Cử giun tròn, gấu nước tới những hệ sao khác. Tại sao không?

[miro1510]

Công nghệ tàu du hành giúp những sinh vật có sức chống chịu tốt này ngày một tân tiến, nhưng có nên để chúng làm đại sứ đại diện cho con người không?

Khả năng du hành liên sao đã vượt khỏi ranh giới của thế giới khoa học giả tưởng “hạn hẹp”. Dù rằng thế hệ chúng ta chưa thể tận mắt chứng kiến những thứ công nghệ bất khả thi ở thời điểm hiện tại, như động cơ bẻ cong không gian để du hành, khoa học đã đang tìm hiểu khả năng đưa sự sống vượt ngoài Hệ Mặt Trời, sử dụng những công nghệ hiện hành.

Hai giáo sư đáng công tác tại UC Santa Barbara (UCSB) là Philip Lubin và Joel Rothman đã nhiều năm chờ đợi khoảnh khắc của sự thật. Họ thuộc thế hệ chứng kiến những tiến bộ vượt bậc của du hành vũ trụ, lại mang trong người các sự lạc quan lẫn óc sáng tạo của Kỷ nguyên Không gian, khi con người lần đầu tiên biết mình có thể rời Trái Đất.

Yuri Gagarin, người đầu tiên bay vào Vũ trụ.

“Những chuyến bay của Apollo lên Mặt Trăng là một trong những sự kiện có tác động lớn nhất đời tôi, hồi tưởng về nó vẫn luôn khiến tôi choáng váng”, Rothman, giáo sư danh dự công tác tại Ban Phân tử, Tế bào và Phát triển Sinh học cho hay.

Mới nửa thế kỷ tính từ sự kiện trọng đại năm ấy, con người đã tích tụ được nhiều hiểu biết về không gian, đồng thời công nghệ du hành đã tiến bộ nhiều so với trước. Điều đó khiến ông Rothman mong muốn hợp tác với nhà vũ trụ học Lubin, tìm cách đưa sự sống trên con đường tính bằng năm ánh sáng. Hai nhà nghiên cứu mới đăng tải báo cáo trên tạp chí Acta Astronautica.

“Tôi nghĩ vận mệnh của mình là tiếp tục nghiên cứu”, ông Rothman cho hay. “Nhìn vào lịch sử của loài người mà xem. Chúng ta tiếp tục khám phá những quy mô nhỏ cho tới mức hạ nguyên tử, mà cũng khám phá những thứ vĩ đại hơn nữa. Sự thôi thúc đó đã đẩy ta tới sự khai phá không ngừng vốn nằm trong bản chất con người, tồn tại với tư cách là một loài”.

Suy nghĩ lớn bắt đầu từ tò mò nhỏ
Thử thách lớn nhất của du hành liên sao cho người là khoảng cách giữa Trái Đất và ngôi sao gần nhất. Sứ mệnh Voyager chứng minh cho khoa học thấy khả năng tàu du hành có thể vượt khỏi nhật quyển để đi vào vùng không gian liên sao. Tuy nhiên, vệ tinh thăm dò có kích cỡ ngang ngửa chiếc ô tô, bay với tốc độ 61.500 km/h mất tới 40 năm để tới được vị trí hôm nay.

Nó mới chỉ hoàn thành một phần rất nhỏ quãng đường xa. Trên lý thuyết, phải mất 80.000 năm nữa nó mới có thể tới ngôi sao gần nhất.

Tàu thăm dò Voyager 1 là vật thể nhân tạo đầu tiên bay vào không gian liên sao.

Các công trình nghiên cứu của ông Lubin tập trung giải quyết cách con người di chuyển tới hệ sao tiếp theo, ông muốn tìm một công nghệ mới cho phép ta hoàn thành quãng đường dài. Chắc chắn chất đốt “nguyên thủy” không thể giúp con người đạt ước mơ; năng lượng chúng cung cấp không đủ để tàu bay được nhanh, mà cũng chưa có động cơ nào đủ hiệu quả để thực hiện chuyến hành trình dài ngày.

Ta cần công nghệ đẩy tàu tối tân hơn, và đó là khi nhóm nghiên cứu tại UCSB quyết định thử nghiệm ánh sáng làm “nguyên liệu đẩy” mới.

