Sự tồn tại của Trái Đất trong vũ trụ, vừa bình thường, vừa đặc biệt. Trái Đất là một hành tinh đá trong vô vàn hành tinh đá khác trong vũ trụ. Tuy nhiên, điều đặc biệt là cho đến nay, con người vẫn chưa tìm thấy sự sống trên bất kỳ hành tinh nào khác. Nói cách khác, Trái Đất hiện là hành tinh duy nhất được biết đến có sự sống. Câu hỏi đặt ra là, sự sống trên Trái Đất bắt nguồn từ đâu? Đây là một vấn đề luôn làm đau đầu nhân loại và hiện tại, chúng ta chỉ có thể giải thích nó bằng các giả thuyết.
Nguồn gốc sự sống trên Trái Đất: Hai quan điểm trái ngược
Trong giới khoa học hiện nay, có hai quan điểm chính về nguồn gốc sự sống trên Trái Đất. Một quan điểm cho rằng sự sống trên Trái Đất là độc nhất, không có sự sống nào khác trong vũ trụ. Quan điểm thứ hai lại cho rằng vũ trụ tràn ngập dấu vết của sự sống, thậm chí sự sống trên Trái Đất cũng đến từ không gian. Mặc dù quan điểm đầu tiên có vẻ thuyết phục hơn, nhưng quan điểm thứ hai cũng có cơ sở nhất định.
Qua nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng Trái Đất sơ khai không thể tạo ra sự sống vì thiếu các nguyên tố cần thiết. Sau đó, Trái Đất bị tấn công bởi các thiên thạch, sao chổi và các vật thể nhỏ khác. Những vật thể này đã mang đến Trái Đất nhiều nguyên tố phức tạp cần thiết cho sự sống. Ví dụ, các nhà khoa học đã tìm thấy dấu vết của vi sinh vật trên một thiên thạch ở Nam Cực, được xác định là đến từ sao Hỏa, bên cạnh các chất hữu cơ trên các thiên thạch khác.
“Giả thuyết bồ công anh”: Sự sống du hành trong vũ trụ
Gần đây, nhóm nghiên cứu của giáo sư thiên văn học người Nhật Akihiko Yamagishi đã công bố một bài báo trên tạp chí Frontiers in Microbiology, cho rằng vũ trụ có thể chứa đầy dấu vết của sự sống và sự sống trên Trái Đất cũng đến từ không gian. Kết luận này được đưa ra thông qua một thí nghiệm bắt đầu từ năm 2018.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã thả một quả bóng bay được thiết kế đặc biệt, cố gắng sử dụng nó để phát hiện sự hiện diện của vi sinh vật trong khí quyển. Kết quả thử nghiệm vượt quá mong đợi của tất cả các nhà nghiên cứu. Có một loại vi khuẩn gọi là “Deinococcal” ở độ cao khoảng 12.000 mét so với mặt đất. Mặc dù khu vực trên 10.000 mét cũng nằm trong khí quyển, nhưng bức xạ mặt trời và bức xạ vũ trụ mà nó nhận được mạnh hơn nhiều. Tuy nhiên, vi sinh vật vẫn có thể tồn tại ở đó, cho thấy giới hạn chịu đựng của sự sống vượt xa so với trên mặt đất.
Điều này đồng thời mở ra một nhận thức mới rằng sự sống có thể tồn tại trong vũ trụ. Dựa trên những phát hiện trong khí quyển, nhóm của Yamagishi đã đưa ra “giả thuyết bồ công anh”, tức là sự tập hợp của sự sống trong vũ trụ giống như một bông hoa bồ công anh. Một khi bị một lực nào đó thổi bay, các hạt của nó sẽ trôi dạt đến mọi ngóc ngách của vũ trụ. Khi thời gian đến, hạt giống sẽ bén rễ và sự sống sẽ nảy mầm trên các hành tinh khác.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng sử dụng điều kiện sống của vi sinh vật trên Trạm Vũ trụ Quốc tế làm bằng chứng. Một thí nghiệm trong không gian cho thấy điều gì xảy ra với một mảnh môi trường nuôi cấy đã được xử lý, để bên ngoài Trạm Vũ trụ Quốc tế trong một tháng. Sau một tháng, vẫn có những cá thể sống sót, bất chấp bức xạ và các tác nhân ngoài Trái Đất.
Cả hai khám phá này đều cho thấy sự sống trên Trái Đất có thể tồn tại trong không gian bên ngoài trong những điều kiện nhất định, và cũng cho thấy sự sống có thể tồn tại ở các khu vực khác ngoài Trái Đất. Có thể nói, trong số tất cả các sinh vật, vi sinh vật là những sinh vật có khả năng phá vỡ nhận thức của con người nhất cho đến nay.
Nghiên cứu mới: Sự sống có thể là “phổ biến” trong vũ trụ
Một nghiên cứu mới cũng cho thấy sự sống có thể là “phổ biến” trong vũ trụ. Các thành phần cơ bản của sự sống có thể tự lắp ráp trong điều kiện thích hợp. Đó được gọi là quá trình sinh ra, hay nguồn gốc của sự sống. Tất nhiên, chúng ta vẫn chưa biết chính xác điều này xảy ra như thế nào.
