Khi nói Trái Đất là một hành tinh có sự sống, ý của chúng ta thường hiểu là hành tinh đang cung cấp không khí, nước, các dưỡng chất và năng lượng cho nhiều loài từ vi khuẩn, thực vật cho đến động vật tồn tại.
Bản thân đất, đá, nước, khí quyển, các ngọn núi và các đại dương đều vô tri. Hay nói cách khác, Trái Đất không sống, Trái Đất chỉ là một hành tinh chứa sự sống trên bề mặt của nó, là địa điểm nơi mà sự sống có mặt.
Nhưng bây giờ, một nhóm các nhà thiên văn học tại Đại học Rochester, Viện Khoa học Hành tinh và Đại học Bang Arizona không còn đồng ý với điều đó. Họ cho rằng bản thân Trái Đất cũng là một thực thể sống, thậm chí có tâm trí và suy nghĩ của riêng nó.
Ý tưởng về những hành tinh sống
Chúng ta thực sự đang xé toạc màn ảnh của những bộ phim Marvel ở đây. Trong Guardians of the Galaxy và mới đây nhất là Eternals, khán giả đã được giới thiệu với Celestials, các thực thể sống đầu tiên tồn tại trong vũ trụ.
Celestials có trước cả sự kiện Big Bang và thậm chí cả 6 viên đá vô cực. Thực thể này điều khiển một trường năng lượng cực kỳ lớn, trên quy mô vũ trụ, có thể dùng để tạo ra các thiên hà, các ngôi sao và hành tinh.
Cha của Peter Quill, Ego là một Celestials. Với sức mạnh của mình, ông ta đã hóa thân thành một hành tinh cùng những hình nhân mở rộng, đi "gieo mầm" sự sống của chính mình khắp vũ trụ.
Các hành tinh là hóa thân của Celestials vì vậy thực chất là một hành tinh sống, tồn tại và có ý thức.
Một cách gần gũi hơn, bạn có thể nhớ tới Pandora trong bộ phim Avatar (2009). Mặc dù chỉ là một mặt trăng, nhưng Pandora cũng nuôi dưỡng một sinh quyển trù phú với hàng triệu loài động thực vật kỳ lạ.
Người bản địa ở Pandora được gọi là người Na'vi. Họ sống hòa hợp với thiên nhiên và tôn thờ một nữ thần tên là Eywa, người có khả năng điều khiển muôn loài trên Pandora. Sự tồn tại của Eywa được xác nhận bằng chuỗi liên kết của hệ thống rễ ngầm bên dưới mặt đất và ở cuối phim, khi thực thể này điều khiển muông thú tấn công đội quân xâm lược của loài người.
Eywa vì vậy cũng có thể coi là hóa thân của một hành tinh, hay nói đúng hơn là một mặt trăng sống.
Sự sống của Pandora vốn được xây dựng trên một giả thuyết có tên gọi là Gaia. Trong đó, các nhà khoa học đề xuất rằng sinh quyển của một hành tinh có thể tương tác mạnh mẽ với các hệ thống địa chất không sống của nó, như không khí, nước và đất để duy trì trạng thái hỗ trợ sự sống của mình.
Adam Frank, một giáo sư Vật lý và Thiên văn học tại Đại học Rochester lấy ví dụ về hệ thống rễ cây trong những khu rừng. Chúng được kết nối với nhau bằng một mạng lưới nấm ngầm được gọi là mạng rễ nấm.
Mạng rễ này giúp từng cây trong khu rừng được kết nối với các cây còn lại. Để nếu nó gặp căng thẳng, các cây khác có thể truyền dinh dưỡng sang nuôi nó sống sót. Đó là lý do tại sao những thân cây không có lá trong rừng vẫn có thể sống tới hàng trăm năm mà không bị mục nát.
Mở rộng ra, khu rừng cũng có thể tương tác với các loài động vật. Chúng trao đổi các hóa chất vào gió, gửi mùi hương, hạt giống để quyến rũ các loài chim và loài thụ phấn.
Bản thân rừng cũng quang hợp để hút CO2, nhả ra oxy cho các loài động vật tồn tại. Hệ sinh thái trên toàn bộ Trái Đất bằng một bàn tay vô hình nào đó đang hỗ trợ nhau cùng tồn tại. Một hoạt động tập thể của tất cả các thành phần có trong sinh quyển đang tạo ra một hệ thống sống tự duy trì trên hành tinh.
