Vũ trụ có tồn tại những hành tinh có sự sống giống như Trái Đất?

Cuộc kiếm tìm sự sống ngoài Trái Đất vẫn đang diễn ra và lôi cuốn trí tò mò của chúng ta trong hàng thập kỷ. Liệu con người có đơn độc trong vũ trụ rộng lớn này hay có những trí tuệ thông minh mà chúng ta chưa tìm ra hoặc họ chưa tìm thấy chúng ta?

Ước tính có 1 triệu lũy thừa bảy ngôi sao trong vũ trụ (tức là 1 và 24 số 0 phía sau) và mỗi một ngôi sao trong số này lại có khả năng có nhiều hành tinh quay quanh. Vậy làm thế nào chúng ta có thể tìm thấy sự sống ngoài Trái Đất?

Về mặt thiên văn học, Trái Đất là một nơi hoàn hảo để sinh sống. Sự tồn tại của nước và bầu khí quyển ổn định đã tạo ra môi trường lý tưởng để sự sống phát triển.

Khoảng cách của một hành tinh với ngôi sao của nó rất quan trọng trong việc hiểu được khả năng sinh sống được. Trái Đất nằm hoàn hảo ở vị trí gọi là Khu vực Có thể sinh sống được, nơi các điều kiện không quá nóng hoặc không quá lạnh để hỗ trợ sự sống. Khu vực Sinh sống được còn được gọi là Khu vực Goldilocks.

Sao Kim tương tự Trái Đất về khối lượng nhưng lại quá gần Mặt trời để có thể sinh sống được. Các nhà khoa học hành tinh tin rằng sao Kim từng có nước trên bề mặt nhưng sự sống trên hành tinh này đã bị bóp nghẹt bởi CO2 và nhiệt độ lên tới 462 độ C.

Sao Thủy thậm chí còn gần Mặt trời hơn sao Kim, đó là chưa kể nó quá nhỏ và thậm chí không có bầu khí quyển để hỗ trợ sự sống.

Bằng việc hiểu được các tiêu chí của Khu vực Goldilocks mà các nhà thiên văn học có thể tìm ra rằng có thể có khoảng 40 tỷ hành tinh đang quay quanh khu vực có thể sinh sống được trong Dải Ngân hà.

Cho đến nay, các nhà thiên văn học chỉ có thể xác nhận 1.780 hành tinh nằm ngoài Hệ Mặt trời của chúng. Và trong số những hành tinh này, chỉ có 16 hành tinh nằm trong các khu vực có thể sinh sống được.

Tuy nhiên, việc một hành tinh nằm ở khoảng cách phù hợp với ngôi sao của nó là chưa đủ. Kích thước cũng là vấn đề. Một hành tinh nhỏ không thể duy trì bầu khí quyển trong khi một hành tinh quá lớn sẽ có một bầu khí quyển bị nghiền nát.

Để áp suất khí quyển ở mức phù hợp, một hành tinh cần có khối lượng bằng 0,1 – 10 lần Trái Đất. Đây là khu vực có thể sinh sống được rất hẹp, đặc biệt khi xem xét việc có nhiều hành tinh trong vũ trụ lớn hơn hàng trăm lần so với hành tinh của chúng ta.

Năm 2007, cộng đồng khoa học đã xôn xao với tin tức về Gliese 581c – Siêu Trái Đất đầu tiên nằm trong Khu vực Goldilocks. Tuy nhiên, các điều kiện trên bề mặt hành tinh này cũng khắc nghiệt tương tự như sao Kim.

Một ngoại hành tinh có kích cỡ tương đương với Trái Đất khác là Kepler-186f được phát hiện vào năm 2014, quay quanh khu vực sinh sống được của một sao lùn đỏ. Các nhà thiên văn học đang cố gắng xác định liệu hành tinh này có thể hỗ trợ sự sống hay không.

Ngoại hành tinh gần nhất với Trái Đất là Proxima Centauri b, quay quanh một ngôi sao gần Mặt trời nhất, nằm cách chúng ta 4 năm ánh sáng. Mặc dù nằm trong Khu vực Goldilocks nhưng các nhà khoa học không chắc liệu nó có bầu khí quyển hay không.

