Trong gần hai thế kỷ, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng sự sống có thể được phân phối trên toàn vũ trụ bởi các thiên thạch, tiểu hành tinh, hành tinh và các vật thể thiên văn khác. Giả thuyết này, được gọi là Panspermia, dựa trên ý tưởng rằng các vi sinh vật và tiền chất hóa học của sự sống có thể tồn tại khi được vận chuyển từ hệ thống sao này sang hệ sao tiếp theo.
Mở rộng trên lý thuyết này, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard CsonA (CfA) đã tiến hành một nghiên cứu xem xét liệu panspermia có thể thực hiện được ở quy mô thiên hà hay không. Theo mô hình mà họ tạo ra, họ xác định rằng toàn bộ Dải Ngân hà (và thậm chí các thiên hà khác) có thể trao đổi các thành phần cần thiết cho sự sống.
Nghiên cứu này, Gal Galactic Panspermia, gần đây đã xuất hiện trực tuyến và đang được xem xét để công bố bởi Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Idan Ginsburg, một học giả thỉnh giảng tại Viện Lý thuyết và Tính toán (ITC) của CfA, và bao gồm Manasvi Lingam và Abraham Loeb - một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của ITC và Giám đốc của ITC và Frank B. Baird Jr. Khoa học tại Đại học Harvard, tương ứng.
Như họ chỉ ra nghiên cứu của họ, hầu hết các nghiên cứu trước đây về panspermia đã tập trung vào việc liệu sự sống có thể được phân phối thông qua Hệ Mặt trời hay các ngôi sao lân cận hay không. Cụ thể hơn, những nghiên cứu này đề cập đến khả năng sự sống có thể được chuyển giao giữa Sao Hỏa và Trái Đất (hoặc các thiên thể Mặt trời khác) thông qua các tiểu hành tinh hoặc thiên thạch. Vì lợi ích của nghiên cứu của họ, Ginsburg và các đồng nghiệp của mình đã tạo ra một mạng lưới rộng hơn, nhìn vào Dải Ngân hà và xa hơn nữa.
Như Tiến sĩ Loeb đã nói với Tạp chí Vũ trụ qua email, nguồn cảm hứng cho nghiên cứu này đến từ vị khách liên sao đầu tiên được biết đến Hệ Mặt trời của chúng ta - tiểu hành tinh ‘Oumuamua:
Sau khi khám phá ra điều đó, Manasvi Lingam và tôi đã viết một bài báo cho thấy các vật thể liên sao như `Oumuamua có thể bị bắt giữ thông qua tương tác hấp dẫn của chúng với Sao Mộc và Mặt trời. Hệ mặt trời hoạt động như một lưới đánh cá hấp dẫn, có chứa hàng ngàn vật thể liên sao có kích thước này tại bất kỳ thời điểm nào. Những vật thể liên sao bị ràng buộc này có thể có khả năng sống sự sống từ một hệ hành tinh khác và trong Hệ Mặt trời. Hiệu quả của lưới đánh cá lớn hơn đối với hệ thống sao nhị phân, như Alpha Centauri A và B gần đó, có thể chụp các vật thể lớn như Trái đất trong suốt cuộc đời của họ.
Chúng tôi hy vọng hầu hết các vật thể có khả năng là đá, nhưng về nguyên tắc chúng cũng có thể là băng giá (đồng tiền) trong tự nhiên, theo ông Ginsburg. Bất kể họ là đá hay băng giá, họ có thể bị đẩy ra khỏi hệ thống máy chủ của mình và di chuyển cách xa hàng ngàn năm ánh sáng. Cụ thể, trung tâm của thiên hà có thể hoạt động như một động cơ mạnh mẽ để gieo mầm dải Ngân hà.
Nghiên cứu này được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đây được thực hiện bởi Ginsburg, Loeb và Gary A. Wegner của Phòng thí nghiệm Wilder tại Đại học Dartmouth. Trong một nghiên cứu năm 2016 được công bố trên Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, họ cho rằng trung tâm của Dải Ngân hà có thể là công cụ mà qua đó các ngôi sao có tốc độ giảm âm được đẩy ra từ một hệ thống nhị phân và sau đó bị một hệ thống khác bắt giữ.
Vì lợi ích của nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một mô hình phân tích để xác định khả năng các vật thể đang được giao dịch giữa các hệ sao trên quy mô thiên hà có khả năng như thế nào. Như Loeb đã giải thích:
Trong bài báo mới, chúng tôi đã tính toán có bao nhiêu vật thể đá được đẩy ra từ một hệ hành tinh có thể bị bẫy bởi một hệ thống khác trên toàn bộ dải ngân hà. Nếu sự sống có thể tồn tại trong một triệu năm, có thể có hơn một triệu vật thể có kích thước Oumuamua bị bắt bởi một hệ thống khác và có thể chuyển sự sống giữa các ngôi sao. Do đó, panspermia không chỉ giới hạn ở quy mô kích thước hệ mặt trời và toàn bộ Dải Ngân hà có khả năng trao đổi các thành phần sinh học trên khoảng cách rộng lớn.
