Sự sống trên Trái Đất và trong vũ trụ

Diễn giả: ĐẶNG VŨ TUẤN SƠN VIETNAM ASTRONOMY & COSMOLOGY ASSOCIATION Sự sống trên Trái Đất được mang tới bởi các thiên thạch nguyên thủy trong giai đoạn đầu của Hệ Mặt Trời. Trong các thiên thạch có các tinh thể ngậm nước chứa một số hợp chất hữu cơ đơn giản để tạo thành sự sống. Thiên thạch tác động lên tất cả các hành tinh. Tuy nhiên các hành tinh có điều kiện không phù hợp sẽ không phát sinh được sự sống. Điều kiện vật lý để Trái Đất phát sinh sự sống: Tốc độ tự quay đủ để giữ được khí quyển và điều hòa nhiệt lượng. Khoảng cách đến Mặt Trời cho phép nước tồn tại ở dạng lỏng trên bề mặt (vùng sống được). Có bề mặt rắn, do sự tạo thành muộn của Hệ Mặt Trời. Đại thái cổ (Archaean): 3,8 đến 2,5 tỷ năm trước Axit amin xuất hiện, các thể sống đầu tiên hình thành trên cơ sở của RNA. Các thực thể đơn bào xuất hiện, các khối lớn gọi là Stromatolite tạo thành và bơm oxy vào đại dương nhờ quang hợp. Sắt bị oxy hóa chìm xuống đáy biển tạo thành các quặng sắt. Đại nguyên sinh (proterozoic): 2,5 tỷ đến 530 triệu năm trước  Thực vật đa bào xuất hiện cấu tạo từ DNA.  850 triệu năm trước, đóng băng toàn cầu kéo dài 200 triệu năm. Nhờ núi lửa hoạt động, Trái Đất nóng lên và sự sống tiếp tục phát triển. Cuối đại nguyên sinh, động vật thân mềm xuất hiện, thực vật đa bào bắt đầu lên mặt đất sau khi khí quyển đã đầy oxy. Đại cổ sinh (paleozoic): 530 đến 248 triệu năm trước Bùng nổ Cambri.  505 triệu năm trước (kỉ Ordovic): Đại dương xâm chiếm phía Bắc Trái Đất. Kỉ Silur và Devon (440-410 và 410-360 triệu năm trước): loài cá xuất hiện trong đại dương. Kỉ Devon, một loài cá là Tetrapods dùng vây bò lên mặt đất. Côn trùng phát triển với kích thước lớn. Kỉ Carbon (360 đến 286 triệu năm trước): •Cây chết hàng loạt và tạo thành các mỏ than đá •Xuất hiện động vật đẻ trứng trên cạn. Bò sát phát triển. Kỉ Permi (286 đến 248 triệu năm trước): •Bò sát có sự xuất hiện đặc điểm của động vật có vú •Đại tuyệt chủng Permi (250 triệu năm trước) làm biến mất trên 90% số loài (Tuyệt chủng lớn nhất lịch sử) Đại trung sinh (Mesozoic): Bắt đầu từ 248 triệu năm trước Các sinh vật sống sót sau tuyệt chủng bắt đầu phát triển trở lại. Xuất hiện tổ tiên đầu tiên của động vật có vú và con người. Động vật có vú vẫn còn chưa phát triển, do đây là giai đoạn của khủng long. Kỉ Trias (kỉ đầu tiên của Mesozoic): Khủng long phát triển mạnh mẽ cả trên cạn, dưới nước và trên không. Chúng thống trị Trái Đất tổng cộng khoảng 165 triệu năm. Thời kì của khủng long dài tới mức thực tế cảnh này không thể xảy ra vì từ Stegosaurus đến T-rex (~80 triệu năm) còn dài hơn từ T-rex tới chúng ta (65 triệu năm). Cuối kỉ Creta (65 triệu năm trước), một tiểu hành tinh trong Hệ Mặt Trời va chạm trực diện với Trái Đất ở khu vực vịnh Mexico ngày nay. Hệ quả của vụ va chạm này gây ra sự tuyệt chủng của hầu hết loài bò sát khi đó. Cũng nhờ cuộc tuyệt chủng này, động vật có vú mới có cơ hội phát triển tới ngày nay. Đại tân sinh (Cenozoic) Bắt đầu ngay sau tuyệt chủng của khủng long.  60 triệu năm trước động vật có vú lên khỏi lòng đất. Chim tiến hóa từ bò sát, phát triển với kích thước lớn. 55 triệu năm trước, động vật linh trưởng đầu tiên xuất hiện. Đây là tổ tiên gần đầu tiên của loài người. Tổ tiên thực sự đầu tiên của con người xuất hiện cách đây 3,7 triệu năm (đứng thẳng, đi bằng hai chân). Nguồn gốc loài người từ sự chuyển từ trên cây xuống mặt đất của linh trưởng ở châu Phi để chống lại sa mạc hóa. 100.000 