🤔 Phương trình Drake: Có phải con người là duy nhất và đơn độc trong vũ trụ rộng lớn?

🌎 Kể từ khi bắt đầu nền văn minh của loài người, chúng ta đã nhìn lên các vì sao và tự hỏi trong sự kinh ngạc. Sự rộng lớn của vũ trụ không được biết đến trong thời kỳ đầu của con người, nhưng trong những thập kỷ và thế kỷ gần đây, chúng ta đã bắt đầu nhận ra vũ trụ thực sự lớn đến mức nào.
Chỉ riêng với hàng trăm tỷ ngôi sao trong thiên hà của chúng ta và với hàng trăm tỷ thiên hà trong vũ trụ quan sát được, một câu hỏi hiển nhiên phải được đặt ra: Có ai khác ngoài kia không?
🙆 Điều này đã mê hoặc tất cả mọi người từ các nhà lý luận âm mưu và các vị vua cho đến các nhà thiên văn học hiện đại hay các nhà sản xuất Hollywood, nhưng vào năm 1961, một người đàn ông tên Frank Drake đã đưa ra một phương trình đo lường khả năng tiếp xúc với cuộc sống thông minh khác trong thiên hà của chúng ta – Ngân Hà.
⁉️ Đó là mục tiêu thiết yếu của Phương trình Drake, và trong khi nó đã được tranh luận sôi nổi trong nhiều thập kỷ, nó vẫn là một trong những phương pháp ngắn gọn và đáng tin cậy nhất để có một câu trả lời tạm thời cho câu hỏi muôn thuở: Có phải chúng ta đơn độc trong vũ trụ?

1️⃣ Phương trình Drake:
⚛️ Khi Frank Drake lần đầu tiên đưa ra ý tưởng cho phương trình Drake, ông thực sự đang cố gắng tạo ra một cuộc trò chuyện về việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất (SETI). Tuy nhiên, thiết kế đơn giản và toàn diện của phương trình này đã trở thành một công cụ huyền thoại: N = R* . fp . Ne . fl . fi . fc . L
⚛️ Trong đó:
N = số lượng nền văn minh kĩ thuật tiên tiến trong Ngân Hà.
R* = xác suất bình quân các ngôi sao được hình thành mỗi năm trong Ngân Hà.
fp = xác suất số ngôi sao có hệ hành tinh.
Ne = xác suất số hành tinh trong hệ hành tinh có hỗ trợ sự sống.
fl = xác suất hành tinh phù hợp đã thực sự xuất hiện sự sống.
fi = xác suất để sự sống phát triển thành sinh vật thông minh.
fc = xác suất một nền văn minh có công nghệ phát triển tới mức các dấu hiệu của họ có thể nhận thấy trong không gian.
L = khoảng thời gian một nền văn minh như vậy phát các tín hiệu vào không gian.

