặt trời. Trên trái đất, vi khuẩn xuất hiện từ rất sớm – cách đây khoảng 3.8 tỉ năm. Hơn nữa chúng ta biết rằng những hệ sinh thái vi khuẩn có thể tồn tại qua rất nhiều hoàn cảnh chỉ với nước, nguồn năng lượng hóa học thích hợp và ánh sáng mặt trời.

Những yếu tố này ngụ ý rằng thể vi khuẩn – dạng sống chiếm ưu thế hơn trong thời kì hai tỉ năm đầu của trái đất – có khắp ở môi trường lân cận các vì sao.

David Grinspoon: Sẽ rất dễ lung lay mỗi khi chúng ta tổng quát hóa từ những thí nghiệm theo quy mô vật mẫu của một cái gì đó. Vì vậy chúng ta cần phải thận trọng khi gán cho vụ trụ chứa đầy sinh vật dựa trên các mức thời gian lịch sử trên trái đất (ở đây nó diễn ra rất nhanh, do đó nó hẳn phải dễ dàng) và sự linh hoạt của những sinh vật trên trái đất (chúng có mặt ở khắp mọi nơi có chứa nước). Đây là một lịch sử và là một ví dụ về sự sống. Khi những cuộc tranh luận của chúng ta tạm thời dừng lại ở trên cái nền dễ lung lay, sự cân bằng một bộ bài trên một quân bài, chúng ta đang ở trong cấu trúc nguy hiểm được dựng lên từ những ước muốn của chúng ta hơn là từ những “chứng cứ”.

Frank Drake: Tôi nghĩ đây là dịp để một nguyên lý khoa học cũ nổi tiếng trở nên hữu ích, nguyên lý lưỡi dao cạo Occam. Ứng dụng nguyên lý này đối với câu hỏi về nguồn gốc sự sống trên trái đất. Chúng ta xem xét trái đất, và quan tâm đến nguồn gốc, như những gì tốt nhất chúng ta biết, và không cần đến sự kiện đặc biệt hay tình huống quái dị nào. Nó cần nước, các chất hữu cơ, một nguồn năng lượng, và một thời gian dài. Mặt biển ngoài khơi là nơi ưa thích và có khả năng nhất cho cái nguồn gốc này. Nhưng thậm chí nếu chúng không phải là các bị cáo, các nhà hóa học đã tìm ra vô số con đường khác về phương diện hóa học tạo ra sự sống. Thách thức là dường như không tìm ra con đường nhanh nhất và có hiệu quả nhất. Điểm quan trọng nhất là không cần bất cứ sự kiện đặc biệt nào. Sẽ có một con đường có ảnh hưởng tới trái đất và các hành tinh tương tự. Khi đó, theo lưỡi dao cạo Occam, nguồn gốc của sự sống trên trái đất sẽ không gì hơn là kết quả của các quá trình thông thường trên hành tinh này. Hơn nữa, sự sống nên xuất hiện thường xuyên trên các trái đất khác – giống như các hành tinh. Sẽ có nhiều dạng sống vi khuẩn cách không xa hệ mặt trời.

Donald Brownlee: Trong khi có những hy vọng và thậm chí là những mong chờ về sự sống ngoài trái đất không xa, mục tiêu của “Trái đất hiếm hoi” là chỉ ra rằng vũ trụ này về cơ bản là thù địch với sự sống. Hầu hết các hành tinh và những nơi khác trong vũ trụ rõ ràng cũng không dung dưỡng bất kì loại sinh vật nào giống với trái đất. Vũ trụ vô cùng to lớn, vì vậy có thể có nhiều nơi khác giống như trái đất, nhưng chúng thưa thớt khắp nơi trong không gian, và nếu chúng quá thưa thớt trong không gian thì chúng sẽ bị cô lập đối với nhau. Những ngôi sao nào sẽ chứa những hành tinh như trái đất với sự sống như trái đất? Phải chăng là một trên một trăm, một trên 1000, hay thậm chí ít hơn nữa? Thậm chí lạc quan nhất chỉ là môi trường như trên trái đất thôi cũng đã là rất hiếm.