năm trước, con người có trí tuệ mới tiến hóa thành, ra khỏi châu Phi tới châu Âu và châu Á. Khi vượn người Homo Sapien tiến lên châu Âu và châu Á cũng là lúc Trái Đất bước vào kỉ băng hà. 12.000 năm trước, thời kì băng hà kết thúc kéo theo sự tuyệt chủng của nhiều loài động vật. Với việc khí hậu ổn định và sự phát triển trí tuệ, con người tiến hóa và xây dựng nền văn minh cho tới nay. Tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất là mục tiêu lớn của khoa học ngày nay với mục đích: -Tìm hiểu bản chất của chính sự sống của chúng ta -Tìm kiếm các điểm đến mới cho con người trong tương lai xa -Tìm kiếm những dạng sống khác và các “đồng loại” của chúng ta trong vũ trụ. 1- Thành phần hoá học : Khoảng 29 nguyên tố đóng vai trò cho sự sống, trong đó chủ yếu là C, H, N, O, P, S – trong đó đặc biệt là C, loại nguyên tử tạo nên nhiều hợp chất nhất. 2- Nguồn năng lượng: Sự sống trên Trái Đất sử dụng nguồn năng lượng là ánh sáng Mặt Trời. 3- Môi trường, hay dung môi để các phản ứng xảy ra. Môi trường của sự sống trên Trái Đất là nước lỏng. Do vậy một hành tinh rất cần có nước để có thể có sự sống. Thiên thể cần nằm trong “vùng sống được” để có thể có nước lỏng trên bề mặt. Vùng sống được khác nhau ở các sao khác nhau. Theo phân tích chính xác nhất, vùng sống được của Mặt Trời nằm ở khoảng cách từ 0,5 đến 3 AU, tức là Sao Kim và Sao Hoả cùng nhiều tiểu hành tinh thuộc vành đai chính nằm trong khu vực này. Sao Kim có kích thước và khối lượng gần giống Trái Đất, nhưng nó có nhiệt độ bề mặt cao nhất Hệ Mặt Trời, chu kỳ tự quay lớn hơn cả chu kỳ quỹ đạo và khí quyển quá nhiều CO2. Có giả thiết cho rằng có sự sống vi sinh vật lơ lửng ở độ cao khoảng 50 đến 65 km. Sao Hỏa luôn là mối quan tâm hàng đầu để tìm kiếm nơi cho phép sự sống trong Hệ Mặt Trời. Nghiên cứu thu được từ Curiosity và Opportunity cùng nhiều hình ảnh chụp từ không gian cho thấy Sao Hoả từng có nước trong quá khứ. Sao Hoả có thể là nơi được coi là có nhiều tiềm năng sống được cho con người trong tương lai. Một số vệ tinh của Sao Mộc và Sao Thổ cũng có điều kiện để có thể cho phép sự sống. Tuy nhiên, tới nay chưa có bất cứ bằng chứng cụ thể nào về sự sống trên các thiên thể này. Nhiều niềm tin cho rằng văn minh ngoài Hệ Mặt Trời từng tới Trái Đất, qua các “UFO”. Tuy nhiên tới nay chưa có bất cứ bằng chứng nào cụ thể. Việc tìm kiếm các hành tinh có thể có khả năng có sự sống dựa trên cơ sở chính là theo dõi các sao và tìm các hành tinh nằm trong vùng sống được của chúng. Tới nay, đã có hơn 3.500 ngoại hành tinh được phát hiện thuộc hơn 2.600 hệ hành tinh, nhiều hệ trong số đó là hệ nhiều hành tinh. Chỉ có hơn 40 hành tinh trong số đó có khả năng có bề mặt rắn và nằm trong vùng sống được. Trong đó chỉ có 14 hành tinh là nằm trong vùng sống được một cách “tương đối trọn vẹn”. TRAPPIST-1 cách Mặt Trời 39,5 năm ánh sáng. Đã phát hiện 7 hành tinh dạng Trái Đất trong hệ này, 3 trong số đó nằm trong vùng sống được. Tới nay chưa có bất cứ bằng chứng cụ thể nào cho sự sống ngoài Trái Đất. Lý thuyết vật lý giới hạn khả năng di chuyển trong không gian, việc một vật thể bay từ nền văn minh khác (thường gọi là UFO) tới được Trái Đất là điều gần như không tưởng. Phương trình Drake được viết năm 1961 bởi Frank Drake. Đến nay, thực tế phương trình này chưa được chứng minh và chưa đưa ra được con số đáng tin cậy. Diễn giả : ĐẶNG VŨ TUẤN SƠN Biên tập nội dung : TOÀN NGỌC ÁNH, ĐẶNG VŨ TUẤN SƠN VIETNAM ASTRONOMY & COSMOLOGY ASSOCIATION