Con người có quyền tự hào khi nhìn lại những kỳ tích mà khoa học và công nghệ đã mang lại. Tuy nhiên, đã đến lúc chúng ta cùng nhau đặt câu hỏi: “Liệu chúng ta có thực sự là những sinh vật của một nền văn minh tiên tiến? Hay chỉ là kẻ yếu thế trên một hành tinh non trẻ?”. Năm 1963, nhà thiên văn học người Nga Nikolai S. Kardashev đã đề xuất một phương pháp giả định để trả lời câu hỏi này. Ông tạo ra một thước đo cho nền văn minh nhân loại, được gọi là “Thang Kardashev”. Đây là một phương pháp xác định mức độ phát triển của một nền văn minh dựa trên lượng năng lượng mà hành tinh đó có thể khai thác.
Trong một nghiên cứu gần đây, được công bố trên cơ sở dữ liệu ArXiv, các nhà khoa học đã đánh giá về tiềm năng nhân loại có thể đạt đến cấp độ cao nhất của nền văn minh Loại 1. Vậy, nền văn minh loại 1 là gì?
Nền Văn Minh Loại 1: Khai Thác Toàn Bộ Năng Lượng Hành Tinh
Nền văn minh Loại 1 là nền văn minh có khả năng khai thác toàn bộ năng lượng của “hành tinh mẹ”, tức là chính hành tinh quê hương. Điều này có nghĩa là khả năng sử dụng và kiểm soát tất cả các nguồn năng lượng có sẵn như năng lượng mặt trời, năng lượng do con người tạo ra (nhiệt, thủy điện, gió…). Đây chính xác là cấp độ mà Trái Đất của chúng ta đang cố gắng đạt được. Để làm được điều đó, chúng ta cần khai thác triệt để năng lượng của Mặt Trời. Thang Kardashev là một công cụ hiệu quả để đo lường sự tiến bộ công nghệ của một nền văn minh. Theo đó, ba cấp độ văn minh được đưa ra:
- Nền văn minh Loại I: Có thể sử dụng tất cả các nguồn năng lượng trên hành tinh mẹ, như đã đề cập.
- Nền văn minh Loại II: Có khả năng sử dụng toàn bộ năng lượng từ ngôi sao mẹ của nó. Khi thành công trong việc sử dụng các nguồn năng lượng và kiểm soát hoàn toàn thiên nhiên trên hành tinh mẹ, thì năng lượng từ ngôi sao chủ hoặc các hành tinh lân cận sẽ là điểm đến tiếp theo của một nền văn minh cấp 2. Một chứng nhận cấp 2 sẽ được trao, khi một hành tinh cấp 1 “hút” năng lượng của một ngôi sao xấu số để duy trì sự tồn tại. Cấu trúc Dyson Sphere là vũ khí tối thượng để “hấp thụ” năng lượng của một ngôi sao. Cấu trúc khổng lồ này được xây dựng trên một công nghệ siêu hiện đại, bao phủ một diện tích lớn gấp 600 triệu lần bề mặt Trái Đất.
- Nền văn minh Loại III: Có thể sử dụng năng lượng trong một thiên hà. Nền văn minh này là một trật tự tiến hóa khác. Thậm chí một nền văn minh Loại 3 hoàn toàn có khả năng lấy năng lượng từ một lỗ đen vũ trụ, hoặc tạo ra các ngôi sao của riêng mình chỉ để khai thác năng lượng. Khoảng cách từ cấp 2 đến cấp 3 có thể đạt tới 100.000 năm hoặc thậm chí lâu hơn.
Không dừng lại ở cấp độ 3, câu hỏi tiếp tục được đặt ra bởi thang Kardashev: “Điều gì tiếp theo?”. Kardashev không đưa ra một giả thuyết cụ thể cho các nền văn minh tiên tiến hơn nữa, nhưng các nhà dự báo đã gợi ý rằng, một nền văn minh Loại 4 có thể khai thác năng lượng của toàn bộ vũ trụ. Sau đó, một thế giới cấp 5 có thể làm như vậy theo cấp số nhân, tức là khai thác năng lượng của nhiều vũ trụ.
Một số nhà khoa học tin rằng một nền văn minh Loại III có thể đã xuất hiện. Ví dụ, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Leiden đang tìm kiếm các tín hiệu hồng ngoại mà họ tin rằng có thể là tàn dư của một quả cầu Dyson, những cỗ máy khổng lồ dùng để khai thác sức mạnh của một ngôi sao.
Nhân Loại Đang Ở Đâu Trên Thang Kardashev?
Điều thú vị là chúng ta, con người, không thực sự đủ điều kiện để được phân loại là một nền văn minh Loại I. Và trong bối cảnh chúng ta vẫn chưa phát hiện ra sự tồn tại của bất kỳ loài thông minh nào khác, các nền văn minh được đề cập ở trên về cơ bản chỉ là lý thuyết.
