Năm 1950, nhà vật lý người Mỹ gốc Ý nổi tiếng, Enrique Fermi, đã bàn luận về vấn đề UFO và người ngoài hành tinh với các đồng nghiệp sau bữa trưa. Trong cuộc thảo luận đó, ông đột nhiên đặt ra câu hỏi: “Nếu có những nền văn minh ngoài hành tinh tồn tại, thì họ đang ở đâu?”
Thực tế, loài người không ngừng tìm kiếm sự tồn tại của các nền văn minh ngoài hành tinh thông qua nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm quan sát bằng kính viễn vọng quang học hay lắng nghe bằng kính viễn vọng vô tuyến. Tuy nhiên, cho dù chúng ta đã sử dụng những cách tiếp cận này, kết quả vẫn không thay đổi – không có bằng chứng rõ ràng về sự tồn tại của người ngoài hành tinh.
Có ít nhất 36 nền văn minh đang tồn tại trong Dải Ngân hà
Các nhà khoa học tin rằng việc con người là loài thông minh tiên tiến duy nhất trong vũ trụ là không thể. Với dựa vào xác suất, vũ trụ có khả năng tồn tại rất nhiều nền văn minh ngoài hành tinh.
Theo kiến thức vũ trụ học hiện đại, tuổi của vũ trụ là 13,8 tỷ năm. Trong suốt khoảng thời gian này, không gian vũ trụ không ngừng mở rộng. Phạm vi quan sát của con người đã đạt tới khoảng 28,5 tỷ parsec (tương đương 93 tỷ năm ánh sáng) và có ước tính khoảng 2 nghìn tỉ thiên hà trong vũ trụ mà chúng ta có thể quan sát được.
Trong số những thiên hà đó, có khoảng 200 tỷ thiên hà tương tự như Dải Ngân hà. Mỗi thiên hà có chứa khoảng 200 tỷ ngôi sao giống như Mặt Trời.
Dù điều kiện ở mỗi hệ sao có thể khác nhau, trung bình mỗi ngôi sao đều có ít nhất 5 hành tinh đá quay quanh với khối lượng nhỏ hơn Sao Thủy. Với những hành tinh đá có thể đáp xuống là điều kiện tiên quyết để hình thành các nền văn minh tiên tiến. Chúng ta có thể suy ra rằng trên toàn vũ trụ, có ít nhất 2 triệu tỷ tỷ hành tinh đá tồn tại.
Tất nhiên, sở hữu một bề mặt là hành tinh đá chưa đủ để sinh sống, môi trường thích hợp cũng là yếu tố quan trọng. Bằng việc tham chiếu đến Hệ Mặt Trời, mỗi hệ sao cần có vùng có thể ở được, trong đó khoảng cách giữa hành tinh và ngôi sao phải cho phép nhiệt độ bề mặt hành tinh nằm trong khoảng từ âm 50°C đến 50°C. Khi khối lượng và nhiệt độ của ngôi sao tăng, vùng có thể ở được sẽ xa ngôi sao và ngược lại.
Có thể giả định trong mỗi hệ sao, ít nhất một hành tinh đá nằm trong vùng có thể ở được. Sau quá trình lọc này, ước tính còn tồn tại ít nhất 400 nghìn tỷ hành tinh có thể ở được trong vũ trụ, và môi trường của chúng khác biệt so với Trái Đất.
Mặc dù các điều kiện khách quan đã được thỏa mãn, điều này không đồng nghĩa với việc có sự sống tự nhiên phù hợp. Thực tế là sự ra đời của sự sống trên Trái Đất có thể coi là một sự ngẫu nhiên với xác suất rất thấp. Tuy nhiên, dù xác suất thấp nhưng cũng không phải là không thể. Với số lượng hành tinh khổng lồ trong vũ trụ, những sự kiện có xác suất thấp này sẽ xuất hiện với số lượng lớn.
Theo một nghiên cứu của Đại học Nottingham, Anh, giáo sư vật lý thiên văn Christopher Conselice và cộng sự đã phát triển nguyên tắc Copernicus để giới hạn khả năng sự sống trong thiên hà. Họ xem xét lịch sử hình thành sao trong Dải Ngân Hà, độ tuổi và lượng kim loại của các sao, và khả năng có ngôi sao có hành tinh giống Trái Đất trong vùng ở được.