“Đây là điều chưa từng có, là đẩy vật thể kích cỡ vĩ mô với tốc độ gần tốc độ ánh sáng”, giáo sư vật lý Lubin cho hay. Khối lượng “phi hành gia” vẫn còn là trở ngại quá lớn, sẽ ngăn con người du hành liên sao trong tương lai nhìn thấy được.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu tập trung vào việc di chuyển robot và hạt ánh sáng. Những tàu thăm dò nhỏ với hệ thống mạch có cảm biến, có thể thu thập và truyền dữ liệu về, sẽ bay với tốc độ bằng 20-30% tốc độ ánh sáng, được “bắn đi” bằng ánh sáng từ hệ thống laser đặt tại Trái Đất, hay thậm chí đặt ở Mặt Trăng.

Công nghệ du hành buồm ánh sáng mới chỉ tồn tại trên lý thuyết.

Ông Lubin nói hệ thống cung cấp lực đẩy sẽ không đi kèm tàu, chỉ dùng để bắn tàu thăm dò về phía xa. Hơn nữa, việc “phóng tàu” có thể diễn ra liên tục.

“Có lẽ chỉ cần một tấm wafer bán dẫn bọc rìa để bảo vệ nó khỏi bức xạ cũng như bụi vũ trụ khi đi trong không gian”, giáo sư Lubin cho hay. “Ban đầu chắc nó sẽ bằng bàn tay thôi”. Khi công nghệ tiến triển, tàu sẽ lớn hơn, và thậm chí công nghệ có thể được dùng trong vận chuyển người/sự sống quanh Hệ Mặt Trời. Sứ mệnh lên Sao Hỏa có thể chỉ kéo dài một tháng, tính cả dừng chân dọc đường.

Ở tốc độ mang tính tương đối, với ta là khoảng 360 triệu km/h, “tàu thăm dò” cỡ nhỏ sẽ tới được hệ sao gần ta nhất, Proxima Centauri, trong khoảng 20 năm. Để tới được cảnh giới này, giáo sư Lubin cho rằng khoa học phải đạt được nhiều tiến bộ trong thiết kế “chip du hành vũ trụ”, đồng thời phát triển mạnh ngành quang học đang vươn lên mạnh mẽ.

Khi biết khối lượng của những “con tàu” thăm dò này, ông Rothman nhận thấy chúng có thể mang theo sinh vật sống. Những con vật thuộc ngành giun tròn, pháp danh khoa học C. elegans, vốn là đối tượng nghiên cứu của Rothman nhiều năm nay bỗng có cơ hội trở thành ứng cử viên du hành liên sao đáng giá. “Những nghiên cứu xoay quanh con vật bé nhỏ này đã mang về sáu giải Nobel tính tới nay”, ông Rothman nói thêm.

Hình ảnh cho thấy một con C. elegans trưởng thành. “Những nghiên cứu xoay quanh con vật bé nhỏ này đã mang về sáu giải Nobel tính tới nay”, ông Rothman nói thêm.

C. elegans đã có nhiều kinh nghiệm du hành, khi chúng lên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS bằng tàu con thoi, thậm chí sống sót qua thảm kịch của tàu Columbia. Giống với ứng cử viên gấu nước, giun tròn cũng có thể đi vào trạng thái ngừng trao đổi chất.

Trên con tàu liên sao, một khoang chứa nước đầy C. elegans đang “ngủ đông” có thể đi được khoảng cách tính bằng năm ánh sáng. Tới nơi, các nhà khoa học sẽ đánh thức chúng từ xa, rồi theo dõi ảnh hưởng của bức xạ vũ trụ cũng như du hành liên sao tới mô sống. Ông Rothman nhận định thí nghiệm sẽ mở ra cơ hội hiểu biết về “khả năng nhớ những hành vi đã được học sau khi du hành với tốc độ cận ánh sáng”, đồng thời cho khoa học nghiên cứu “trao đổi chất, sinh lý học, chức năng thần kinh, khả năng sinh sản và quá trình lão hóa”.

“Đa số thí nghiệm làm được trên những con vật này trong môi trường phòng thí nghiệm đều có thể được tái hiện khi [C. elegans] bay xuyên vũ trụ”, ông Rothman nói, đồng thời bổ sung đây là thời điểm thích hợp để “suy nghĩ về thiết kế tàu du hành liên sao”.