Mô hình vật lý của [[]] đã tính toán tốc độ bắt giữ của các vật thể trong Dải Ngân hà phụ thuộc mạnh mẽ vào vận tốc và thời gian sống của bất kỳ sinh vật nào có thể di chuyển trên vật thể, Ginsburg nói thêm. Không ai từng làm một phép tính như vậy trước đây và chúng tôi cảm thấy điều này khá mới lạ và thú vị.
Từ điều này, họ phát hiện ra rằng khả năng panspermia thiên hà đã giảm xuống một vài biến. Đối với một, tốc độ chụp của các vật thể được đẩy ra từ các hệ hành tinh phụ thuộc vào sự phân tán vận tốc cũng như kích thước của vật thể bị bắt. Thứ hai, xác suất mà sự sống có thể được phân phối từ hệ thống này sang hệ thống khác phụ thuộc rất nhiều vào tuổi thọ của các sinh vật.
Tuy nhiên, cuối cùng họ phát hiện ra rằng ngay cả trong những trường hợp xấu nhất, toàn bộ Dải Ngân hà có thể trao đổi các thành phần sinh học trên khoảng cách rộng lớn. Nói tóm lại, họ xác định panspermia là khả thi trên quy mô thiên hà và thậm chí giữa các thiên hà. Như Ginsburg đã nói:
Các đối tượng nhỏ hơn có nhiều khả năng bị bắt giữ. Nếu bạn coi Saturn Sắp mặt trăng Enceladus (bản thân nó rất thú vị) là một ví dụ, chúng tôi ước tính rằng có đến 100 triệu vật thể mang sự sống như vậy có thể đã đi từ hệ thống này sang hệ thống khác! Một lần nữa, tôi nghĩ điều quan trọng cần lưu ý là tính toán của chúng tôi dành cho các đối tượng mang sự sống.
Nghiên cứu cũng đưa ra một kết luận có thể được đưa ra trong hai nghiên cứu trước đây được thực hiện bởi Loeb và James Guillhol (một thành viên của Einstein với ITC) vào năm 2014. Trong nghiên cứu đầu tiên, Loeb và Guillhol đã tìm ra sự hiện diện của các ngôi sao giảm âm (HVSs) , khiến chúng rời khỏi các thiên hà tương ứng với tốc độ bán tương đối - một phần mười đến một phần ba tốc độ ánh sáng.
Trong nghiên cứu thứ hai, Guillhol và Loeb đã xác định rằng có khoảng một nghìn tỷ HVS trong không gian liên thiên hà và các ngôi sao có tốc độ giảm âm có thể mang theo các hệ hành tinh của chúng cùng với chúng. Do đó, các hệ thống này sẽ có khả năng truyền bá sự sống (thậm chí có thể ở dạng các nền văn minh tiên tiến) từ thiên hà này sang thiên hà khác.
Về nguyên tắc, cuộc sống thậm chí có thể được chuyển giao giữa các thiên hà, vì một số ngôi sao thoát khỏi Dải Ngân hà, Loeb nói. Một vài năm trước, chúng ta đã chứng minh với Guillhol rằng Vũ trụ chứa đầy một biển sao được đẩy ra từ các thiên hà với tốc độ lên tới một phần tốc độ ánh sáng thông qua các cặp lỗ đen khổng lồ (hình thành trong quá trình sáp nhập thiên hà) hoạt động như súng cao su. Những ngôi sao này có khả năng chuyển sự sống trong toàn vũ trụ.
Như hiện tại, nghiên cứu này chắc chắn có ý nghĩa to lớn đối với sự hiểu biết của chúng ta về cuộc sống như chúng ta biết. Thay vì đến Trái đất trên một thiên thạch, có thể từ Sao Hỏa hoặc một nơi nào khác trong Hệ Mặt trời, các khối xây dựng cần thiết cho sự sống có thể đã đến Trái đất từ một hệ sao khác (hoặc một thiên hà khác).
Có lẽ một ngày nào đó chúng ta sẽ bắt gặp sự sống ngoài Hệ mặt trời của chúng ta có một số điểm tương đồng với chính chúng ta, ít nhất là ở cấp độ di truyền. Có lẽ chúng ta thậm chí có thể bắt gặp một số loài tiên tiến là họ hàng xa (rất xa) và suy ngẫm chung về việc các thành phần cơ bản làm cho tất cả chúng ta có thể đến từ đâu.
