Các Thế Giới Song Song

Không thể phân biệt được bất kỳ một công nghệ đủ tiên tiến nào với phép màu.

- Arthur C. Clarke

Trong tiểu thuyết Eon (Liên đại), tác giả truyện khoa học viễn tưởng Greg Bear viết ra một câu chuyện bi thảm về cuộc chạy trốn khỏi một thế giới bị tàn phá tới một vũ trụ song song. Một tiểu hành tinh khổng lồ đầy đe dọa từ không gian vũ trụ đã tới gần Trái Đất, gây hoảng hốt và cuồng loạn cho đại chúng. Tuy nhiên, đáng lẽ đâm vào Trái Đất, nó lại dừng lại một cách kỳ lạ trên một quỹ đạo xung quanh hành tinh này. Các nhóm nhà khoa học được đưa vào không gian để điều tra. Tuy nhiên, thay vì tìm thấy một bề mặt tan hoang không sự sống, họ thấy rằng tiểu hành tinh này thực sự trống rỗng, nó là một con tàu vũ trụ rất lớn bị một loài sinh vật có công nghệ vượt trội bỏ rơi. Bên trong tàu vũ trụ bị bỏ hoang, nữ nhân vật chính của tác phẩm, một nhà vật lý lý thuyết có tên là Patricia Vasquez, thấy bảy căn phòng rộng lớn là lối vào các thế giới khác nhau, với ao hồ, rừng, cây cối và thậm chí cả các thành phố trọn vẹn. Tiếp theo, cô tình cờ thấy các thư viện lớn chứa đầy đủ lịch sử của những người xa lạ này.

Cô nhặt một cuốn sách cũ lên, cuốn Tom Sawyer của Mark Twain, nhưng được tái bản vào năm 2110. Cô nhận ra rằng tiểu hành tinh này hoàn toàn không phải đến từ một nền văn minh xa lạ, mà đến từ chính Trái Đất, 1.300 năm tới. Cô nhận ra sự thật kinh hoàng: các hồ sơ cũ này nói về một cuộc chiến tranh hạt nhân cổ đại đã nổ ra trong quá khứ xa xăm, giết chết hàng tỉ người, gây ra một mùa đông hạt nhân khiến hàng tỉ người nữa bỏ mạng. Khi xác định ngày tháng của cuộc chiến tranh hạt nhân này, cô bàng hoàng khi thấy rằng nó chỉ còn cách hai tuần nữa! Cô bất lực trong việc ngăn chặn cuộc chiến tranh không thể tránh khỏi sẽ nhanh chóng phá hủy toàn bộ hành tinh, giết chết những người thân yêu của cô.

Thật kỳ lạ, cô tìm được tiểu sử cá nhân mình trong hồ sơ cũ này, và thấy rằng nghiên cứu trong tương lai của cô về không-thời gian sẽ tạo nền tảng xây dựng một đường hầm rộng lớn trong tiểu hành tinh này, được gọi là Con đường, sẽ cho phép con người rời khỏi tiểu hành tinh và tiến vào các vũ trụ khác. Các thuyết của cô đã chứng minh rằng có vô số vũ trụ lượng tử, tương ứng với mọi thực tại có thể. Hơn nữa, các thuyết của cô đã giúp xây nên các cửa ngõ nằm dọc theo con đường để tiến vào các vũ trụ, với mỗi vũ trụ có một lịch sử khác nhau. Cuối cùng, cô bước vào đường hầm, đi xuống Con đường, và gặp những người đã chạy trốn trong tiểu hành tinh, là các con cháu của cô.

