Chỉ cần nhìn vào cơ thể chính mình, ta có thể hiểu được một phần lịch sử phát triển của vũ trụ. Cơ thể người trưởng thành là hệ thống phức tạp đến khó tin, tạo thành từ hàng nghìn tỷ tế bào gồm vô số nguyên tử góp phần cấu tạo nên Trái Đất.
Góc nhìn khoa học đằng sau cơ thể con người cũng cho ta biết nhiều điều về sự tiến hóa, quá trình phát triển Trái Đất và cả vũ trụ rộng lớn.
Cơ thể con người tạo thành từ những thành phần vô cùng nhỏ bé: Nguyên tử. Oxy là nguyên tố tồn tại nhiều nhất, tiếp đến là carbon, hydro, nitơ và canxi.
Trong 0,1 miligam cơ thể người chứa ít nhất 56 nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học, gồm cả những nguyên tố nhẹ và nguyên tố nặng, đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động sinh học của cơ thể.
Vậy điều gì trong vũ trụ khiến sự sống có mặt trên hành tinh như Trái Đất và xoay quanh ngôi sao như Mặt Trời? Chúng ta không thể cứ nói “vì vũ trụ là vậy”. Để trả lời, hàng nghìn năm qua, con người phải đưa ra giả thuyết, làm thí nghiệm, quan sát và kết luận. Những phương pháp đó dần hé lộ đáp án chúng ta đang tìm kiếm.
Thiết kế của một nghệ sĩ về không gian vũ trụ trong khoảng thời gian hình thành sao lần đầu. Ảnh: NASA. |
Những yếu tố cho một vũ trụ hoàn hảo
Yếu tố đầu tiên tạo nên sự sống là các nguyên tử hóa học. Nghiên cứu vũ trụ từ các ngôi sao lớn đến vụ nổ Big Bang giúp xác định phần lớn nguyên tố đến từ đâu.
Sau vụ nổ Big Bang chỉ có hydro, heli và một chút lithium được hình thành. Dù ở giai đoạn đầu sau vụ nổ, vũ trụ đang ở trạng thái nóng nhất, có nhiều proton cũng như neutron năng lượng cao, nhưng lúc này cũng có rất nhiều photon. Mỗi khi proton và neutron liên kết với nhau, các hạt ánh sáng này chen vào và tách chúng ra nên chỉ có các nguyên tố nhẹ được tạo.
Chỉ khi vũ trụ đã giãn nở và nguội đi, các proton và neutron mới có thể kết hợp tạo thành các nguyên tố nặng hơn. Nhưng lúc đó, vật chất quá đậm đặc và giàu năng lượng nên cho đến một khoảng thời gian sau, lúc các vì sao bắt đầu hình thành, nguyên tố nặng mới xuất hiện.
Phải mất hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu năm để vũ trụ nguội đi và lực hấp dẫn có thể tập hợp được các loại vật chất từ khắp nơi, hình thành những ngôi sao đầu tiên.
Để làm được điều đó, môi trường trong vũ trụ buộc phải không hoàn hảo. Một vài nơi phải có mật độ vật chất đậm đặc hơn bình thường.
Ngoài ra, môi trường phải đủ nguội để các electron tự do và hạt nhân ion hóa có thể kết hợp tạo thành các nguyên tử ổn định.
Kế đến là thu hút đủ lượng vật chất vào một nơi để các đám mây khí sụp đổ, hình thành nên các ngôi sao.
Ảnh minh họa thiên hà CR7 xa xôi. Ảnh: ESO. |
Và cuối cùng, năng lượng tạo ra sau vụ sụp đổ phải đủ để tạo thành phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi sao.
Yếu tố đầu tiên là một trong những bằng chứng cho vũ trụ giãn nở. Yếu tố thứ hai là nguyên nhân hình thành nền vi sóng vũ trụ. Yếu tố thứ ba tốn hàng chục đến hàng triệu năm mới xuất hiện.
Song yếu tố thứ tư lại là vấn đề nan giải. Thông thường, khí nguội đi để hình thành sao bằng cách tỏa năng lượng thông qua các nguyên tố nặng. Lúc đầu, các nguyên tố này còn chưa tồn tại, cách duy nhất để làm mát là thông qua khí hydro song quá trình này không đem lại hiệu quả bằng các nguyên tố nặng.