Dựa trên dữ liệu hiện có, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình trên máy tính và phát hiện rằng sau nhiều giai đoạn lọc, Dải Ngân Hà có ít nhất 36 nền văn minh đang tồn tại, và tối đa có thể lên tới 211 nền văn minh. Những nền văn minh này đạt đến trình độ tiên tiến hơn nhiều so với con người. Các nhà nghiên cứu ước tính khoảng cách trung bình giữa các nền văn minh là khoảng 17.000 năm ánh sáng.
Tại sao không tìm thấy những nền văn minh bên ngoài vũ trụ?
Có hai giả thuyết có thể giải thích điều kỳ lạ này. Thứ nhất, vũ trụ có thể còn rất trẻ, nền văn minh chưa phát triển hoặc đã tồn tại nhưng chưa tiếp cận chúng ta. Thứ hai, mọi nền văn minh có thể đều bị giới hạn bởi tốc độ ánh sáng, là tốc độ lớn nhất trong vũ trụ mà chúng ta biết đến.
Trong 13,8 tỷ năm kể từ khi vũ trụ ra đời, các ngôi sao không tồn tại ngay từ đầu mà xuất hiện dần sau vụ nổ Big Bang. Vũ trụ sơ khai có mật độ vật chất cao, và loạt sao đầu tiên rất lớn và có nhiệt độ cao hơn rất nhiều so với hiện tại.
Vì kích thước lớn và nhiệt độ cao, các ngôi sao này tổng hợp hạt nhân nhanh chóng, khiến tuổi thọ của chúng ngắn hơn chỉ vài chục triệu năm. Sau khi chết, những ngôi sao này tạo ra các vụ nổ siêu tân tinh.
Trong quá trình này, các nguyên tố siêu nặng như phốt pho, canxi, sắt, v.v. được tạo ra, là những nguyên liệu cần thiết cho sự hình thành các hành tinh đá.
Các ngôi sao có tuổi thọ dài và khối lượng vừa phải mới xuất hiện cách đây 5 tỷ năm, và chỉ sau khoảng 2 tỷ năm, hành tinh đá mới có thể phát triển ổn định. Để phát triển thành sự sống thông minh tiên tiến, cần mất tới 4 tỷ năm.
Theo giả thuyết này, vũ trụ vẫn đang ở giai đoạn sơ khai của sự hình thành nền văn minh thông minh, và con người là lứa đầu tiên của sự sống thông minh.
Giả thuyết thứ hai cho rằng nền văn minh tiên tiến trong vũ trụ có thể không được tìm thấy vì tốc độ ánh sáng là giới hạn tối đa mà chúng ta biết đến. Theo thuyết tương đối rộng của Einstein, khi vật thể di chuyển với tốc độ ánh sáng, khối lượng chuyển động tiến gần tới vô cùng, và năng lượng cần để duy trì tốc độ này cũng gần như vô hạn. Do đó, chỉ những vật thể có khối lượng tĩnh bằng 0 mới có thể đạt được tốc độ ánh sáng, điều này là không thể.
Dù chúng ta có đạt được tốc độ ánh sáng vào một ngày nào đó, thì sự rộng lớn của vũ trụ cũng tạo ra khoảng cách không thể vượt qua. Dường như những ngôi sao trên bầu trời đêm gần nhau, nhưng thực tế chúng cách xa nhau vô cùng. Khoảng cách giữa Hệ Mặt Trời và Alpha Centauri gần nhất là 4,2 năm ánh sáng. Ngay cả khi chúng ta di chuyển với tốc độ ánh sáng, đi tới hoặc lui từ đó cũng mất gần mười năm, và thời gian này không phải là ngắn trong suốt cuộc đời của một con người.
Theo nghiên cứu của Đại học Nottingham, Anh, nền văn minh gần nhất với Hệ Mặt Trời có thể cách chúng ta 17.000 năm ánh sáng. Ngay cả khi chúng ta di chuyển với tốc độ ánh sáng, chúng ta cũng phải mất 17.000 năm để đến đó. Số lượng thời gian lớn như vậy là một con số mà tất cả các nền văn minh thông minh trong vũ trụ đều không thể vượt qua.