Đó là một thế giới kỳ lạ. Hàng thế kỷ trước, người ta đã hoàn toàn từ bỏ hình dạng con người và giờ mang các hình dạng và thân thể khác nhau. Ngay cả ký ức và tính cách của những người chết đã lâu cũng được lưu giữ trong các ngân hàng máy tính và có thể được tái tạo lại cuộc sống. Chúng có thể được hồi sinh và truyền vào các cơ thể mới. Các bộ phận cấy ghép đặt trong cơ thể họ cho họ quyền truy cập thông tin gần như vô hạn. Cho dù những người này có thể có gần như bất cứ điều gì họ muốn, nhưng nữ nhân vật của chúng ta đã đau khổ và cô đơn trong thiên đường công nghệ này. Cô nhớ gia đình, bạn trai và Trái Đất của mình, tất cả đều đã bị phá hủy trong cuộc chiến tranh hạt nhân. Sau đó cô được phép xem lướt qua nhiều vũ trụ nằm dọc theo Con đường để tìm một Trái Đất song song mà trong đó chiến tranh hạt nhân đã được ngăn chặn và những người thân của cô vẫn còn sống. Cuối cùng cô đã tìm thấy một Trái Đất như vậy và nhảy vào đó. (Thật không may, có phạm một lỗi toán học nhỏ; và tới một vũ trụ mà trong đó Đế quốc Ai Cập tồn tại mãi mãi. Cô dành phần đời còn lại để cố gắng rời khỏi Trái Đất song song này và tìm về quê nhà thật sự của mình.)

Mặc dù các cửa ngõ đa chiều thảo luận trong cuốn Eon hoàn toàn là hư cấu, nó nêu lên một câu hỏi thú vị liên quan đến chúng ta: liệu có thể tìm thấy nơi ẩn náu trong một vũ trụ song song nếu các điều kiện sống trong vũ trụ của chính chúng ta trở nên quá khắc nhiệt?

Sự tan rã cuối cùng của vũ trụ thành một màn sương mà không sự sống của các electron, các nơtrino và các photon dường như báo trước ngày tận số cuối cùng của mọi dạng sự sống có trí tuệ. Trên quy mô vũ trụ, chúng ta mới thấy sự sống mỏng manh và ngắn ngủi như thế nào. Kỷ nguyên khi sự sống có thể thịnh vượng tập trung trong một dải rất hẹp, một khoảnh khắc thoáng qua trong cuộc đời của các ngôi sao chiếu sáng bầu trời đêm. Dường như sự sống không thể tiếp tục khi vũ trụ già cỗi và nguội đi. Các định luật vật lý và nhiệt động lực học rất rõ ràng: nếu vũ trụ tiếp tục dãn nở tăng tốc trong chế độ tản ra xa, trí tuệ như chúng ta biết rốt cuộc không thể tồn tại. Nhưng khi nhiệt độ của vũ trụ tiếp tục giảm qua các liên đại, liệu một nền văn minh tiên tiến có thể cố gắng tự cứu chính nó? Bằng cách tổng động viên mọi công nghệ của nó, và công nghệ của bất kỳ nền văn minh nào khác có thể tồn tại trong vũ trụ, liệu nó có thể thoát khỏi vụ đóng băng lớn?

Vì tốc độ tiến triển của các giai đoạn vũ trụ được đo bằng hàng tỉ tới hàng nghìn tỉ năm, nên có vô khối thời gian cho một nền văn minh tài giỏi, siêng năng cố gắng giải quyết các thách thức này. Mặc dù tưởng tượng về các dạng công nghệ mà một nền văn minh tiên tiến có thể nghĩ ra để kéo dài sự tồn tại của nó chỉ mang tính suy đoán thuần túy, nhưng người ta có thể sử dụng các định luật vật lý đã biết để thảo luận các lựa chọn chính có thể có sẵn đối với họ sau hàng tỉ năm nữa. Vật lý không thể chỉ ra cho chúng ta các kế hoạch cụ thể để một nền văn minh tiên tiến có thể áp dụng, nhưng nó có thể cho chúng ta biết phạm vi các tham số cho một cuộc đào thoát như vậy.

