Trái đất đủ lớn để không bị người ngoài hành tinh xâm chiếm?

Năm 1950, trong buổi ăn trưa cùng đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, nhà vật lý người Mỹ gốc Ý Enrico Fermi đặt câu hỏi: nếu người ngoài hành tinh thực sự tồn tại, họ đang ở đâu?

Nghịch lý Fermi ra đời sau đó, đề cập tới sự chênh lệch giữa ước tính của con người về khả năng tồn tại các nền văn minh ngoài Trái Đất (ETI), với thiếu hụt bằng chứng về những nền văn minh này.

Cụ thể, nghịch lý Fermi cho rằng trong dải Ngân Hà hơn 13,5 tỷ năm tuổi với khoảng 100-400 tỷ ngôi sao, chắc hẳn tồn tại nền văn minh ngoại lai tiên tiến khác. Những giống loài tiên tiến này sẽ tìm cách xâm chiếm các hành tinh khác để mở rộng phạm vi văn minh của mình. Do đó, du hành vũ trụ giữa các vì sao là khả thi, thậm chí bình thường với ETI.

Song, có thể do hiểu biết hạn chế về vật lý, những “sinh vật” bên ngoài Trái Đất và chúng ta chưa tìm thấy nhau. Đặc biệt, khoảng cách và thời gian là yếu tố khiến cho bằng chứng về sự giao thoa giữa các hành tinh chưa đủ nhiều.

Hai nhà khoa học nổi tiếng trong ngành là Carl Sagan và William I. Newman cho rằng các tín hiệu và tàu thăm dò ETI có thể đơn giản là chưa đến Trái Đất.

Theo ước tính của riêng Sagan và Newman, thời gian để một ETI khám phá toàn bộ thiên hà của họ bằng hoặc ít hơn tuổi của thiên hà chúng ta (13,5 tỷ năm).

Nếu các thiết bị thăm dò hoặc tín hiệu nền văn minh ngoại tộc vẫn chưa đến được với chúng ta, điều này có nghĩa sự sống có tri giác chỉ mới bắt đầu xuất hiện trong nền văn minh của họ. Nói cách khác, thiên hà khác đang ở trong trạng thái mất cân bằng, chuyển từ không có người sinh sống sang có người.

Kỹ sư hàng không vũ trụ Mỹ Geoffrey A. Landis là người đưa ra lập luận thuyết phục nhất về các giới hạn bởi định luật vật lý.

Năm 1993, ông cho rằng nếu theo Thuyết Tương đối, một nền văn minh ngoại lai chỉ có thể mở rộng ảnh hưởng trong phạm vi thiên hà họ sống.

Lập luận Landis xoay quanh khái niệm toán học và vật lý thống kê được gọi "Lý thuyết thấm" (percolation theory), mô tả cách một mạng lưới hoạt động khi các liên kết bị loại bỏ. Theo lý thuyết này, khi loại bỏ đủ các liên kết, mạng lưới sẽ chia nhỏ thành những cụm kết nối nhỏ hơn, tương tự người di cư.

Landis nhận định trong một thiên hà có sự sống thông minh, sẽ không có "sự đồng nhất về động cơ" giữa các nền văn minh ngoài Trái Đất. Mô hình của ông giả định nhiều động cơ khác nhau, một số chọn cách khám phá và bành trướng trong khi số khác chọn yên phận.

"Nếu số lượng nền văn minh ngoài Trái Đất đủ lớn, rất có thể có những nền văn minh không rõ vì động cơ gì mà chọn sống trong hòa bình. Đối với họ, việc thực dân hóa sẽ mất một khoảng thời gian dài và rất tốn kém", ông viết.

"Hoàn toàn hợp lý khi cho rằng không phải tất cả nền văn minh quan tâm việc bỏ ra khoản phí lớn để kiếm lợi nhuận không chắc chắn trong tương lai. Đôi khi, ở những hành tinh cách xa chúng ta hàng vạn dặm, ý tưởng thuộc địa hóa không được quan tâm quá nhiều", Landis cho biết.

Một loài tiên tiến sẽ không xâm chiếm thiên hà khác nhanh chóng và liên tục. Thay vào đó, chúng sẽ từ từ vươn ra bên ngoài trong khoảng cách hữu hạn, bởi chi phí ngày càng tăng và vấn đề thời gian làm hạn chế khả năng liên lạc, quản lý thuộc địa bên ngoài.

Do đó, việc thuộc địa hóa không đồng nhất mà xảy ra theo từng cụm, dẫn đến việc có những vùng đất rộng lớn chưa thể được tìm thấy.

Lập luận tương tự được Adam Frank và nhóm các nhà nghiên cứu ngoại hành tinh từ Nexus thuộc NASA đưa ra vào năm 2019. Nhóm này cho rằng việc định cư trong thiên hà xảy ra theo từng cụm vì không phải tất cả hành tinh đều phù hợp cho sự sống của giống loài đi xâm chiếm.

Tuy nhiên, việc tiếp cận được một hệ sao mới chỉ là bước khởi đầu. Khi đã định cư được trên một hành tinh phù hợp cho sự sống và ở gần Trái Đất, ETI còn phải thiết lập cơ sở hạ tầng để liên lạc giữa các vì sao và mất đến 8 năm rưỡi để gửi thông điệp và nhận câu trả lời từ Trái Đất.

Theo đó, để duy trì sự kiểm soát thuộc địa mới hoặc ít nhất gây ảnh hưởng lớn về mặt văn hóa cần tốn nhiều thời gian và công sức. Có lẽ đó là lý do các nền văn minh tiên tiến khác vẫn chưa tiếp cận với Trái Đất, không phải vì không thể mà vì điều này là không cần thiết.