Có sự sống trong vũ trụ không ?
25/7/2011CÓ SỰ-SỐNG TRONG VŨ TRỤ KHÔNG ?
Trần Đăng Hồng, PhD
Người vũ trụ trong phim giả tưởng ET
Ngoài địa cầu nơi chúng ta đang sống, trong vũ trụ có sự-sống nào khác không? Đây là mục tiêu nghiên cứu của một ngành khoa học mới thành lập trong vòng 10 năm nay, ngành Sinh-Học-Vũ-Trụ (Astrobiology). Tuy rằng mới thành lập, nhưng đã tạo những kết quả đáng kể.
Cũng trong vòng 10 năm qua, ngành thiên-văn-học cũng tiến bộ đáng kể nhờ những dụng cụ tân tiến hiện đại, có tầm nhìn xa hơn, và chi tiết hơn.
Có phải Thái Dương hệ chúng ta, gồm 10 hành tinh quay chung quanh mặt trời, là duy nhất trong vũ trụ ? Có ngôi sao nào khác trong vũ trụ, tương tự như mặt trời, cũng có nhiều hành tinh quay chung quanh như thái dương hệ của chúng ta không ? Trong vòng 10 năm nay, các nhà thiên-văn đã khám phá có khoảng trên 100 ngôi sao có các hành tinh quay chung quanh như thái dương hệ của chúng ta. Các ngôi sao này, cũng như mặt trời, là các khối khí nóng cháy. Hy vọng, trong tương lai, nhờ máy móc tinh vi hơn, con người sẽ khám phá những hành tinh bay chung quanh những mặt trời này. Không những chỉ có vậy, con người sẽ khám phá thêm nhiều nữa trong số hàng tỷ ngôi sao sẽ có những hành tinh mới, và hy vọng sẽ tìm thấy dấu vết của sự-sống trên đó. Đó là chuyện của tương lai. Hiện tại có sự-sống ở ngoài không gian, mà gần nhất là trên các hành tinh thuộc thái-dương-hệ của chúng ta không ?
Trên địa cầu của chúng ta, sự-sống đòi hỏi nước và nhiệt độ ôn hòa. Hai yếu tố đó là căn bản. Các yếu tố phụ quan trọng khác là khí Oxy (O2), Carbon dioxide (CO2) và ánh sáng, xếp vào yếu tố phụ, bởi vì có một số sinh vật sống không cần trực tiếp các khí này. Ở địa cầu, vùng rừng-mưa-nhiều (rainforest) là nơi lý tưởng để mọi sinh vật của địa cầu sinh trưởng.
Chín hành tinh kia trong thái-dương-hệ không có môi trường lý tưởng nào giống như môi trường vùng rừng-mưa-nhiều của địa cầu chúng ta, như vậy chắn chắn rằng trong thái-dương-hệ không có sinh vật lớn như thú vật hay cây cối tương tự như sinh vật ở địa cầu. Nhưng có thể có những hình thức sinh vật khác không?
Trong vòng 10 năm gần đây, các nhà khoa học khám phá nhiều sinh vật mới, sống trong các môi trường thật khắc nghiệt trên địa cầu, không thích hợp cho sự-sống bình thường.
Thật ngạc nhiên, có những sinh vật sống được ở dưới đáy lớp băng hà ở Bắc Cực, nơi mà nhiệt độ thật cực lạnh, áp xuất rất cao, hoàn toàn không có ánh sáng. Hồ Vostok ở Bắc Cực thuộc lảnh thổ Liên Xô có một lớp băng rất dày. Tháng 2/2011, khi máy khoan tới độ sâu 3.720 m, thì thấy lớp nước, và trong nước lại có vi-khuẩn Hydrogenophilus thermoluteolus sinh sống. Ở tại lớp nước này, nhiệt độ lạnh trung bình -3 ºC, có khi -89 ºC trong mùa Đông, chịu một áp xuất 350 atmospheres, chứa lượng nitrogen và oxy 50 lần cao hơn nước trên mặt đất, lại không chứa chất dinh dưởng và hoàn toàn không có ánh sáng.
Cũng thật kinh ngạc và ngoài sức tưởng tượng, có một số sinh vật sống trong lòng trái đất thuộc vùng Idaho ở độ sâu 200 m, nơi không có oxy, không ánh sáng. Chúng hấp thụ khí hydrogen (H2), thở carbon dioxide (CO2) và nhả ra khí methane (CH4). Đó là các sinh vật li ti được mang tên Methanogens.
Chính nhờ các khám phá này mà chương trình không gian NASA của Hoa Kỳ phóng lên Hỏa Tinh (Mars) những dụng cụ máy móc để tìm sự-sống. Hỏa Tinh là hành tinh có những điều kiện giống Địa Cầu nhất trong Thái-dương-hệ, vì vậy là hành tinh đầu tiên được quan sát xem có sự-sống hay không.
