Chúng ta cần thay đổi cách tìm kiếm người ngoài hành tinh và định nghĩa sự sống từ góc độ vũ trụ học

Trong lịch sử, năm 1996, Tổng thống Mỹ Bill Clinton đã từng đứng trên bãi cỏ phía Nam của Nhà Trắng và tuyên bố: Các nhà khoa học đã phát hiện ra một hóa thạch vi sinh vật ngoài hành tinh tiềm năng trên một thiên thạch sao Hỏa.

Nhưng ngay cả khi những khám phá lớn như thế này xuất hiện trong quá trình khám phá khoa học của con người, sự xuất hiện của chúng lại luôn kéo theo nhiều tranh cãi, và cũng sớm kết thúc trong thất bại, vì chúng ta không thể khẳng định sự tồn tại của sự sống ngoài Trái Đất từ những khám phá này.

Vào năm 2020, các nhà khoa học khám phá chu kỳ hype của sự sống ngoài Trái Đất, nhưng điều này cũng không khác gì các nhà nghiên cứu khẳng định rằng việc phát hiện ra phosphine trong bầu khí quyển của sao Kim có thể là bằng chứng tiềm năng về sự sống ngoài Trái Đất. Tuy nhiên, một số chuyên gia sau đó khẳng định rằng không cần có sự sống thì trên sao Kim vẫn có thể sản sinh ra phosphine.

Các nhà phê bình nhanh chóng chỉ ra rằng phosphine được phát hiện trong bầu khí quyển của sao Kim là hiện tượng không thuyết phục chứng minh cho việc tồn tại của sự sống. Và có thể nói phương pháp tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất hiện tại của chúng ta vẫn chưa hoàn thiện.

Các nhà thiên văn học chủ yếu tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống thông qua các đặc điểm sinh học. Ví dụ điển hình là tìm kiếm oxy trong bầu khí quyển của các hành tinh. Oxy trong khí quyển Trái Đất là sản phẩm của quá trình quang hợp, nếu Trái Đất không có sự sống thì bầu khí quyển của chúng ta sẽ không có đủ oxy.

Đồng thời, điều quan trọng nhất đối với các cuộc khảo sát từ xa là có thể phát hiện ra oxy. Dựa trên các yếu tố trên, các nhà thiên văn học tin rằng việc phát hiện ra oxy trong bầu khí quyển của các hành tinh ngoài mặt đất sẽ là bằng chứng thuyết phục về sự tồn tại của sự sống.

Tuy nhiên, các mô hình mô phỏng ngoại hành tinh trong các điều kiện khác nhau đã nhiều lần chỉ ra rằng oxy cũng có thể được tạo ra trên các hành tinh không có sự sống.

Như chúng ta đã biết, trong trường hợp không có sự sống, bầu khí quyển của Sao Mộc và Sao Thổ cũng có thể tạo ra phosphine, nếu chất này cũng được xác nhận là tồn tại trong bầu khí quyển của Sao Kim, chúng ta không thể loại trừ rằng phosphine được tạo ra bởi một cơ chế phi sự sống chưa được biết đến.

Cuộc tranh cãi về việc phosphine được sinh ra bởi sự sống tiềm tàng trên sao Kim có thể sẽ trở thành cuộc khủng hoảng mà các nhà thiên văn học phải đối mặt trong vài thập kỷ tới. Đây là cuộc chiến giữa những khám phá mới nhất và những cuộc tranh cãi đã tồn tại từ trước đó.

Việc phát hiện ra sự sống trên hành tinh khác là rất quan trọng. Đáng lẽ đây là một sự kiện lớn đối với loài người, nhưng trên thực tế, khi bất kỳ tin tức phát hiện sinh trắc học ngoài Trái Đất nào được công bố. Thay vì trở thành một cột mốc quan trọng thì chúng lại mang đến sự bối rối, bởi vì các nhà khoa học sẽ luôn tranh cãi và tìm ra phương án phủ nhận.

Trên Trái Đất, chúng ta không nhận biết được đặc điểm sự sống thông qua các sản phẩm phụ của khí quyển. Thực tế, không một đặc điểm sinh học nào hiện tại của chúng ta có thể tiết lộ đáp án cho câu hỏi cốt lõi: làm thế nào mà chúng ta có thể được hình thành và tồn tại? Đặc điểm sinh học của chúng ta không phải là dấu hiệu quyết định của sự sống, bởi vì chúng ta không có sự hiểu biết lý thuyết chặt chẽ và rõ ràng về sự sống là gì.

Để tránh cuộc khủng hoảng này, các nhà thiên văn học cần phải đối mặt với một câu hỏi: Sự sống là gì? Chúng ta không thể trực tiếp trả lời câu hỏi này bằng cách khám phá sự sống ngoài Trái Đất, bởi vì chúng ta không thể khám phá sự sống ngoài Trái Đất nếu không tìm ra đáp án cho câu hỏi trên.

Chúng ta cần trả lời câu hỏi này bằng cách hiểu các nguyên tắc trừu tượng chi phối sự sống trên Trái Đất. Tuy nhiên, ngược lại, chúng ta có thể sử dụng quá trình khám phá sự sống ngoài Trái Đất để xác minh câu trả lời của mình.