Đối với một kỹ sư, trở ngại chính của việc rời bỏ vũ trụ là liệu chúng ta có đủ các nguồn lực xây dựng một cỗ máy có thể thực hiện một kỳ công gian nan như vậy hay không. Nhưng đối với một nhà vật lý, trở ngại lại khác hẳn: liệu các định luật vật lý có thực sự cho phép các cỗ máy này tồn tại hay không. Các nhà vật lý muốn có một “bằng chứng nguyên tắc” - chúng tôi muốn chỉ ra rằng, nếu bạn đã có công nghệ đủ tiên tiến, một cuộc đào thoát vào vũ trụ khác phù hợp với các định luật vật lý là hoàn toàn khả thi. Chúng ta có đủ các nguồn lực hay không chỉ là một tiểu tiết thực tiễn dành cho các nền văn minh sau hàng tỉ năm nữa giải quyết khi đối mặt với vụ đóng băng lớn.

Theo Tôn ông Martin Rees, thì “các lỗ giun, các chiều bổ sung và các máy tính lượng tử mở ra các kịch bản suy đoán rốt cuộc có thể biến đổi toàn bộ vũ trụ của chúng ta thành một ‘vũ trụ sống’”. [206]

CÁC NỀN VĂN MINH KIỂU I, II VÀ III

Để hiểu được công nghệ của các nền văn minh từ hàng nghìn đến hàng triệu năm sau nền văn minh của chúng ta, các nhà vật lý đôi khi phân loại các nền văn minh tùy thuộc vào mức tiêu thụ năng lượng và các định luật nhiệt động lực học của chúng. Khi quét qua bầu trời để tìm các dấu hiệu của sự sống có trí tuệ, các nhà vật lý không tìm những người màu xanh nhỏ bé* mà tìm kiếm nền văn minh tương ứng với mức năng lượng của các nền văn minh kiểu I, II và III. Cách xếp hạng này được nhà vật lý người Nga Nikolai Kardashev giới thiệu trong thập niên 1960 để phân loại các tín hiệu vô tuyến từ các nền văn minh có thể có trong khoảng không vũ trụ. Mỗi kiểu nền văn minh phát ra một hình thức bức xạ đặc trưng có thể được đo đạc và lập danh mục. (Ngay cả một nền văn minh tiên tiến cố gắng che giấu sự hiện diện của nó cũng có thể bị các thiết bị của chúng ta phát hiện. Theo định luật hai nhiệt động lực học, bất kỳ nền văn minh tiên tiến nào cũng tạo ra entropy dưới dạng nhiệt thải, thứ chắc chắn sẽ trôi dạt vào khoảng không vũ trụ. Cho dù có cố gắng che giấu sự hiện diện của mình, họ không thể giấu giếm ánh sáng mờ nhạt do entropy của họ tạo ra).

Nền văn minh kiểu I là nền văn minh chinh phục các dạng năng lượng hành tinh. Mức tiêu thụ năng lượng của họ có thể được đo đạc chính xác: theo định nghĩa, họ có thể sử dụng toàn bộ lượng năng lượng Mặt Trời chiếu xuống hành tinh của họ, cỡ 10¹⁶ oát. Với năng lượng hành tinh mức này, họ có thể kiểm soát hay thay đổi thời tiết, thay đổi đường đi của các cơn bão, hoặc xây dựng các thành phố trên đại dương. Các nền văn minh như vậy là các chủ nhân thật sự hành tinh của họ và đã tạo ra một nền văn minh hành tinh.

Nền văn minh kiểu II đã tiêu thụ cạn kiệt năng lượng của một hành tinh đơn lẻ và khai thác năng lượng của toàn bộ một ngôi sao, có công suất khoảng 10²⁶ oát. Họ có thể tiêu thụ toàn bộ mức năng lượng từ ngôi sao của họ và có thể kiểm soát hiệu quả các vết bùng sáng của Mặt Trời và rồi làm cháy các ngôi sao khác.

Một nền văn minh kiểu III dùng cạn kiệt năng lượng của một hệ Mặt Trời đơn lẻ và đã “thuộc địa hóa” phần lớn thiên hà quê hương của nó. Một nền văn minh như vậy có thể sử dụng năng lượng từ 10 tỉ ngôi sao, công suất cỡ khoảng 10³⁶ oát.