Câu hỏi “Sự sống phát sinh như thế nào?” là một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất về sự sống và vẫn còn gây bối rối cho các nhà khoa học. Để tìm ra câu trả lời cho câu hỏi trên, ông Tomonori Totani, giáo sư thiên văn học tại Đại học Tokyo, đã viết một bài báo mới trên Nature Scientific Reports, với tiêu đề: “Sự xuất hiện của sự sống trong một vũ trụ lạm phát”.
Theo bài báo, để hiểu được những kết quả trên, trước tiên cần phải biết một vài khái niệm. Đầu tiên là tuổi và kích thước của vũ trụ đang tiếp tục mở rộng theo thời gian. Thứ hai là RNA, mất bao lâu để một chuỗi nucleotide tự nhân đôi. Giống như hầu hết các nghiên cứu về nguồn gốc sự sống, công trình này cũng xem xét các thành phần cơ bản của sự sống trên Trái Đất, đó là RNA, không phải DNA.
Mặc dù DNA đặt ra các quy tắc cho cách hình thành sự sống cá nhân, nhưng DNA phức tạp hơn nhiều so với RNA. Do đó, có nhiều khả năng sự sống xuất hiện thông qua quá trình tổng hợp RNA. RNA là một chuỗi các phân tử, được gọi là axit nucleotide. Một số nghiên cứu cho thấy, một chuỗi nucleotide cần ít nhất 40 đến 100 nucleotide để có thể tự nhân đôi, tức là có sự sống.
Có lẽ chúng ta sẽ nghĩ rằng việc hình thành các chuỗi như vậy chỉ là vấn đề thời gian. Nhưng các ước tính hiện tại cho thấy vũ trụ quan sát được không thể có các chuỗi RNA từ 40 đến 100 nucleotide. Theo ông Totani, chìa khóa ở đây là thuật ngữ “vũ trụ quan sát được”.
“Tuy nhiên, những gì quan sát được chỉ là một phần của vũ trụ thực tế”, “Trong vũ trụ học ngày nay, người ta thường đồng ý rằng vũ trụ đã trải qua một giai đoạn lạm phát nhanh chóng. Giai đoạn này đã tạo ra một khu vực không gian rộng lớn, vượt ra ngoài đường chân trời mà chúng ta có thể quan sát trực tiếp. Việc kết hợp khối lượng khu vực lớn hơn này vào các mô hình nguồn gốc sự sống sẽ làm tăng đáng kể cơ hội xuất hiện sự sống”.
Vũ trụ của chúng ta “có thể bao gồm hơn 10^100 ngôi sao giống Mặt Trời”, trong khi Vũ trụ quan sát được chỉ chứa khoảng 10^22 ngôi sao. Theo thống kê, lượng vật chất trong Vũ trụ quan sát được chỉ có thể tạo ra RNA dài 20 nucleotide. Lạm phát làm cho khoảng cách giữa các phần của Vũ trụ trở nên quá xa. Do đó, phần lớn vũ trụ là không thể quan sát được vì ánh sáng phát ra từ Vụ nổ Lớn không thể đến được chúng ta.
Khi các nhà vũ trụ học cộng tổng số ngôi sao trong Vũ trụ quan sát được, với số ngôi sao trong Vũ trụ không quan sát được, họ nhận được kết quả là 10^100 ngôi sao giống Mặt Trời. Điều đó có nghĩa là, việc tạo ra các chuỗi RNA đủ dài không chỉ có thể, mà thậm chí là không thể tránh khỏi.
Giáo sư Totani nói: “Ở đây có mối quan hệ định lượng giữa độ dài RNA tối thiểu, là chuỗi sinh học đầu tiên và kích thước Vũ trụ cần thiết để tạo ra các chuỗi này”. “Giống như nhiều người trong lĩnh vực nghiên cứu này, sự tò mò và những câu hỏi lớn đã thúc đẩy tôi”. “Khám phá gần đây của tôi về RNA và lịch sử của vũ trụ đã khiến tôi nhận ra rằng, phải có một cách logic để vũ trụ chuyển từ trạng thái phi sinh học sang trạng thái sinh học, [Có nghĩa là, RNA có thể tự nhân đôi]. Đó là một ý tưởng thú vị và tôi hy vọng nghiên cứu của mình có thể xây dựng dựa trên điều này, để khám phá ra nguồn gốc của sự sống”.
Kết luận
Nghiên cứu mới nhất về nguồn gốc sự sống cho thấy sự sống có thể phổ biến hơn chúng ta vẫn nghĩ. Từ “giả thuyết bồ công anh” đến khám phá về sự tự nhân đôi của RNA trong vũ trụ rộng lớn, các nhà khoa học đang dần hé lộ những bí ẩn về nguồn gốc sự sống. Mặc dù vẫn còn nhiều câu hỏi chưa có lời giải đáp, nhưng những khám phá này đã mở ra những hướng đi mới đầy hứa hẹn trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất. Điều này cho thấy, vũ trụ có thể chứa đựng nhiều điều bất ngờ và bí ẩn hơn chúng ta có thể tưởng tượng.