Trung bình, khoảng 10^16 watt năng lượng mặt trời đến Trái Đất, và nhân loại hiện chỉ khai thác được khoảng 10^13 watt. Carl Sagan, một nhà khoa học nổi tiếng, cho rằng thang Kardashev có thể được chuyển đổi thành một dải quang phổ, để phù hợp hơn với nền văn minh nhân loại. Theo ý tưởng của Sagan, nhân loại hiện đang ở mức 0,73 trên thang đo, có nghĩa là chúng ta không còn quá xa so với nền văn minh Loại I nữa.
Năng Lượng và Những Thách Thức
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã đánh giá ba nguồn năng lượng chính của nhân loại: nhiên liệu hóa thạch, hạt nhân và năng lượng tái tạo. Họ ước tính tiềm năng tăng trưởng của từng nguồn năng lượng bằng cách phân tích các giới hạn vật lý của từng loại, đồng thời liên hệ đến yêu cầu hạn chế tác động của biến đổi khí hậu và các mối quan tâm về môi trường khác như ô nhiễm.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, ngay cả với những giới hạn thực tế, nhân loại vẫn có thể trở thành một nền văn minh Loại I. Tuy nhiên, theo ước tính, chúng ta sẽ không thể đạt được mục tiêu này cho đến ít nhất là năm 2371. Và để đạt đến cấp độ 2, ước tính sẽ mất thêm 1000-2000 năm nữa.
Đã có nhiều ví dụ trong lịch sử về sự tiến bộ vượt bậc của nền văn minh nhân loại, như cuộc Cách mạng Công nghiệp. Một bước tiến của nền văn minh trên thang Kardashev sẽ có tác động lớn đến xã hội loài người, vì nó đòi hỏi phải vượt qua các giới hạn về tài nguyên cũng như lãnh thổ mà nền văn minh đó sở hữu.
Rủi Ro và Cơ Hội
Một suy luận đơn giản cho thấy sự chuyển đổi từ loại 0 sang loại I có thể dẫn đến một nền văn minh tự hủy diệt. Một trong những kịch bản có thể xảy ra là không còn chỗ cho nền văn minh phát triển trên hành tinh của mình, như thảm họa Malthus, một tình huống mà dân số của một khu vực trở thành vấn đề sống còn sau khi trải qua sự tăng trưởng dân số bùng nổ. Đó là vì nguồn cung lương thực và sản xuất nông nghiệp không thể cung cấp cho một số lượng lớn dân số, gây ra nghèo đói và dẫn đến suy thoái ngày càng nghiêm trọng.
Thảm họa này được mục sư Thomas Malthus phát hiện lần đầu sau khi ông nhận thấy rằng sự tăng trưởng dân số là theo cấp số nhân, trong khi sự tăng trưởng của nguồn cung cấp thực phẩm lại là theo cấp số cộng.
Việc sử dụng năng lượng mà không quan tâm đến hiệu ứng nhiệt, có thể dẫn đến môi trường của một nền văn minh Loại I đang đến gần, có nguy cơ sụp đổ. Lấy Trái Đất làm ví dụ, nếu nhiệt độ trung bình vượt quá 35°C, hầu hết các loài sinh vật biển sẽ chết, nhiệt độ cao cũng khiến quá trình trao đổi chất của sinh vật trở nên khó khăn không thể dừng lại.
Tất nhiên, với sự chuẩn bị về kỹ thuật và công nghệ, những suy đoán lý thuyết trên có thể tránh được. Ngoài ra, một nền văn minh Loại I đang đến gần đã phát triển công nghệ không gian, có thể giảm áp lực lên hành tinh mẹ bằng cách thuộc địa hóa không gian bên ngoài xung quanh, các hành tinh khác chẳng hạn, hoặc các trạm định cư O’Neill.
Các Trạm Định Cư O’Neill là những siêu cấu trúc điều áp khổng lồ, quay để xấp xỉ lực hấp dẫn của Trái Đất bằng lực ly tâm. Với những người định cư sống trên bề mặt bên trong của một hình cầu hoặc hình trụ, những cấu trúc này giống như “các hành tinh từ trong ra ngoài”.
Kết Luận: Con Đường Phía Trước
Nhìn chung, đây chỉ là một ước tính sơ bộ, chưa tính đến những cải tiến có thể xuất hiện trong vài thập kỷ tới. Tuy nhiên, nó khiến chúng ta đặt câu hỏi liệu có nên bỏ qua cuộc khủng hoảng khí hậu hay quyết tâm trở thành một nền văn minh loại I với khả năng khám phá vũ trụ và khai thác nguồn năng lượng vô tận ngoài kia. Có lẽ, cái giá mà nhân loại phải đánh đổi không hề nhỏ.