Mỗi kiểu nền văn minh khác với kiểu thấp hơn sát nó một hệ số 10 tỉ. Nghĩa là, một nền văn minh kiểu III, khai thác năng lượng của hàng tỉ hệ thống sao, có thể tiêu thụ gấp 10 tỉ lần sản lượng năng lượng của một nền văn minh kiểu II, và kiểu II lại khai thác gấp 10 tỉ lần sản lượng của một nền văn minh kiểu I. Mặc dù khoảng cách giữa các nền văn minh này vô cùng lớn, nhưng có thể ước tính được thời gian cần có để đạt được một nền văn minh kiểu III. Giả định rằng một nền văn minh phát triển với tốc độ khiêm tốn là 2% tới 3% trong sản lượng năng lượng của nó mỗi năm. (Đây là một giả định đáng tin cậy, vì tăng trưởng kinh tế, điều có thể được tính toán hợp lý, có liên quan trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng. Quy mô nền kinh tế càng lớn thì nhu cầu năng lượng lại càng nhiều. Vì tăng trưởng của tổng sản phẩm quốc nội, hay GDP, của nhiều quốc gia nằm trong phạm vi 1% tới 2% mỗi năm, nên mức tiêu thụ năng lượng của nó hoàn toàn cũng có thể tăng với tốc độ xấp xỉ như vậy.)

Với tốc độ khiêm tốn này, chúng ta có thể ước đoán nền văn minh hiện nay của chúng ta còn cách nền văn minh kiểu I 100 tới 200 năm. Chúng ta sẽ mất khoảng 1.000 đến 5.000 năm để đạt được địa vị kiểu II, và có lẽ 100.000 đến 1.000.000 năm để đạt được địa vị kiểu III. Trên thang chia như vậy, nền văn minh của chúng ta ngày nay có thể được phân loại là nền văn minh kiểu 0, vì chúng ta thu nhận năng lượng từ các thực vật chết (dầu mỏ và than đá). Ngay cả việc kiểm soát một cơn bão, hiện tượng tự nhiên có thể giải phóng năng lượng cỡ hàng trăm vũ khí hạt nhân, cũng vượt xa công nghệ của chúng ta.

Để miêu tả nền văn minh hiện nay của chúng ta, nhà thiên văn Carl Sagan đã chủ trương tạo ra thang chia chi tiết hơn giữa các kiểu văn minh. Các nền văn minh kiểu I, II và III, như chúng ta đã thấy, sản sinh ra năng lượng tương ứng công suất khoảng 10¹⁶, 10²⁶ và 10³⁶ oát. Chẳng hạn, Sagan đã giới thiệu nền văn minh kiểu I.1, tạo ra công suất 10¹⁷ oát, nền văn minh kiểu I.2, phát ra công suất 10¹⁸ oát, v.v. Bằng cách phân chia mỗi kiểu thành mười phân kiểu nhỏ hơn, chúng ta có thể bắt đầu phân loại nền văn minh của chính chúng ta. Trên thang này, rất có thể nền văn minh hiện nay của chúng ta là một nền văn minh kiểu 0,7 - rất gần với nền văn minh hành tinh thật sự. (Một nền văn minh kiểu 0,7 vẫn còn nhỏ hơn một nền văn minh kiểu I đến 1.000 lần, khi xét theo năng lượng sản sinh.)

Mặc dù nền văn minh của chúng ta vẫn còn khá thô sơ, chúng ta đã nhìn thấy các dấu hiệu của một quá trình chuyển đổi đang diễn ra. Khi theo dõi các bản tin chính, tôi luôn thấy các phát triển lịch sử này. Trên thực tế, tôi cảm thấy mình được hưởng ưu tiên sống để chứng kiến nó:

- Internet là một hệ thống điện thoại kiểu I đang phát triển. Nó có khả năng trở thành cơ sở của một mạng liên lạc viễn thông liên hành tinh phổ biến.