Cây cối nói chuyện với nhau như thế nào? - Suzanne Simard
Frank nói đó chính là dấu hiệu cho thấy Trái Đất cũng có sự sống của riêng nó. Ông đã trình bày ý tưởng này trong một bài báo khoa học mới xuất bản trên Tạp chí Sinh vật học Thiên văn Quốc tế.
Cùng với các đồng nghiệp Helen F. và Fred H. Gowen, hai giáo sư Vật lý và Thiên văn học tại Đại học Rochester, David Grinspoon tại Viện Khoa học Hành tinh và Sara Walker tại Đại học Bang Arizona, ông đang cố gắng chứng minh Trái Đất thực sự sống và thậm chí có tâm trí để điều hành sự sống ấy.
Bốn cấp độ của một hành tinh sống
Trong bài báo, các nhà nghiên cứu thảo luận về một thứ mà họ gọi là "trí tuệ của hành tinh" - ý tưởng nói rằng những hành tinh đều có nhận thức của riêng chúng.
Nếu các hành tinh, trong đó có bản thân Trái Đất của chúng ta có trí tuệ, con người sẽ cần những ý tưởng hoàn toàn mới để giải quyết các vấn đề toàn cầu như biến đổi khí hậu. Như Frank nói, "chúng ta muốn tồn tại dưới tư cách một giống loài, chúng ta phải sử dụng trí thông minh của mình vì lợi ích chung lớn hơn của hành tinh".
Để giúp chúng ta nhìn thấy bức tranh tổng thể, các nhà nghiên cứu đã xác định 4 giai đoạn phát triển và tiến hóa của một hành tinh sống:
Giai đoạn 1 - Sinh quyển chưa hoàn thiện: Các hành tinh có sự sống sẽ trải qua giai đoạn này trong thời kỳ sơ khai. Ví dụ với Trái Đất của chúng ta, đó là giai đoạn hàng tỷ năm về trước, khi các loài vi sinh vật mới xuất hiện, còn thảm thực vật thì vẫn chưa hình thành.
Sự sống của các sinh vật lúc này vẫn còn diễn ra lẻ tẻ, chưa thể tạo ra các phản hồi tác động lên sinh thái toàn cầu. Chúng chưa thể làm biến đổi bầu khí quyển, thủy quyển và từ đó tạo ra ảnh hưởng và tương tác lẫn nhau.
Giai đoạn 2 - Sinh quyển hoàn thiện: Đây là khoảng thời gian từ 2,5 tỷ đến 540 triệu năm trước giống như ở Trái Đất. Các lục địa khi đó đã hình thành ổn định, thảm thực vật phát triển và quang hợp khiến oxy tích tụ trong khí quyển, và tầng ôzôn xuất hiện.
Quá trình này đã hoàn thiện một sinh quyển tương tác lẫn nhau, và ảnh hưởng mạnh mẽ đến Trái Đất. Sinh quyển này đã đạt tới độ duy trì khả năng sinh sống của chính nó và hành tinh.
Giai đoạn 3 - Công nghệ chưa hoàn thiện: Đây chính là đặc trưng của Trái Đất ở thời điểm hiện tại, khi công nghệ ra đời. Trên hành tinh của chúng ta, loài người đã trở thành loài động vật bậc cao, vượt lên trên tất cả các loài sinh vật khác để kiến tạo ra những hệ thống và công nghệ ảnh hưởng trực tiếp tới hành tinh.
Lấy ví dụ chúng ta đã tạo ra các hệ thống giao thông, liên lạc, điện tử, máy tính… Tuy nhiên, thế giới công nghệ này được cho là chưa hoàn thiện, vì chưa được tích hợp vào các hệ thống khác của Trái Đất để tự vận hành và duy trì sự sống của nó.
Phần lớn năng lượng mà chúng ta đang sử dụng là từ nhiên liệu hóa thạch. Việc làm đó đã khiến các đại dương và bầu khí quyển bị suy thoái. Công nghệ và năng lượng mà chúng ta tiêu thụ để tồn tại hóa ra lại đang phá hủy chính hành tinh quê hương của chúng ta. Hậu quả cuối cùng là chính chúng ta sẽ bị hủy diệt.