Cho đến nay, nếu chúng ta hoàn toàn bỏ qua vấn đề này và sử dụng những định nghĩa hiện tại để phù hợp với nhận thức của chúng ta về cuộc sống. Nhìn bề ngoài, sự sống sẽ dễ dàng xác định, nhưng đối với bất kỳ dạng định nghĩa nào về sự sống, một số dạng sống sẽ luôn có khả năng bị loại trừ và các thực thể không đáp ứng các tiêu chí định nghĩa cũng sẽ bị loại trừ.

Luận án nổi tiếng của nhà thiên văn học người Mỹ Carl Sagan cho thấy rằng việc áp dụng định nghĩa về ăn uống, trao đổi chất, bài tiết, thở, tập thể dục và khả năng phản ứng với các kích thích bên ngoài dường như là một tiêu chuẩn đơn giản về sự sống. Nhưng có thể nó sẽ không phù hợp với những nơi khác trong vũ trụ.

Một định nghĩa về sự sống được mọi người công nhận là - 'Sự sống là một hệ thống hóa học tự duy trì có thể đạt được sự tiến hóa theo thuyết Darwin'.

Nhưng trên trên thực tế, nó loại trừ bất kỳ sinh vật nào không thể sinh sản vì chúng không thể tiến hóa. Do đó, nếu con người định nghĩa sự sống theo cách này thì ví dụ điển hình là con la sẽ bị loại trừ và không được coi là sinh vật có sự sống.

Mặc dù việc xác định khái niệm sự sống không phải là một vấn đề đơn giản, nhưng việc đưa ra một lý thuyết để giải thích sự sống có lẽ sẽ không cần phải đáp ứng những mong đợi 'ngây thơ' của chúng ta, ngược lại, nó có thể mở rộng hiểu biết của chúng ta về cuộc sống trong vũ trụ.

Trong vật lý thiên văn, các dự đoán dựa trên các quy luật giải thích toán học và các mô hình quan sát đã đóng một vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn chúng ta tìm ra các hiện tượng đã được phỏng đoán nhưng chưa có bằng chứng thực nghiệm đáng kể. Chẳng hạn như: Albert Einstein công bố Thuyết Tương đối Tổng quát vào năm 1915, đặt nền tảng cho việc giải thích lý thuyết vật lý hấp dẫn mới.

Ông đã thiết lập một mối liên hệ phản trực giác và sâu sắc giữa các đặc tính của ánh sáng và lực hấp dẫn. Và điều này đã định hình lại khái niệm của chúng ta về không gian và thời gian.

Có rất nhiều tiên đoán mới trong lý thuyết của Einstein, một trong số đó là sự tồn tại của sóng hấp dẫn, 100 năm sau, vào năm 2015, các nhà khoa học đã công bố phát hiện ra sóng hấp dẫn. Đây là một khám phá đột phá, nhưng hoàn toàn có thể vì Einstein đã thiết kế nền tảng lý thuyết từ một thế kỷ trước.

Ngoài ra, việc phát hiện thành công sự sống ngoài Trái Đất đòi hỏi nhiều thập kỷ khảo sát bằng công cụ có độ nhạy cao và phân tích thống kê chính xác. Nhưng hiện nay chúng ta chưa có quan điểm lý thuyết tương ứng để định hướng cho việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.

Chúng ta cần phải giải thích các đặc điểm của hệ thống sự sống mà các định luật vật lý và hóa học hiện hành không thể giải thích được. Nói cách khác, cần phải xác định chắc chắn quá trình tiến hóa của sự sống trong vũ trụ.

Những quan điểm này đang được chứng thực bằng một phương pháp mới nhằm khám phá các sinh vật chưa biết, không yêu cầu thành phần hóa học giống như sự sống trên Trái Đất, mà tập trung vào việc định lượng các thuộc tính phân tử với các đặc điểm của lịch sử tiến hóa.

Các nhóm phân tử quá phức tạp để được hình thành một cách vô tình và cần có một hệ thống vật lý để cung cấp thông tin về cách lắp ráp chúng. Nói cách khác, các phân tử phức tạp là một chỉ số thống kê về sự tồn tại của các hệ thống sống.

Các đặc điểm sinh học chưa biết sẽ cho phép chúng ta đánh giá khả năng rằng những gì chúng ta khám phá được tạo ra bởi một hệ thống xử lý thông tin sống được lựa chọn bởi quá trình tiến hóa, dẫn đến những giả định ngày càng rõ ràng hơn về các nguyên tắc cơ bản của cuộc sống.

Mặc dù các phương pháp nghiên cứu thiên văn học theo định hướng lý thuyết này vẫn còn sơ khai, nhưng chúng cung cấp cho chúng ta hy vọng để có thể trả lời cho câu hỏi: liệu chúng ta có phải là con người duy nhất trong vũ trụ?

Một khám phá lý thuyết chuyên sâu khẳng định sự sống là gì sẽ có ý nghĩa hơn nhiều so với việc thông báo rằng chúng ta đã khám phá ra một sản phẩm phụ hình thành do trao đổi chất nào đó. Việc phát hiện ra sự sống ngoài Trái Đất không chỉ là việc phát hiện ra tín hiệu sự sống trên một hành tinh xa xôi, nó còn là một câu chuyện vũ trụ cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình tiến hóa của con người và tiết lộ vai trò của con người trong quá trình tiến hóa.

Giống như những tiến bộ lớn khác mà chúng ta đã đạt được trong việc tìm hiểu vũ trụ, điều này đòi hỏi chúng ta phải đào sâu hơn và lý thuyết hóa bản chất của chính con người.