Do đó, những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ, còn gọi là sao loại III, rất khác với các ngôi sao được hình thành trong hiện tại. Do thiếu nguyên tố nặng, các ngôi sao loại III to gấp 10 lần Mặt Trời, chúng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian ngắn và chết sau vụ nổ sao.
Vai trò vật chất tối
Các vụ nổ sao tạo ra phần lớn nguyên tố nặng và sao neutron, các sao này lại va chạm với nhau tạo thành những nguyên tố nặng nhất: Vàng, i-ốt, bạch kim và vonfram. Những ngôi sao ban đầu và sao siêu mới của chúng rất quan trọng.
Tuy nhiên, điều này cũng đặt ra vấn đề khác. Các cụm sao ban đầu có lượng vật chất thấp nhưng những vụ nổ sao mới lại giải phóng vật chất rất nhanh, dẫn đến nguyên tố nặng bị đẩy ra môi trường liên sao. Nhưng chúng ta cần giữ lại các nguyên tố đó để hình thành thế hệ sao mới, hành tinh đất đá như Trái Đất và tạo ra sự sống. Lúc này, vật chất tối bắt đầu tham gia vào câu chuyện.
Những vật chất bình thường trong vũ trụ, các khí, bụi vũ trụ hay lỗ đen cũng không cung cấp đủ lực hấp dẫn để neo giữ các nguyên tố nặng. Một vũ trụ chỉ chứa những nguyên tử bình thường không đủ để hình thành cấu trúc đồ sộ như dải Ngân Hà chúng ta đang sống mà cần đến một thành phần phụ: Vật chất tối.
Vật chất tối giúp các cụm sao và thiên hà nguyên thủy có đủ lực hấp dẫn để giữ lại những vật liệu bị đẩy ra từ vụ nổ sao, đồng thời hút thêm nhiều vật chất khác. Theo thời gian, các ngôi sao tiến hóa hơn được hình thành và chứa nhiều nguyên tố nặng hơn.
Minh họa về hệ Mặt Trời trẻ Beta Pictoris, khá giống với thời kỳ đầu của Mặt Trời chúng ta. Ảnh: NASA. |
Khối lượng của chúng lại nhẹ hơn, góp phần tạo ra thêm nhiều nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn và các sao lùn trắng. Khi sao lùn trắng va chạm và phát nổ, chúng lại tạo thành nhiều nguyên tử như cacbon, nitơ và canxi - những nguyên tố quan trọng trong cơ thể con người.
Cuối cùng, sau hàng tỷ năm trôi qua, những thiên hà đơn lẻ như dải Ngân Hà giàu nguyên tố nặng đến nỗi khi các ngôi sao mới được hình thành, những hành tinh đất đá như Trái Đất cũng được tạo ra xung quanh chúng.
9,2 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang, ở một khu vực nào đó trong dải Ngân Hà sẽ có nhiều sao mới được tạo thành, trong số đó có cả Mặt Trời. Đĩa tiền hành tinh của ngôi sao non trẻ này kết tụ lại, tạo thành bốn hành tinh đất đá bên trong và bốn hành tinh khí khổng lồ bên ngoài. Hành tinh thứ 3 tính từ Mặt Trời mang tên Trái Đất từ từ tạo nên sự sống và con người sinh sôi ở đây.
Quy luật hình thành nên sự sống trong vũ trụ luôn là như thế. Vũ trụ với các vật chất thông thường sẽ tạo ra nguyên tố nhẹ, mật độ vật chất không hoàn hảo tạo ra thế hệ sao đầu tiên, vật chất tối giữ lại vật chất bị giải phóng và hình thành sao mới từ các nguyên tố nặng.
Thế hệ sao mới sẽ có những ngôi sao như Mặt Trời và tạo nên các hành tinh đất đá tương tự Trái Đất, từ đó sự sống bắt đầu, tồn tại và phát triển.
[Theo Zing]
Nếu bạn từng xem những bộ phim như “2012” hay “Armageddon”, hoặc đọc cuốn sách “On the Beach”, bạn hẳn đã hình dung ra một vài mối đe dọa có thể khiến sự sống trên hành tinh của chúng ta bị tiêu diệt hoàn toàn.
GD&TĐ - Hai câu hỏi lớn mà nhân loại đặt ra cho mình là sự sống trên Trái đất hình thành như thế nào và có tồn tại ở nơi nào khác ngoài Trái đất hay không?