- Nền kinh tế của xã hội kiểu I sẽ không phải do các quốc gia, mà là do các khối thương mại lớn chi phối, tương tự như Liên minh châu Âu, bản thân nó được hình thành do sự cạnh tranh từ NAFTA (các nước Bắc Mỹ).

- Ngôn ngữ xã hội kiểu I của chúng ta có lẽ sẽ là tiếng Anh, hiện đang là ngôn ngữ chi phối đông thứ hai trên Trái Đất. Tại nhiều quốc gia đang phát triển ngày nay, các tầng lớp trên và những người có trình độ đại học có xu hướng nói bằng cả tiếng Anh lẫn ngôn ngữ bản địa. Toàn thể dân cư của một nền văn minh kiểu I có thể nói song ngữ theo kiểu này, bằng cả ngôn ngữ bản địa lẫn ngôn ngữ hành tinh. [207]

- Các quốc gia, mặc dù có lẽ sẽ tồn tại theo hình thức nào đó trong nhiều thế kỷ tới, nhưng sẽ trở nên ít quan trọng, khi các rào cản thương mại bị bãi bỏ và khi thế giới trở nên phụ thuộc lẫn nhau về mặt kinh tế nhiều hơn. (Một phần nào đó, các quốc gia hiện đại ban đầu từng được tạo dựng bởi các nhà tư bản và những người muốn có một loại tiền tệ, biên giới, thuế quan, và bộ luật thống nhất để phát triển kinh doanh. Khi hoạt động kinh doanh được quốc tế hóa hơn, các biên giới quốc gia sẽ không còn mấy ý nghĩa.) Không có quốc gia đơn lẻ nào đủ mạnh để ngăn chặn tiến trình vươn tới một nền văn minh kiểu I.

- Các cuộc chiến tranh có lẽ sẽ luôn luôn song hành với chúng ta, nhưng bản chất của nó sẽ thay đổi với sự nổi lên của một tầng lớp trung lưu hành tinh quan tâm tới du lịch và tích lũy tài sản cùng các nguồn lực nhiều hơn là khuất phục những người khác và kiểm soát các thị trường hoặc các khu vực địa lý.

- Vấn đề ô nhiễm sẽ ngày càng được giải quyết trên quy mô hành tinh. Các khí nhà kính, mưa axít, cháy các rừng mưa nhiệt đới, và mối lưu tâm tới chúng không còn bó hẹp trong ranh giới quốc gia, và các quốc gia láng giềng sẽ tạo áp lực để đối tượng vi phạm sửa đổi việc làm của họ. Các vấn đề môi trường toàn cầu sẽ giúp đẩy nhanh các giải pháp toàn cầu.

- Vì các nguồn tài nguyên (như các vụ thu hoạch cá, các vụ thu hoạch ngũ cốc, các nguồn tài nguyên nước) dần giảm xuống do gieo trồng thái quá và tiêu thụ thái quá, sẽ gia tăng áp lực phải quản lý các nguồn tài nguyên của chúng ta trên quy mô toàn cầu hoặc không sẽ phải đối mặt với nạn đói và sự sụp đổ.

- Thông tin sẽ gần như là tự do, khuyến khích xã hội trở nên dân chủ hơn, cho phép những người bị tước quyền bầu cử giành được tiếng nói mới gây áp lực với các chế độ độc tài.

Các sức mạnh này nằm ngoài tầm kiểm soát của bất cứ cá nhân hoặc quốc gia riêng lẻ nào. Internet không thể bị cấm. Trên thực tế, bất kỳ động thái nào như vậy sẽ bị cười nhạo hơn là khiếp sợ, vì Internet là con đường dẫn tới sự thịnh vượng kinh tế và khoa học cũng như văn hóa và giải trí.