Trong quyển sách “Trái đất hiếm hoi” của chúng tôi, chúng tôi giả sử là sự sống ngoài trái đất có khả năng là phổ biến nhưng những dạng sống phức tạp thì rất hiếm và có lẽ sẽ không tìm thấy trong không gian gần chúng ta. Một câu hỏi lớn về sự sống liên quan đến môi trường cần thiết cho các dạng thức được thành lập và cho sự tiến hóa dài hạn. Thật không may trái đất là ví dụ thành công duy nhất của chúng ta. Những dự báo về sự sống ở nơi nào khác thật khó giải quyết; hiện thời không có một sự sống xa lạ nào có thể được tìm thấy trong hệ mặt trời.

David Grinspoon: Tôi không chắc là ví dụ về cacbon trong nước của trái đất là con đường duy nhất cho vũ trụ giải quyết câu đố về sự sống. Tôi không nói về silicon, đó là một ý tưởng tồi, nhưng các hệ thống hóa học phức tạp mà chúng ta chưa từng nghĩ đến, chúng có thể không biểu lộ bản thân ở nhiệt độ phòng trong bầu khí quyển oxy của chúng ta. Vũ trụ thông minh hơn chúng ta, và chúng ta học về các hiện tượng phức tạp, giống như sự sống, thông qua việc khảo sát tỉ mỉ hơn là bởi việc tạo ra các lý thuyết và các mô hình. Tôi nghĩ hầu như chắc chắn có những dạng sống bên ngoài sử dụng các cơ sở hóa học khác chúng ta, và chúng ta sẽ biết về chúng chỉ khi nào chúng ta tìm thấy chúng, hoặc chúng tìm thấy chúng ta.

Một lời phản biện hiển nhiên cho ý tưởng này là “Nhưng không ai phát minh được hệ thống nào khác hoạt động tốt giống như Cacbon trong nước” Điều đó đúng. Nhưng tôi sẽ trả lời là, “chúng ta không phát minh ra Cacbon trong nước!” chúng ta phát hiện ra nó. Tôi không tin chúng ta đủ thông minh để nghĩ ra sự sống dựa trên acid nucleic và protein nếu không có những ví dụ chuyển đến tận tay. Điều này làm tôi tự hỏi vũ trụ đã sử dụng những gì khác cho sự tinh chế của nó, suy ra sự phức tạp tại một nơi nào đó, trong những điều kiện khác nhau dường như thù địch sự sống như chúng ta biết.

Frank Drake: Mọi chứng cớ về những bước nguyên thủy nhất trong 700 triệu năm đầu tiên của sự tiến hóa hóa học trên trái đất hình như đã bị mất. Chúng ta mò mẫm về hướng sự hiểu biết về lỗ hổng sâu sắc trong kiến thức của chúng ta bằng cách nghiên cứu xuôi ngược, việc đưa ra giả thiết rằng xưa kia đã có một thời tồn tại thế giới RNA dựa vào việc RNA tự xúc tác. Nhưng hệ thống này đã tiến triển thành thứ khác, và đưa đến thế giới protein – DNA. Như David Grinspoon đã chỉ ra rất đúng là, chúng ta cách rất xa sự thông minh đủ để ngay từ đầu đã đưa ra được giả thiết về một thế giới protein – DNA, hay thậm chí chỉ là thế giới RNA. Nó được trao vào tận tay chúng ta trên một chiếc đĩa bạc. Đây có thể là một lời cảnh báo đanh thép rằng chúng ta đang vượt quá giới hạn trí óc của mình khi tiên đoán chuyện gì có thể xảy ra ở thế giới khác. Trao cho chúng ta hiểu biết về những nguồn gốc độc lập của sự sống trong không gian, và cánh cửa đến với sự tiến bộ trọng đại trong lĩnh vực này có thể sẽ mở ra.