Thang đo Kardashew
Năm 1964, nhà thiên văn học người Xô Viết, Nikolai Kardashev đã đề xuất ra một giả thuyết về thang đo mức phát triển của một nền văn minh dựa trên lượng năng lượng mà nền văn minh đó có thể khai thác và sử dụng.
Năng lượng là cốt lõi của một nền văn minh. Không có năng lượng, chúng ta không thể sống, và càng sử dụng nhiều thì chúng ta càng phát triển với tốc độ nhanh hơn.
“Một xã hội hay một nền văn minh càng phát triển và hiện đại thì càng đòi hỏi nhiều năng lượng để cung cấp cho toàn bộ dân số, vận hành các loại máy móc khác nhau và có khả năng khai thác tối đa nguồn năng lượng đó”.
Thang đo này chia làm 3 mức độ, và các mức độ sau nay đều dựa trên nền tảng của 3 mức trước để đề ra.
Nền văn minh loại 1 hay còn gọi là là nền văn minh cấp hành tinh
Ở cấp độ này, nền văn minh có khả năng lưu trữ và sử dụng triệt để nguồn năng lượng trên hành tinh mẹ. Điều đó có nghĩa là khi chúng ta đã sử dụng tối ưu những nguồn năng lượng khác nhau trên Trái Đất như gió, nước và những hiện tượng tự nhiên như núi lửa và bão tố cũng như có thể điều khiển toàn bộ hành tinh, ví dụ như kiếm soát thời tiết, thay đổi địa chất hành tinh,…
Hiện tai thì loài người chúng ta còn chưa đạt nổi loại 1. Chúng ta đang ở đâu đó ở mức 0,73. Và theo nhà vật lý học Michio Kaku Chúng ta sẽ mất vài trăm năm nữa để đạt được loại 1 và khoảng vài nghìn năm để đạt tới loại 2.
Nền văn minh Loại 2 hay còn gọi là nền văn minh cấp sao
Ở cấp độ này mức độ sử dụng năng lượng của nền văn minh đã vươn ra khỏi hành tinh mẹ và cụ thể là khai thác nguồn năng lượng lớn và gần nhất đó chính là ngôi sao chủ trong hệ sao gốc. Bộ não Loại I yếu ớt của chúng ta khó có thể tưởng tượng nổi làm cách nào có thể thực hiện việc này, nhưng nếu ta cố hết sức, hãy tưởng tượng mọi thứ như một Quả cầu Dyson.
Quả cầu Dyson được mô tả dựa theo ý tưởng của nhà vật lý học và nhà toán học Freeman Dyson vào năm 1960 – đây là là một cấu trúc khổng lồ bao quanh một ngôi sao có thể là mặt trời để có thể khai thác tối ưu năng lượng của nó. Nguyên liệu để tạo nên Quả cầu Dyson được tạo nên từ toàn bộ tài nguyên có trong hệ sao đồng nghĩa rằng những đột phá về công nghẹ của nền văn minh loại 2 có thể giúp họ rút ngắn đáng kể thời gian du hành không gian cũng như khai thác và vận chuyển các nguồn tài trong toàn bộ hệ sao một cách dễ dàng.
Nền văn minh Loại 3 hay còn gọi là nền văn minh cấp độ thiên hà
Khoảng cách từ cấp độ 2 đến cấp độ 3 có thể lên tới con số 100.000 năm hoặc thậm chí là lâu hơn nữa.
Ở cấp độ này nền văn minh có khả năng kiểm soát năng lượng của toàn bộ thiên hà. Cách khai thác năng lượng ở cấp độ này cũng tương tự như loại 2, nhưng ở quy mô hàng tỉ tỉ hệ sao trên khắp thiên hà. Thậm chí còn có thể lấy năng lượng từ cả hố đen.
Một nền văn minh loại 3 hoàn toàn có thể liên tục bành trướng khám phá tìm kiếm các nền văn minh trong vũ trụ với công nghệ du hành vũ trụ liên sao và thậm chí có thể thuộc địa hóa toàn bộ thiên hà.
Nếu các giả thuyết về Thang đo Kardashew là đúng thì câu hỏi đặt ra là những nên văn minh tiên tiến kia đang ở đâu khi mà không có dấu hiệu nào của trí tuệ ở những nơi nào khác bị phát hiện, bất kể là trong ngân hà của chúng ta hay trong khoảng 80 tỷ ngân hà khác của vũ trụ quan sát được.
Nhìn vào hành tinh xanh trong Hệ Mặt trời, chúng ta phải tự nhận rằng mình là những kẻ may mắn. Trái Đất nằm ở vị trí hoàn hảo với ngôi sao trung tâm, trong trường hợp này là Mặt Trời. Vị trí này không quá gần nên Trái Đất không bị đốt cháy như Sao Thủy và cũng không quá xa để khiến hành tinh của chúng ta bị đóng băng như sao Thiên Vương.
Mặc dù chúng ta có những sa mạc khô nóng, điển hình như thung lũng Death Valley, ở bang California có thể ghi nhận mức nhiệt lên tới trên 55 độ C, hay thị trấn Oymyakon ở Siberia, Nga có thể lạnh tới -40 độ C. Tuy nhiên, mức nhiệt này vẫn được xem là kém khắc nghiệt hơn rất nhiều so với những hành tinh xa xôi trong Hệ Mặt trời. Tức là chúng vẫn đủ để nước tồn tại ở dạng lỏng, các tế bào có thể phát triển và sự sống có thể sinh sôi.
