Vài năm trước, các nhà nghiên cứu đã hỏi 2.000 người về câu hỏi khoa học mà họ muốn được trả lời nhất. Đầu danh sách là: chúng ta có đơn độc trong Vũ trụ không?
Tôi đã rất ngạc nhiên (và khá vui mừng) bởi thực tế là rất nhiều người nghĩ rằng câu hỏi này là quan trọng, vì nó cũng luôn khiến tôi tò mò.
Nhưng liệu chúng ta có đang tiến gần hơn đến câu trả lời cho câu hỏi đó: liệu chúng ta có bao giờ tìm thấy sự sống ngoài Trái đất không?
Năm 1961, nhà khoa học người Mỹ Frank Drake đã cố gắng định lượng vấn đề bằng cách xem xét các xác suất, đặt ra các tham số sẽ ảnh hưởng đến số lượng các nền văn minh đang hoạt động và giao tiếp trong Thiên hà của chúng ta.
Ông đã đưa ra một phép tính được gọi là Phương trình Drake. Phương trình Drake có thể được biểu diễn như sau:
N = r* x fp xfg _ x ne x tôi _ x tôi _ x fc x L
R* = tốc độ hình thành sao hàng năm trong Thiên hà
fp = tỷ lệ các ngôi sao có các hành tinh quay quanh chúng
fg = tỷ lệ các ngôi sao có thể hỗ trợ các hành tinh có thể ở được
ne = số hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống (trên mỗi ngôi sao có hành tinh)
fl = tỷ lệ các hành tinh thực sự phát triển sự sống tại một thời điểm nào đó
fc = tỷ lệ các nền văn minh phát ra các dấu hiệu có thể phát hiện được về sự hiện diện của họ
L= độ dài trung bình mà một nền văn minh tồn tại
OK, vậy là chúng ta có phương trình nổi tiếng của Drake, nhưng liệu chúng ta có thể thực sự áp dụng các giá trị cho các phần khác nhau của công thức tốt đến mức nào?
Khi Drake lần đầu tiên xem xét phương trình này khoảng 53 năm trước, chỉ có số hạng đầu tiên, R* – tốc độ hình thành sao hàng năm trong Thiên hà – có bao nhiêu ngôi sao được sinh ra – được biết với độ tin cậy cao.
Nhưng với thiết bị ngày càng tinh vi, chúng tôi đã thu thập được ngày càng nhiều thông tin từ các quan sát của mình.
Ước tính của chúng tôi về fp , tỷ lệ các ngôi sao có hành tinh quay quanh chúng, đã được cải thiện rất nhiều kể từ khi phát hiện ra ngoại hành tinh đầu tiên vào năm 1992.
Các giá trị của fg , tỷ lệ các ngôi sao có thể hỗ trợ các hành tinh có thể ở được, ngày nay cũng được hiểu rõ hơn, mặc dù định nghĩa của chúng ta về những gì làm cho một hành tinh có thể ở được chỉ giới hạn trong một ví dụ mà chúng ta có – Trái đất – và do đó phụ thuộc vào sự sẵn có của nước ở thể lỏng.
Tham số tiếp theo, ne , số lượng hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống (trên mỗi ngôi sao có hành tinh), đã thúc đẩy quá trình tìm kiếm các hành tinh giống Trái đất của chúng ta thay vì các thế giới giống Sao Mộc lớn hơn, dễ phát hiện hơn mà các cuộc tìm kiếm trước đây đã tiết lộ.
Tại thời điểm này, chúng tôi đạt đến một chút ranh giới và chúng tôi phải sử dụng phương pháp đánh giá khách hàng thay vì ước tính để điền vào phần còn lại của các tham số.
Chúng ta đang trên đà có thể đo được những dấu hiệu ban đầu của fl , tỷ lệ các hành tinh thực sự phát triển sự sống tại một thời điểm nào đó, bằng cách sử dụng phép phân tích quang phổ.
Sự sống như chúng ta biết để lại các dấu hiệu hóa học trong bầu khí quyển của một hành tinh – dấu hiệu sinh học – có thể được phát hiện bằng cách phân tích sự hấp thụ ánh sáng xuyên qua nó.
Thậm chí có thể cảm nhận được fi , tỷ lệ các hành tinh sẽ phát triển sự sống thông minh, bằng cách sử dụng một phương pháp tương tự.
Một số hóa chất không xảy ra một cách tự nhiên, vì vậy nếu chúng ta phát hiện ra chúng trên một ngoại hành tinh thì có khả năng dân số của nó đã đạt được những tiến bộ công nghệ.
Hai thuật ngữ cuối cùng thậm chí còn khó hơn: fc , tỷ lệ các nền văn minh phát ra các dấu hiệu có thể phát hiện được về sự hiện diện của chúng và L , độ dài trung bình mà một nền văn minh tồn tại, rất khó đánh giá khi bạn chỉ có một mẫu, chúng tôi .
Do tính chất mơ hồ của các số hạng sau này, các ước tính về giá trị của N – số lượng các nền văn minh trong Thiên hà của chúng ta mà chúng ta có thể liên lạc được – có thể thay đổi hơn 10 bậc độ lớn.
Đây có thể được coi là một vấn đề, nhưng điều đó có lẽ đang thiếu điểm quan trọng của Phương trình Drake, vì nó không nên được coi là một công cụ ước tính mà là một kế hoạch chi tiết về cách tìm kiếm sự sống trong Thiên hà.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 10 năm 2014 của Tạp chí BBC Sky at Night .