2/ Tính chính xác của Phương trình Drake?
⚛️ Mặc dù nó có vẻ như là một phương trình đơn giản, nhưng vấn đề không phải nằm ở việc giải đáp ẩn số cuối cùng - N, mà là trong việc xác định những biến nên được đưa vào.
⚛️ Ba biến đầu tiên (tỷ lệ hình thành sao trung bình,ngôi sao sở hữu hệ hành tinh và tiềm năng hỗ trợ sự sống trên hành tinh đó) tương đối dễ xác định:
- R* - Bằng cách quan sát các thiên hà hàng xóm với Ngân Hà và các đám mây bụi khí còn sót lại từ quá trình hình thành sao, chúng ta có thể tính toán một cách chắc chắn rằng tốc độ hình thành sao hiện tại là khoảng 1,5-3 ngôi sao mỗi năm.
- fp - Tỷ lệ các ngôi sao có hệ hành tinh này thường được coi là 1, tức việc các hành tinh sẽ quay quanh một ngôi sao mẹ như là một quy luật, chứ không phải là ngoại lệ.
⚛️ Ne - Số lượng các hành tinh có thể hỗ trợ sự sống xung quanh mỗi ngôi sao đó (có giá trị từ 3 đến 5) phần lớn phải nằm trong vùng Goldilocks, vùng mà ở đó có khoảng cách phù hợp đễ nước có thể tồn tại – dấu hiệu của sự sống, Trái Đất là một ví dụ, nó nằm trong vùng Goldilocks cảu Hệ Mặt Trời. Hỏa Tinh và Kim Tinh cũng nằm trong vùng Goldilocks này, và các nhà khoa học cho rằng từng có nước trên bề mặt của các hành tinh này nhưng vì khí quyển và nhiều bụi cũng như các khí nhà kính nên nước về lâu dài đã bốc hơi hết.
Nhưng 4 biến số cuối mới thực sự gây tranh cãi:
⚛️ fl – Xác suất hành tinh thực sự đã xuất hiện sự sống, chưa được kiểm chứng. Chúng ta biết rằng cuộc sống có thể phát triển, nhưng không có nghĩa là nó đã xuất hiện. Một số người nói rằng vì nó phù hợp nên sự sống chắc chắn sẽ xuất hiện, làm cho biến này bằng 1, trong khi những người khác cho rằng nó là 1/100, hoặc thậm chí nhỏ hơn!
⚛️ fi - xác suất để sự sống phát triển thành những sinh vật thông minh cũng tương tự như trên. Nhiều ý kiến ​​cho rằng cuộc sống thông minh là không thể tránh khỏi, lấy Trái đất làm ví dụ (con người tiến hóa từ những dạng sống nguyên sinh và cuối cùng trở nên thông minh như ngày nay), trong khi các nhà phê bình cho rằng cơ hội xuất hiện sinh vật thông minh là 1/1,000,000,000, vì cũng có hằng trăm triệu loài vật không phát triển nền văn minh như con người trên Trái Đất.
⚛️ fc –Xác suất cho việc các nền văn minh này đã gửi tín hiệu về sự tồn tại của họ ra không gian. Điều này cũng có thể phần lớn là phỏng đoán, nhưng Drake đã ước tính con số này là 1/100, nghĩa là chỉ có 1% các nền văn minh ngoài Trái Đất có trình độ khoa học kĩ thuật cao. Mặc dù cũng có những ý kiến cho rằng cơ hội đó là 100%, nếu có đủ thời gian.
⚛️ L - Cuối cùng, thời gian tín hiệu về sự sống đã được gửi đi. Ví dụ, có lẽ một nền văn minh đã nổi lên 10 triệu năm trước, phát tín hiệu, nhưng sau đó tự hủy trước khi nó có thể kết nối với chúng ta. Đây là biến có độ linh hoạt cao nhất, có giá trị từ vài trăm tới hàng tỷ năm.

3/ Các ước tính của Frank Drake?
⚛️ Vào năm 1961, Drake đã ước tính N với một phạm vi khá đơn giản và đưa ra hai giá trị, tối thiểu và tối đa như sau: Ước tính tối thiểu của các nền văn minh có kĩ thuật tiên tiến trong thiên hà của chúng ta là 20, trong khi tối đa là khoảng 50,000,000.
⚛️ Bản thân Frank Drake tin rằng con số chính xác nằm khoảng từ 1,000 đến 1,000,000.
⚠️ Nên nhớ rằng, mục đích ban đầu của phương trình Drake không phải là để xác định chính xác số lượng các nền văn minh tiên tiến trong Ngân Hà. Mà là để kích thích tư duy trong lĩnh vực này và hy vọng mọi người sẽ xem xét mở rộng phạm vi nghiên cứu của họ.

🎯 Cuối cùng, Frank Drake đã cực kỳ thành công, nhưng với hàng trăm tỷ ngôi sao ngoài kia, chúng ta sẽ không bao giờ biết được con số chính xác.

📂 Nguồn: Science Realm, NASA, ScienceABC, Wikipedia, Science-HowStuffWork, SETI và Sách COSMOS của Carl Sagan.

#ScienceRealm #Astronomy #ThienVanHoc #SpaceScience #KhoaHocKhongGian #Biology #SinhHoc #Technology #CongNghe #Mathematics #ToanHoc