Cây sự sống thiên hà là gì?

Nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất có lẽ là một trong những câu hỏi cổ xưa và quan trọng nhất ám ảnh con người.

Đã đến lúc xem xét ý tưởng panspermia một cách nghiêm túc hơn?

Trong hơn một thế kỷ rưỡi kể từ khi Darwin đưa ra thuyết tiến hóa của mình, chúng ta đã có sự hiểu biết vững chắc về sự sống trên hành tinh của chúng ta nhưng vẫn chưa có lý thuyết rõ ràng về cách mà tất cả bắt đầu. Trước những khám phá gần đây, có thể đã đến lúc nghiêm túc xem xét câu trả lời ở đâu đó khác.

Kể từ những năm 1920, nhiều nhà khoa học đã tập trung phát triển lý thuyết abiogenesis – hay sự tiến hóa ban đầu của sự sống từ các chất vô cơ hoặc vô tri. Điều này có nghĩa là tận dụng môi trường hóa học mà Trái Đất ban đầu cung cấp và tìm hiểu cách chuyển hóa từ tiến hóa hóa học sang tiến hóa sinh học. Nói cách khác, có một con đường đơn giản để xem liệu cạnh tranh giữa các phản ứng hóa học khác nhau có thể tạo ra các phân tử tự sao chép không? Khi các phân tử tự sao chép này xuất hiện, chúng sẽ nhanh chóng lấn át tất cả các phân tử khác, khởi động quá trình tiến hóa Darwin.

Các thí nghiệm nổi tiếng của Miller-Urey vào những năm 1950 đã tạo ra một cú hích lớn cho ý tưởng về abiogenesis bằng cách chứng minh rằng các khối cấu tạo cơ bản của sự sống trên Trái Đất (ví dụ: axit amin) có thể dễ dàng được tạo ra trong ống nghiệm mô phỏng điều kiện ban đầu của hành tinh chúng ta. Kể từ đó, nghiên cứu về abiogenesis đã tiến triển chậm rãi, xây dựng nên những luận cứ vững chắc cho việc sự sống có thể hình thành trên Trái Đất từ chất vô tri.

Nhưng luôn tồn tại một giải pháp thay thế khác: panspermia, ý tưởng rằng sự sống bắt nguồn từ một nơi khác trong vũ trụ và đã được chuyển đến Trái Đất qua một cách nào đó. Mặc dù đúng là lý thuyết này đẩy lùi câu hỏi về nguồn gốc tối hậu của sự sống, nhưng điều đó không có nghĩa là nó kém quan trọng. Tôi phải thừa nhận rằng, trong quá khứ, tôi là một trong số những người khi nghe đến panspermia liền nhướng mày và nói: điều đó có ích gì?

Những ngày này, tôi không còn châm biếm như vậy.

Những viên đá từ hệ sao khác

Điều khiến tôi thay đổi quan điểm là việc phát hiện ra một vài tảng đá từ các hệ sao khác. Chỉ mới hai năm trước, một vật thể có tên Oumuamua đã đi ngang qua hệ Mặt Trời của chúng ta. Oumuamua có khả năng là một thiên thạch hoặc nhân sao chổi bị đẩy ra khỏi một hệ hành tinh khác và đã lang thang trong không gian giữa các vì sao suốt hàng nghìn thiên niên kỷ. Trong khi các vật thể như Oumuamua đã được đề xuất từ lâu, năm 2017 là lần đầu tiên chúng ta thực sự quan sát thấy một kẻ lang thang giữa các vì sao.

Khi cuộc tranh luận về bản chất của Oumuamua vẫn đang tiếp diễn, Avi Loeb và Amir Siraj (cả hai đều thuộc Đại học Harvard) đã viết một bài báo khẳng định rằng một thiên thạch được quan sát vào ngày 9 tháng 1 năm 2014 cũng có nguồn gốc từ ngoài hệ Mặt Trời. Dựa trên quỹ đạo của thiên thạch, hai nhà nghiên cứu cho rằng nó phải có nguồn gốc từ ngoài hệ Mặt Trời của chúng ta. Kết luận này vẫn cần được xác nhận qua thêm dữ liệu, nhưng nếu đúng, điều đó sẽ là bằng chứng cho một lần viếng thăm khác của những viên đá từ các ngôi sao khác. Và điều này khiến tôi suy nghĩ nghiêm túc hơn về tầm quan trọng của panspermia.

Những vi khuẩn cực đoan đi nhờ trên đá

Tất nhiên, để panspermia hoạt động, sự sống ở dạng vi sinh vật đơn giản nhất của nó phải có khả năng sống sót trong thời gian dài trong không gian (hoặc ít nhất là nằm sâu trong các tảng đá trong không gian). Nghiên cứu về các vi khuẩn extremophiles (vi sinh vật có thể sống trong môi trường khắc nghiệt) trong vài thập kỷ qua đã cung cấp bằng chứng ban đầu cho thấy khả năng sống sót này có thể xảy ra. Các vi sinh vật này thậm chí có thể bước vào một dạng ngủ đông nào đó (hãy nghĩ đến các bào tử giữa các vì sao).

Nếu bất kỳ điều nào trong số này là sự thật, thì panspermia sẽ có nghĩa là sự sống hình thành ở nơi khác có thể đi nhờ trên các tảng đá bị thổi bay khỏi thế giới quê hương của chúng do những tác động lớn. Chúng ta biết rằng Trái Đất và Sao Hỏa đã trao đổi các mảnh vật chất theo cách này vì chúng ta đã tìm thấy các mảnh Sao Hỏa ở Nam Cực. Do đó, với một cú va chạm đủ lớn, có thể các tảng đá mang theo sự sống sẽ bị thổi ra khỏi một hệ sao, chỉ để rơi xuống một hành tinh xa xôi khác trong một hệ sao khác, gieo mầm cho thế giới mới đó.

Trong thế giới sau Oumuamua, ý tưởng này tiến gần hơn một chút đến khả năng và mở ra một ý tưởng mới và hấp dẫn. Trong khi nguồn gốc tối hậu của sự sống vẫn là chén thánh, nếu sự sống có thể được trao đổi giữa các ngôi sao và các hệ hành tinh, thì Dải Ngân Hà trở thành một nơi thú vị hơn nhiều.

Cây sự sống thiên hà

Thay vì coi sự sống và các hành tinh chủ của nó là những thí nghiệm đơn độc về abiogenesis, với panspermia, thiên hà trở thành một dạng mạng lưới. Trong khoảng thời gian cực kỳ dài, tập hợp 400 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân Hà có thể được coi là một hệ sinh thái duy nhất. Sự sống được sinh ra ở một nơi, tiến hóa rồi gửi các nhánh của nó đến nơi khác, rồi từ đó tiếp tục tiến hóa theo các hướng riêng.

Những nhánh mới của cây sự sống thiên hà này sau đó có thể có những hạt giống của riêng chúng bị thổi bay qua không gian giữa các vì sao để tìm chỗ ở mới ở nơi khác trong các ngôi sao. Mặc dù hiện tại đó chỉ là một khả năng mờ nhạt, nhưng có lẽ một ngày nào đó chúng ta sẽ nhận ra sinh thái học thiên hà như một lĩnh vực hoàn toàn mới.

Ngay cả khi không biết nguồn gốc tối hậu của sự sống, ý tưởng này cũng khiến panspermia trở nên đáng chú ý.