Vào thập niên 1970s, khi hai chuyến máy đáp Viking (Viking lander) được gởi lên Hỏa Tinh, các nhà khoa học NASA khám phá ra rằng đây là một thế giới khô cằn không thể hổ trợ cho sự-sống. Nhiệt độ rất lạnh, một bầu khí quyển mỏng manh, và không có dấu hiệu của nước. Cả hai chuyến Viking đều cho kết quả như vậy, và NASA tuyên bố không thể có sự-sống, ngay cả dưới hình thức vi-sinh-vật trên Hỏa Tinh.
Máy đáp Viking
Tuy nhiên, bây giờ các nhà khoa học NASA đã nghĩ khác, kể từ khi khám phá những vi-sinh sống trong các môi trường thật khắc nghiệt ở địa cầu. Những chuyến đáp xuống Hỏa Tinh lần sau, Viking được trang bị dụng cụ máy móc mới có mục đích khám phá chất hửu cơ và vi sinh vật trong nhiều thử nghiệm. Trong một thử nghiệm thì không tìm thấy hợp chất hửu cơ nào, ngược lại một thử nghiệm khác mang tên Labeled Release (LR) thì có những kết quả rất thú vị. Trong thử nghiệm sau, LR nhỏ một giọt dung dịch chứa dưởng chất vào đất Hỏa tinh, nếu trong mẩu đất đó có chất hửu cơ hay vi sinh vật chúng sẽ phản ứng và phóng thích các khí. Phân tích các loại khí và so sánh kết quả trước và sau khi nhỏ giọt dung dịch sẽ cho biết là có chất hửu cơ hay vi sinh vật không. Không ngờ là thử nghiệm cho kết quả rất nhanh chóng, và 2 lần thử nghiệm đều cho kết quả như nhau. Các nhà khoa học phụ trách chuyến Viking vội vàng kết luận rằng đã tìm thấy chất oxit trong đất Hỏa tinh, và khi phản ứng với giọt dung dịch chất oxit đã thải các khí, và Tiến sỉ Gilbert Levin, chánh-khoa-học-gia của chuyến bay cho rằng thử nghiệm đã khám phá là có sự-sống trên hỏa tinh. Tuy nhiên, Ông thừa nhận rằng thử nghiệm này không tìm thấy có chất hửu cơ trong mẩu đất đó, vì mẩu đất cũng như giọt dung dịch quá nhỏ để có kết quả chính xác. Một thử nghiệm được lập lại trên địa cầu, với số lượng mẩu đất và dung dịch y hệt như trên Viking, nhưng mẩu đất ở đây lấy ở Bắc Cực có chứa chất hửu cơ, nhưng kết quả lại không cho thấy điều này. Tóm lại, cho tới giờ, các chuyến đáp xuống Hỏa Tinh chưa tìm được bằng chứng là có sự-sống trên hành tinh này, và các thử nghiệm nói trên không chính xác để tin cậy.
Năm 1996, NASA họp báo khẳng định chứng cớ là có sự-sống vi sinh trong một thiên thạch từ Hỏa Tinh bay rớt xuống địa cầu, thiên thạch mang tên ALH84001. Các vi sinh vật này giống như các vi-khuẩn hóa thạch, và các hóa chất hửu cơ cũng tương tự như vi-khuẩn sau khi hủy diệt. Ngày 1/3/2011, nhóm nghiên cứu của University of Arizona do GS Sandra Pizzarello lảnh đạo tuyên bố trong một bài báo phát hành trong Proceedings of the National Academy of Sciences là họ khám phá them là thiên thạch chứa khá nhiều ammonia và amino acit. Tuy nhiên các khoa học gia khác cho rằng thiên thạch đó bị nhiểm vi khuẩn của địa cầu, hay kiến trúc của đá trong thiên thạch có kiến trúc giống như vi-khuẩn.
Phải chăng đây là vi-khuẩn hóa thạch?
Và cho tới bây giờ, câu hỏi có sự sống trên Hỏa Tinh hay không vẫn chưa được trả lời. NASA đã trả lời quá sớm, nhưng chưa thuyết phục được ai.
Kết quả những thám hiểm của vệ tinh cho biết trong quá khứ Hỏa Tinh có một khí quyển dày và có nước chảy trên mặt. Một câu hỏi được đặt ra là giả sử vào thời đó có sự-sống trên Hỏa Tinh, thì liệu sự-sống có thể tiếp tục cho tới ngày nay, khi Hỏa Tinh bây giờ lại có môi trường khắc nghiệt hơn xưa. Tuy nhiên một giả thuyết khác được đưa ra, biết đâu có sự-sống ở trong lòng đất sâu của Hỏa Tinh, như các vi-sinh-vật tìm thấy trong lòng đất địa cầu?