Giai đoạn 4 - Công nghệ hoàn thiện: Theo Frank và các đồng nghiệp, đây là cái đích mà con người nên hướng tới trong tương lai, trong vai trò là loài kiến tạo hành tinh.
Chúng ta cần tạo ra hoặc nâng cấp các hệ thống công nghệ hiện tại để tích hợp chúng được vào sinh quyển. Chúng ta cần tạo ra một vòng năng lượng tuần hoàn, hỗ trợ sự tồn tại của chúng ta nhưng không gây hại cho Trái Đất.
Công nghệ trưởng thành là một hành tinh cho phép sinh quyển phát triển cùng với công nghệ, để cả hai cùng trở nên trù phú hơn.
Đưa Trái Đất tiến hóa đến giai đoạn cuối cùng
"Các hành tinh đều phải phát triển qua các giai đoạn chưa hoàn thiện cho đến hoàn thiện. Và trí tuệ của hành tinh là dấu hiệu cho biết thời điểm bạn đạt được tới giai đoạn một hành tinh hoàn thiện", Frank nói.
Trí tuệ hành tinh mà ông nhắc tới có thể hiểu là một sự cộng hưởng trí tuệ của tất cả các loài. Nó giống như một hệ thống phức tích hợp, ràng buộc, tự phản hồi và tự duy trì.
Nói một cách đơn giản, một hệ thống phức tích hợp là bất cứ thứ gì được xây dựng từ các phần nhỏ hơn, tương tác với nhau sao cho tổng thể của hệ thống hoàn toàn phụ thuộc vào sự tương tác giữa các thành phần trong đó.
Có nghĩa là, tổng của hệ thống phải lớn hơn tổng thể các thành phần của nó. Ví dụ về các hệ thống phức hợp này có thể kể đến như Internet, thị trường tài chính, các khu rừng và bộ não con người...
Về bản chất, một hệ thống phức hợp sẽ thể hiện các thuộc tính hoàn toàn mới khi các phần riêng lẻ tương tác với nhau. Chẳng hạn, rất khó để phân biệt tính cách của một con người chỉ bằng cách kiểm tra các tế bào thần kinh trong não của người đó.
Cũng chính vì vậy, Frank và các đồng nghiệp của ông cho biết ở giai đoạn tiến hóa thứ 3 của Trái Đất, chúng ta chưa thể xác định được chính xác các thuộc tính của giai đoạn thứ 4 sẽ như thế nào.
Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, một hệ thống phức hợp với trí thông minh hành tinh sẽ có hai đặc điểm xác định: Nó sẽ có hành vi mới và cần phải tự duy trì.
"Sinh quyển đã tìm ra cách tự tổ chức sự sống từ hàng tỷ năm trước, qua việc tạo ra các hệ thống vận chuyển nitơ và carbon. Bây giờ chúng ta phải tìm ra cách để đạt được đặc tính tự duy trì đó với thế giới công nghệ", Frank nói.
"Câu hỏi trị giá hàng triệu đô la là tìm hiểu trí thông minh hành tinh trông như thế nào và có ý nghĩa như thế nào đối với chúng ta trong thực tế bởi vì chúng ta chưa biết cách chuyển sang một thế giới công nghệ hoàn thiện".
Toàn bộ mô hình mà Frank và các đồng nghiệp đặt ra nhằm mục đích đưa Trái Đất và nền văn minh loài người thoát ra khỏi con đường tự sát. Ông cho biết bất kỳ một thế giới nào tồn tại sự sống trong vũ trụ cũng phải vượt lên được giai đoạn phát triển thứ ba của mình.
Nếu NASA có tìm thấy một nền văn minh ngoài Trái Đất tồn tại, khả năng cao đó cũng sẽ là một nền văn minh công nghệ hoàn thiện, Frank nói. "Chúng ta đang đề cập đến những nền văn minh đã không tự sát, có nghĩa là chúng phải đạt đến giai đoạn của một hành tinh thực sự thông minh.
"Đó là sức mạnh của nghiên cứu này: Nó kết hợp những gì chúng ta cần biết để tồn tại trong cuộc khủng hoảng khí hậu với những gì có thể xảy ra trên bất kỳ hành tinh nào, nơi có sự sống và trí thông minh phát triển".
Tham khảo Phys