Tuy nhiên, Trái Đất không phải là hành tinh duy nhất có được một vị trí đẹp trong dải ngân hà. Theo thống kê, trong mỗi hệ sao đều có một hành tinh như vậy. Thí dụ như Trái Đất là hành tinh duy nhất nằm trong khu vự hoàn hảo của Hệ Mặt trời của chúng ta; hay ngoại hành tinh Proxima Centauri b – nằm cách Trái Đất khoảng 4,2 năm ánh sáng (1,3 parsec) trong chòm sao Centaurus. Đây được xem là hành tinh ngoại gần nhất được biết đến và đang quay quanh khu vực có thể sinh sống được của ngôi sao của nó.
Dựa trên những giả thuyết đặt ra, để người ngoài hành tinh tồn tại, họ cũng cần phải sống trong các khu vực hoàn hảo này.
Theo ước tính của NASA, chỉ riêng trong dải ngân hà này thôi đã có 250 tỷ ngôi sao và nếu nhìn rộng ra ngoài vũ trụ thì chúng ta có đến hơn 100 tỷ thiên hà khác.
Điều đó có nghĩa là nếu các thiên hà đều có cùng kích cỡ, vũ trụ này có đến hơn 70.000 tỷ tỷ ngôi sao nằm trong vũ trụ nhìn thấy được. Nếu chỉ lấy 0.01% số các ngôi sao trong đó để tạo ra sự sống thôi, thì trên lý thuyết đã có quá nhiều nơi để sự sống sinh sôi nảy nở.
Trong năm 2013, các nhà phi hành gia đã đong đếm được có ít nhất khoảng 6 tỷ hành tinh giống với Trái Đất trong dải ngân hà của chúng ta. Thế nhưng sự sống ngoài Trái Đất mà chúng ta tìm được kể từ khi bắt đầu khám phá vũ trụ cho tới nay là số 0 tròn trĩnh.
Đây chính là lúc Fermi Paradox – hay Nghịch lý Fermi được nhắc tới, như một sự giải thích cho tất cả sự biến mất khó hiểu ấy của sự sống.
Nghịch lý Fermi
Nghịch lý này được đặt tên theo nhà vật lý học Fermi Enrico, khi ông mô tả sự mâu thuẫn rõ rệt giữa khả năng cao về sự tồn tại của sự sống ngoài hành tinh hay là sự thiếu bằng chứng trong việc xác thực điều này. Theo ông, thứ thậm chí còn đáng sợ hơn, là chúng ta thực sự cô đơn trong vũ trụ rộng lớn này, hay chỉ vì chúng ta chưa thể thực sự “nhìn” thấy họ.
Để giải thích cho nghịch lý đó, Fermi đã đưa ra thêm giả thuyết về sự tồn tại của người ngoài hành tinh có tên là “The Great Filter” (tạm dịch: Quá trình chọn lọc vĩ đại). Theo đó, vũ trụ của chúng ta đã tồn tại được gần 14 tỷ năm và không ai bàn cãi về mức độ rộng lớn của nó.
Thế nhưng với ngần ấy thời gian, vũ trụ dường như trống rỗng. Không hề có dấu hiệu nào của các nền văn minh tân tiến. Từ đây, các nhà khoa học nghĩ rằng có một “thứ gì đó” đang ngăn cách con người chúng ta hoặc những nền văn minh có thể đã từng tồn tại khác phát triển để có thể liên lạc với những nền văn minh cao hơn.
Đây là một sự kiện, một sự chọn lọc để xem rằng liệu giống loài đó có đủ khả năng để phát triển cao hơn hay không. Không ai biết điều gì sẽ xảy ra khi chúng ta thực sự vượt qua được thử thách ấy, nhưng nếu không thì nền văn minh đó sẽ bị tận diệt.
Đây chính là “sự chọn lọc tự nhiên” – một bước ngoặt quyết định sự phát triển của một nền văn minh hoặc thậm chí là về sự sống còn của nền văn minh đó. Tuy nhiên, giả thuyết “The Great Filter” không chỉ có vậy. Các nhà khoa học chia “The Great Filter” ra làm hai trường hợp: Một là quá trình chọn lọc này đã xảy ra rồi, hai là nó vẫn đang chờ đợi chúng ta ở phía trước.
Trong đó, mỗi trường hợp đều đưa ta đến một giả định khác nhau về tương lai của nhân loại. Ở trường hợp đầu tiên, khi quá trình chọn lọc này đã xảy ra rồi, con người có thể là sinh vật thông minh duy nhất còn tồn tại.
Ở những nơi có sự sống khác, giả thuyết giải thích rằng trong quá trình phát triển của sinh vật sống, điều gì đó đã xảy ra khiến các loài sinh vật khác phải đầu hàng. Đó có thể là một dịch bệnh lớn quét sạch mọi sự sống, đó có thể là một thiên thạch khổng lồ như những gì đã xảy ra với loài khủng long.