Tàu du hành chở con người đi sang hệ sao khác mới chỉ đẹp trên phim, chưa thể tồn tại trong thực tế. Với thể trạng yếu ớt của con người, có lẽ ta sẽ cần một hệ thống cộng sinh giữa máy và người, hay những dạng sống mạnh khỏe hơn với sức bền tốt hơn “phiên bản” hiện tại.

“Đây là chương trình nghiên cứu trải dài nhiều thế hệ”, giáo sư Lubin nói. Các nhà khoa học của thế hệ sau sẽ tiếp tục cống hiến cho kho tàng kiến thức về du hành liên sao, cải tiến thiết kế tàu du hành khi có thêm đột phá công nghệ.

Bảo vệ sự trong sáng của những hành tinh, hệ sao khác
Số phận nhân loại vẫn liên kết chặt chẽ với Hệ Mặt Trời, con người vẫn yếu đuối trước môi trường ngoài Trái Đất khắc nghiệt. Nhưng trở ngại không làm chùn bước Lubin, Rothman và nhóm nghiên cứu. Đội ngũ với nhân tài tới từ nhiều lĩnh vực đặt ra nhiều câu hỏi, liên quan cả tới thể chất “phi hành gia” lẫn khía cạnh đạo đức của việc đưa dạng sống ra vũ trụ. Thậm chí, họ đã nghĩ tới chuyện ươm mầm sự sống ngoài không gian.

Gấu nước, một trong những ứng cử viên bay liên sao.

“Có vấn đề đạo đức xoay quanh việc bảo vệ hành tinh”, ông Lubin giải thích. Các nhà khoa học luôn cẩn trọng trong việc tiệt trùng tàu du hành, không để sinh vật sống Trái Đất tìm được đường ra không gian, cũng như đảm bảo sinh vật ngoài hành tinh không về đây định cư.

Ở thời điểm này, việc lây lan sự sống không đáng lo ngại, khi có thể nói tàu đã được tiệt trùng khi xuyên phá bầu khí quyển một hành tinh và sinh lượng nhiệt lớn. Bên cạnh đó, những con tàu thăm dò cỡ nhỏ chở C. elegans đều thực hiện chuyến đi một chiều.

Còn phải nói đến giả thuyết tha sinh, cho rằng sự sống tồn tại trong vũ trụ, di chuyển từ nơi này sang nơi khác thông qua bụi không gian, thiên thạch, sao chổi và nhiều những thiên thể khác, thậm chí có thể quá giang trên những con tàu thăm dò tới từ nền văn minh ngoài Trái Đất.

Vậy nên, hành động gieo mầm sự sống cho hành tinh khác sẽ làm dấy lên những nghi vấn khó trả lời. Có những tranh luận nhất định quanh giả thuyết tha sinh, khi xét tới điều kiện phù hợp cho sự sống sinh trưởng tồn tại trên những thiên thể trong và ngoài Hệ Mặt Trời. Những hành tinh, tiểu hành tinh ngoài xa có thể đã, đang và có thể hỗ trợ sự sống.

“Đã nhiều người suy ngẫm, xuất bản nghiên cứu về chủ đề như ‘liệu vũ trụ là phòng thí nghiệm của một nền văn minh tiên tiến nào đó’”, giáo sư Lubin nói. “Thế đó, người ta đã sẵn sàng đề cập tới nền văn minh tiên tiến. Câu hỏi hay, nhưng câu trả lời sẽ còn hấp dẫn hơn. Hiện chúng tôi mới chỉ ngẫm câu hỏi chứ chưa có lời giải đáp”.

Việc đưa người lên hành tinh khác dù biết họ có thể không trở về cũng nảy sinh thắc mắc về mặt đạo đức. Vậy nếu đưa vi sinh vật, hoặc DNA của người đi du hành thì sao? Những câu hỏi đã tồn tại từ khi con người du hành trên biển, di cư sinh sống, và có lẽ câu trả lời sẽ dần hiện diện khi chúng ta sẵn sàng lên đường.

“Tôi nghĩ chúng ta không nên, và sẽ không kìm nén ao ước khám phá vốn bện chặt lấy bản chất của ta”, ông Rothman nhận định.