Câu hỏi không có câu trả lời
Những nghiên cứu cho đến nay gợi ý rằng, một câu trả lời có thể giải quyết được cả hai câu đố. Chúng ta biết rằng, các loại phân tử hữu cơ quan trọng có mặt trên các tiểu hành tinh, sao chổi và tinh vân. Một số loại phân tử dường như đã được cung cấp cho Trái đất trong thời kỳ non trẻ.
Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng, số lượng phân tử hữu cơ đến Trái đất có thể có rất nhiều. Vậy phải chăng tổ tiên của tất cả các sinh vật đã đến Trái đất từ một nơi khác? Vũ trụ sâu thẳm không phải là nơi thân thiện, nhưng một số vi sinh vật có thể sống qua những điều kiện cực đoan.
Thuyết tha sinh [Panspermia]
Thuyết tha sinh [Panspermia] đã trở thành đề tài chính trong Hội thảo Breakthrough Discuss năm 2016 tổ chức tại Mỹ. Các chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau đã giới thiệu kết quả và ý tưởng liên quan đến “sự sống di cư trong vũ trụ”.
Hội thảo bắt đầu bằng phát biểu của nhà bác học thiên tài quá cố Stephen Hawking, rằng sự sống có thể lan truyền từ hành tinh này sang hành tinh khác, hoặc từ hệ sao này sang hệ sao khác, qua trung gian là các thiên thạch. Vậy, phải chăng tất cả chúng ta là người sao Hỏa?
Sự sống sao Hỏa
Ngày nay, Hành tinh Đỏ là nơi lạnh giá, khô cằn và không mến khách. Tuy nhiên trước kia trên bề mặt sao Hỏa có các đại dương đầy nước. Các nhà khoa học cho rằng, nếu sự sống hình thành trên sao Hỏa, thì sự sống đó có thể đã di cư vào vũ trụ và sau đó “đổ bộ” lên Trái đất.
Giả thuyết này có vẻ hơi gượng gạo, nhưng có nhiều điều đáng suy ngẫm. Để “lọt vào” vũ trụ, sự sống sao Hỏa cần bị ném ra không gian thông qua va chạm thiên thạch. Thông thường, điều đó có nghĩa là xuất hiện nhiệt độ và áp suất cao, có khả năng tiêu diệt hết các dạng sống trong đất.
Tuy nhiên, các nhà khoa học ước tính rằng, một số thiên thạch Sao Hỏa có nhiệt độ đủ thấp để sự sống có thể tiếp tục tồn tại. Các thiên thạch Sao Hỏa cũng có kích thước thích hợp để đến Trái đất của chúng ta dễ dàng.
Các thiên thạch phải đủ nhỏ để không biến thành plasma trong lúc bay vào khí quyển Trái đất; tuy vậy cũng phải đủ lớn để phần bên trong được bảo vệ trước các bức xạ vũ trụ nguy hiểm.
Giả thuyết về các vi thể hành tinh
Giả thuyết không quá “điên rồ”như nhiều người nghĩ.
Có khả năng là các dạng sống trên Trái đất đã thám hiểm vũ trụ sâu thẳm trước khi loài người làm việc đó. Các nhà khoa học cho rằng để tạo ra sự sống, cần phải có vật chất hữu cơ, nước, nhiệt độ và thời gian.
Quan điểm cho rằng sự sống có thể phát tán trong toàn Hệ Mặt trời thông qua các vi thể hành tinh [những vật thể rắn, được cho là tồn tại trong các đĩa tiền hành tinh] là một quan điểm rất thú vị. Trong thời gian hình thành Hệ Mặt trời, các đối tượng nhỏ hơn có thể xoay tròn, cho đến khi va chạm với Trái đất cổ đại và cung cấp những dạng sống đầu tiên.
Các đối tượng liên sao
Cùng với phát hiện vật thể liên sao “Oumuamua”, ý tưởng của thuyết tha sinh thay đổi từ sao chổi và các mảnh hành tinh trong lân cận của chúng ta sang thiên hà rộng lớn hơn. Các vật thể liên sao cho thấy có sự trao đổi vật chất giữa các hệ sao.
Mặc dù thuyết tha sinh là ý tưởng hấp dẫn, nhưng nó vẫn mâu thuẫn với vật lý, sinh học và thống kê. Chứng cớ rõ rằng nhất có thể là việc phát hiện sự sống bên ngoài hành tinh của chúng ta.