Mặc dù Khu vực Goldilock của một hành tinh và bầu khí quyển rất quan trọng nhưng đó không phải là tất cả. Các hành tinh phải đáp ứng một số tiêu chí khác trong đó có khả năng duy trì nước ở thể lỏng.

“Sao Hỏa là hành tinh còn lại duy nhất trong Hệ Mặt trời nằm trong khu vực có thể sinh sống được. Nhưng áp suất khí quyển phù hợp chỉ có thể được tìm thấy ở các vị trí độ cao thấp của hành tinh và không có xác nhận nào cho thấy hành tinh này có nước lỏng.”

Theo giả thuyết, các hành tinh khô có thể giữ nước bằng các ốc đảo, tức là những hành tinh này có thể nằm gần hơn một ngôi sao và ở ngoài Khu vực Goldilocks.

Có giả thuyết cho rằng các đại dương trên Trái đất hình thành sau khi các vật thể băng giá va chạm với hành tinh của chúng ta và sau đó tan chảy. Những hành tinh khác như vậy có thể tồn tại.

Các vệ tinh tự nhiên của hành tinh hoặc các mặt trăng cũng có thể có tiềm năng sinh sống được. Nhưng những mặt trăng này phải nằm trong các Khu vực Goldilocks của các hành tinh chủ và chúng phải ở khoảng cách đủ xa để không trở thành những thế giới núi lửa như mặt trăng Io của sao Mộc.

Mặt trăng lớn thứ tư của sao Mộc Europa được cho là có các đại dương bên dưới bề mặt hành tinh, có thể có tiềm năng chứa sự sống.

Từ trường cũng là một tiêu chí quan trọng quyết định khả năng tồn tại sự sống bởi nó bảo vệ bề mặt hành tinh khỏi tia bức xạ. Các hành tinh khác cũng cần điều kiện tương tự để các dạng sống phức tạp phát triển.

Cho đến nay, các nhà thiên văn học không thể tìm thấy bất kỳ ngôi sao nào phù hợp với Mặt trời. Điều này đã tạo ra nhiều khó khăn trong cộng đồng khoa học trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất giống với chúng ta.

Nhưng chúng ta có thể tìm thấy những loại sự sống ngoài hành tinh nào? Phần lớn người ta đã chấp nhận rằng các dạng sống dựa trên carbon là cách khả thi duy nhất để sự sống có thể tồn tại. Nhiều nhà khoa học đã chỉ trích ý tưởng rằng sự sống ngoài Trái Đất phải dựa trên carbon. Theo giả thuyết, sự sống ngoài hành tinh có thể được tạo thành từ các yếu tố khác nhau cho phép chúng tồn tại ở những nơi mà con người không thể sinh sống được.

Mặt trăng lớn nhất của sao Thổ – Titan là nơi có chứa các hồ nước hydrocarbon có thể hỗ trợ sự sống. Titan là vật thể duy nhất trong không gian được phát hiện có chất lỏng trên bề mặt.

Nhà vật lý Enrico Fermi (1901 – 1954) cho rằng chúng ta chưa gặp người ngoài hành tinh bởi trí tuệ thông minh hoặc là quá hiếm hoặc là chỉ vừa mới xuất hiện trong vũ trụ. Các nhà vật lý khác thì nhận định, chúng ta chưa gặp phải sự sống ngoài hành tinh vì chúng ta đã đến muộn. Về cơ bản, họ nói rằng người ngoài hành tinh hầu hết đã chết và vũ trụ đang giãn nở quá xa để chúng ta có thể tìm thấy hài cốt của họ.

Nhiều nhà nhân chủng học và nhà thiên văn học tin rằng loài người đơn độc trong vũ trụ vì Bộ Lọc Vĩ Đại. Theo đó, có rất nhiều bước không thể xảy ra để sự sống phát triển trí thông minh và điều đó khó có thể xảy ra lần nữa.

Các nhà khoa học khác đã đưa ra giả thuyết rằng sự sống ngoài Trái Đất có tồn tại, nhưng họ đang tránh loài người để cho phép sự tồn tại nguyên thủy của chúng ta bộc lộ mà không cần sự can thiệp. Dù thế nào đi nữa, không gian vẫn là một thế giới rộng lớn có thể chứa đựng những manh mối về sự sống ngoài hành tinh.