Năm 1960, nhà toán học kiêm chuyên gia vật lý lý thuyết Mỹ Freeman Dyson là người đầu tiên từng đề xuất ý tưởng rằng, các nền văn minh tiên tiến ngoài Trái đất có thể phát triển công nghệ bao quanh một ngôi sao và thu hoạch hầu hết sức mạnh của nó, một cấu trúc được gọi là "quả cầu Dyson".
Nếu những thiên thể này thực sự tồn tại, các nhà thiên văn học có thể phát hiện nhiệt do chúng thải ra bằng cách sử dụng kính thiên văn quan sát không gian bằng ánh sáng hồng ngoại.
"Điểm mấu chốt là tìm kiếm những người ngoài hành tinh không muốn giao tiếp (với chúng ta) ... Họ chắc chắn phải tỏa ra nhiệt thải. Cách duy nhất để làm điều đó là phát tỏa rất nhiều bức xạ hồng ngoại" - Ông Dyson nhận định.
Hiện, các nhà thiên văn học tại Đại học Pennsylvania (Mỹ) đang bắt đầu thu hẹp nghiên cứu về những quả cầu Dyson. Tuy nhiên, theo ông Dyson, nghiên cứu mới ở giai đoạn sơ khai và có thể mất tới hàng trăm năm.
Phương pháp mới săn lùng trí tuệ ngoài hành tinh
Phần lớn việc tìm kiếm trí tuệ ngoài Trái đất (SETI) đang tập trung vào việc lắng nghe các tín hiệu radio do một nền văn minh xa lạ nào đó gửi đi, như mô tả trong bộ phim khoa học viễn tưởng Contact.
Tuy nhiên, cách tiếp cận này giả định rằng, người ngoài hành tinh muốn giao tiếp với con người. Các quả cầu Dyson có thể khắc phục nhược điểm của cách làm này, vì ngay cả một nền văn minh không chủ động giao thiệp với bên ngoài cũng sẽ phát tỏa nhiệt thải.
Chuyên gia vật lý thiên văn Nga Nikolai Kardashev đã phân loại các nền văn minh lâu đời thành 3 loại: những nền văn minh kiểm soát các nguồn tài nguyên của một hành tinh (loại I), của một ngôi sao (loại II), hoặc của một thiên hà (loại III). Một quả cầu Dyson đại diện cho nền văn minh loại II.
Một phần của bộ phim "Star Trek: The Next Generation" ("Du hành giữa các vì sao: Thế hệ mới") đã khắc họa cảnh phi thuyền Enterprise hồi đáp một tín hiệu cấp cứu từ một tàu vận tải bị đâm vào lớp vỏ ngoài của một quả cầu Dyson. Dẫu vậy, bản thân chuyên gia Dyson cũng chưa bao giờ mường tượng cấu trúc như một quả cầu rắn đặc.
 |
"Nó rốt cuộc không phải là một quả cầu như chúng ta biết, mà chỉ là bất kỳ nơi nào những người ngoài hành tinh ngẫu nhiên tạo ra rất nhiều năng lượng" - Ông Dyson nói.
Ông mô tả cấu trúc của mình như là một "sinh quyển nhân tạo", có thể là một đám mây vật thể quay quanh một ngôi sao với khoảng cách đủ gần để hấp thụ tất cả ánh sáng sao. Theo ông, một quả cầu rắn đặc sẽ quá yếu để giúp trọng lượng của nó chống lại lực hấp dẫn của một ngôi sao.
Ông Dyson ước tính, một nền văn minh ngoài Trái đất với nhiệt độ bề mặt khoảng 27 độ C sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại ở bước sóng khoảng 10 micron (1 micron = 1/1.000.000 m).
Bầu khí quyển Trái đất phát ra rất nhiều bức xạ trong khu vực này, do đó, một kính thiên văn đặt trong không gian sẽ làm việc tốt nhất. Tuy nhiên, khi Dyson đề xuất ý tưởng, công nghệ cần thiết vẫn chưa có.
Nỗ lực tìm kiếm các quả cầu Dyson
Sau đó, vào năm 1983, một nhóm nhà khoa học quốc tế đã cho phóng Vệ tinh thiên văn hồng ngoại (IRAS), đài quan sát đầu tiên nhằm ghi lại hình ảnh toàn bộ bầu trời bằng ánh sáng hồng ngoại. Họ khám phá ra rằng, trong không gian có đầy rẫy các nguồn hồng ngoại, nhưng phần lớn trong số chúng là từ bụi ngân hà và những nguồn tự nhiên khác.
Gần đây, Richard Carrigan, nhà khoa học đang làm việc tại phòng thí nghiệm Fermilab (Mỹ) đã sử dụng IRAS để tìm kiếm các quả cầu Dyson.
Theo ông, một quả cầu Dyson đóng vai trò như một "cơ thể đen", hấp thụ mọi bức xạ điện tử rơi vào nó và phát tỏa năng lượng phụ thuộc vào nhiệt độ. Một cơ thể đen trông giống như bụi vũ trụ trong ánh sáng hồng ngoại, nhưng có khác biệt về quang phổ.
Ông Carrigan đã đo quang phổ hồng ngoại bằng quang phổ kế của IRAS, nhưng chỉ phát hiện một vài vật thể trong khoảng cách vài trăm năm ánh sáng với Trái đất, có thể là các quả cầu Dyson. (Một năm ánh sáng bằng khoảng 9,5 nghìn tỷ km).
Chuyên gia này và các cộng sự cũng đã sử dụng mạng ăng-ten Allen của Viện SETI để săn lùng các tín hiệu radio phát ra từ những vật thể đó, nhưng không thu được gì.
Điều gì xảy ra nếu các nền văn minh ngoài hành tinh đã phát triển những quả cầu Dyson hút năng lượng của cả một thiên hà? Ông Carrigan đã thử tìm kiếm các thiên hà - cầu Dyson như vậy vì đó là đối tượng dễ phát hiện nhất.
Hiện Jason Wright - Nhà vật lý thiên văn thuộc Đại học Pennsylvania (Mỹ), đang làm điều tương tự với kính viễn vọng không gian WISE của Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ.
Nếu các nhà thiên văn học tìm thấy dấu hiệu của những quả cầu Dyson hoặc bất kỳ công nghệ ngoài Trái đất nào khác, nó sẽ kích hoạt một nỗ lực toàn cầu để quan sát chúng bằng những dụng cụ thiên văn khác nhau.
Lúc đó, ngay cả khi giới nghiên cứu không phát hiện các nền văn minh ngoài hành tinh, cuộc tìm kiếm có thể mang tới những khám phá vật lý mới mẻ, thú vị.