Ngoài Hỏa Tinh ra, các khoa-học-gia còn chú ý đến vệ tinh Europa, là một trong các mặt trăng của hành tinh Jupiter. Khi vệ tinh nhân tạo Galileo thám sát Jupiter và các mặt trăng của nó năm 1995, thì Europa là một khối đá đầy băng giá và nước đá. Các hình ảnh vệ tinh gởi về cho thấy có những đường nức nẻ trên mặt đất giống như những dòng sông và đại dương. Khảo sát các hình, có thể rằng dưới lớp băng hà kia là các đại dương. Như vậy có thể có sự-sống ở dưới đáy đại dương đầy băng hà, như trái đất có vi-sinh-vật ở đáy hồ Vostok đầy băng giá. Năm 2008, NASA có chương trình dự trù gởi một phi thuyền vào quỷ đạo bay của Europa để tìm vị trí đáp thích hợp, để sau đó sẽ gởi các robots đào chui vào lớp băng hà để tìm đại dương và sự-sống trong đó. Đó vẫn còn là chuyện của tương lai
CÓ SỰ-SỐNG TRONG VŨ TRỤ KHÔNG?
Trong tầm khoa học kỹ thuật hiện tại, con người chưa tìm thấy dấu vết của sự -sống trong vũ trụ. Nói vậy, không có nghĩa khẳng định là không thể không có. Bằng chứng là tìm được ít dấu vết sự-sống do các thiên thạch mang theo.
Các nhà khoa học đã ước tính có khoảng 40.000 đến 60.000 tấn thiên-thạch và các mảnh vụn thiên thể rơi vào trái đất hàng năm. Khoảng 4 tỷ năm trước, trong thời kỳ thiên-thạch bắn phá địa cầu dữ dội thì số lượng càng nhiều hơn nữa. Nghiên cứu các thiên-thạch để tìm hiểu vũ trụ, nhưng cũng có thể cho biết nguồn gốc sự-sống trong vũ trụ và trên địa cầu.
Cái khó khăn của nghiên cứu là khi thiên-thạch rơi vào địa cầu, một phần vỏ bị thiêu hủy khi cọ xát với khí quyển của địa cầu và như vậy phá hủy hết sự-sống mang theo. May ra, chỉ còn dấu vết ở bên trong, dưới sâu trong thiên thạch. Khó khăn thứ hai, là khi tới địa cầu thì bị nhiểm vi-sinh-vật của địa cầu.
Ngày 28/9/1969 một thiên-thạch khỗng lồ rơi xuống gần thành phố Murchison, bang Victoria, Úc Đại Lợi. Đây là một dịp hiếm có để nghiên cứu vì thiên-thạch vừa rơi xuống ít có khả năng bị nhiểm vi-sinh-vật địa cầu. Các nghiên cứu sâu rộng cho thấy thiên-thạch chứa nhiều phân tử hửu cơ như amino acids, chất căn bản cấu tạo proteins, nucleobases thấy trong DNA. Vì vậy, nhiều nhà khoa học tin tưởng rằng có sự-sống của sinh-vật ở ngoài địa cầu.
Ngoài ra, một thiên thạch khổng lồ khác, mang tên ALH 84001 đã nói ở trên, tìm thấy năm 1984 ở Allan Hills thuộc Bắc Cực từ Hỏa Tinh rơi xuống địa cầu cách đây vài ngàn năm. Tuy nhiên, như đã nói ở trên, mặc dầu NASA tuyên bố năm 1996 là có sự-sống ở Hỏa Tinh, nhưng không thuyết phục được ai.
Ngày 2/12/2010, NASA tổ chức một buổi họp báo tuyên bố rằng có bằng chứng sự-sống ngoài địa cầu, dựa trên một bài báo sắp đăng trên tạp chí Science. Tuy nhiên, khi bài báo phát hành, mọi người, thêm một lần nữa, thất vọng vì chưa có gì dứt khoát là có sự-sống hay không. Ngày 7/3/2011, tờ báo khoa học Nature News dẫn lời của Paul Hertz, chánh-khoa-học-gia của NASA tuyên bố là NASA chưa chính thức ủng hộ việc công nhận có sự sống hay không viết trong bài báo, khi chưa có ủy ban khoa học (peer-reviewed) xét và được các khoa-học-gia uy tín khác thừa nhận.
Trong vòng 3 năm qua, rất nhiều báo chí, từ báo khoa học chính cống đến báo lá cải, viết và thảo luận rất nhiều về sự-sống ngoài địa cầu, và vấn đề nay trở thành hỏa mù, như chuyện lấy giả thuyết làm sự kiện, v.v.
Sự sống ngoài địa cầu vẫn còn là bí mật trong tầm khoa học kỹ thuật ngày nay.
Reading, 7/2011
Trần-Đăng Hồng, PhD