Theo Nauka
GD&TĐ - Hôm 24/9, theo phát ngôn viên Bộ Quốc phòng Nga, lực lượng vũ trang Nga đã loại bỏ tới 300 lính đánh thuê nước ngoài ở khu vực Mykolaiv, Ukraine.
GD&TĐ - MC Chu Tấn Văn sẽ trở thành giám khảo quốc tế đến từ Việt Nam chấm thi Mister Grand Philippines 2022.
GD&TĐ - Tuyển Ấn Độ bất ngờ để Singapore cầm chân với tỷ số hòa 1-1 ở lượt trận thứ hai giải Tam hùng.
GD&TĐ - Trong hai ngày 23-24/9, ngành Giáo dục huyện Đan Phượng [Hà Nội] đã tổ chức giải thể thao chào mừng 40 năm ngày Nhà giáo Việt Nam môn bóng rổ.
GD&TĐ - Apax Leaders gửi lời xin lỗi tới các phụ huynh và học viên theo học, đồng thời nêu rõ hoàn toàn không có chủ trương “bỏ rơi” khách hàng.
GD&TĐ - Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa vừa có công văn gửi Giám đốc các sở, Chủ tịch UBND các huyện, thị xã, thành phố…về việc điều chỉnh một số biện pháp phòng, chống dịch Covid-19 trong tình hình mới.
GD&TĐ - Ukraine tuyên bố rút lại việc công nhận đại sứ Iran tại Kiev và giảm số lượng các nhà ngoại giao của nước này vì bán UAV cho Nga.
GD&TĐ - 83% người hâm mộ Anh không muốn chiến lược gia Gareth Southgate dẫn dắt đội nhà dự World Cup 2022 tại Qatar.
GD&TĐ - Thứ trưởng Bộ GD&ĐT Ngô Thị Minh kêu gọi thầy cô giáo, các em HS-SV chấp hành nghiêm túc các quy định của pháp luật về an toàn giao thông.
GD&TĐ - TAND huyện Chợ Mới đã mở phiên tòa xét xử kẻ trộm tiền của bà ngoại mua Iphone tặng bạn gái.
GD&TĐ - Cựu đại úy công an Lê Thị Hiền đã bị đưa ra xét xử và tuyên phạt mức án thích đáng trong vụ án cướp tài sản tại quán bar.
GD&TĐ - Năm học 2022-2023, sẽ có thêm 40 suất học bổng Nagao, Nhật Bản cho học viên cao học ở các lĩnh vực khoa học trái đất, nông lâm sinh, môi trường.
GD&TĐ - Ngày 24/9, Trường Đại học Kinh tế - Tài chính TP.HCM [UEF] long trọng tổ chức lễ Kỷ niệm 15 năm thành lập và khai giảng năm học 2022 – 2023.
GD&TĐ - Trong đợt xét tuyển đại học chính quy đợt 2 năm 2022, Trường ĐH Trà Vinh xét tuyển bổ sung nhiều ngành học.
GD&TĐ - Đại học Kinh tế TP.HCM cùng Cơ quan Thương mại và Đầu tư Chính phủ Australia tại Việt Nam đã giới thiệu Tháng sự kiện Shine With Australia.
GD&TĐ - Thiếu giáo viên nên nhiều thầy, cô phải dạy liên cấp, tăng tiết dẫn đến “hụt hơi” khi “chạy sô” liên tục.
GD&TĐ - Khu Cù Tê là cái Tết lớn nhất, quan trọng nhất trong một năm của cộng đồng người La Chí ở Hà Giang.
GD&TĐ - Công an tỉnh Kiên Giang phá đường dây chế tạo, tàng trữ, mua bán trái phép vũ khí quân dụng với 84 khẩu súng các loại và hơn 300 viên đạn.
GD&TĐ - Sau một thời gian dài chữa trị, Trọng Hoàng đã trở lại sân cỏ tập luyện cùng các đồng đội ở Sông Lam Nghệ An.
GD&TĐ - Ngày 24/9, Hội đua bò Bảy Núi tranh Cúp Truyền hình An Giang lần thứ 27 diễn ra ngay dịp lễ Senne Dolta của đồng bào dân tộc thiểu số Khmer.