Nhưng sự chuyển đổi từ kiểu 0 đến kiểu I cũng là nguy hiểm nhất, vì chúng ta vẫn biểu lộ sự tàn bạo điển hình của nguồn gốc từ rừng núi của chúng ta. Theo nghĩa nào đó, sự tiến bộ của nền văn minh của chúng ta là cuộc chạy đua với thời gian. Một mặt, cuộc diễu hành về phía văn minh hành tinh kiểu I có thể hứa hẹn cho chúng ta một kỷ nguyên hòa bình và thịnh vượng vô song. Mặt khác, các sức mạnh của entropy (hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm, chiến tranh hạt nhân, trào lưu tôn giáo chính thống, bệnh tật) cũng có thể chia rẽ chúng ta. Martin Rees nhận thấy rằng các mối đe dọa này, cũng như các mối đe dọa do khủng bố, các mầm bệnh công nghệ sinh học và các ác mộng công nghệ khác, là các thách thức lớn nhất mà nhân loại đang phải đối mặt. Ông cũng nghiêm túc chỉ cho chúng ta cơ hội năm ăn năm thua để vượt qua thách thức này.

Đây có thể là một trong những lý do chúng ta không thấy các nền văn minh ngoài trái đất trong không gian. Nếu họ quả thật tồn tại, có lẽ họ văn minh đến mức không mấy hứng thú với xã hội kiểu 0,7 nguyên thủy của chúng ta. Ngoài ra, có lẽ họ đã bị chiến tranh tàn phá hoặc bị diệt vong do ô nhiễm môi trường khi cố phấn đấu để đạt tới địa vị kiểu I. (Theo ý nghĩa này, thế hệ đang sống hiện nay có thể là một trong những thế hệ quan trọng nhất từ trước đến nay bước đi trên bề mặt Trái Đất, quyết định liệu chúng ta thực hiện cuộc chuyển đổi an toàn sang nền văn minh kiểu I hay không.)

Nhưng như Friedrich Nietzsche đã nói, những gì không giết nổi chúng ta làm cho chúng ta mạnh mẽ hơn. Quá trình chuyển đổi đau đớn từ kiểu 0 đến kiểu I của chúng ta chắc chắn sẽ là một thử thách khắc nghiệt, với một số các cuộc thoát hiểm đầy bị thương. Nếu có thể vượt qua thách thức này, chúng ta sẽ mạnh mẽ hơn, giống như cách mà người ta tôi rèn thép nung chảy để làm nó dẻo dai hơn.

NỀN VĂN MINH KIỂU I

Khi một nền văn minh đạt tới địa vị kiểu I, chắc chắn nó không thể ngay lập tức vươn tới các vì sao, mà nhiều khả năng nó sẽ ở lại trên hành tinh quê hương trong nhiều thế kỷ, đủ dài để giải quyết các cảm xúc dân tộc chủ nghĩa, tôn giáo nguyên gốc, chủng tộc và phe phái còn sót lại từ quá khứ của mình. Các nhà văn viết truyện khoa học giả tưởng thường xuyên đánh giá thấp khó khăn của du hành không gian và thuộc địa hóa không gian Ngày nay, phải tốn từ 10.000 tới 40.000 đô la Mỹ trên mỗi pound* để đưa bất cứ thứ gì lên quỹ đạo gần Trái Đất. (Hãy tưởng tượng John Glenn* làm bằng vàng ròng, và bạn sẽ đánh giá đúng chi phí cực đắt đỏ của du hành vũ trụ.) Mỗi chuyến bay của tàu con thoi tiêu tốn trên 800 triệu đô la Mỹ (nếu chúng ta lấy tổng chi phí của chương trình tàu con thoi chia cho số chuyến bay). Có khả năng là chi phí du hành không gian sẽ giảm xuống, nhưng chỉ theo hệ số 10 trong vài thập kỷ tới, với sự xuất hiện của các tàu vũ trụ sử dụng nhiều lần (RLV, viết tắt của “reusable launch vehicle”) có thể được sử dụng lại ngay lập tức sau khi một chuyến bay hoàn tất. Trong suốt thế kỷ 21, du hành vũ trụ vẫn sẽ là một nhiệm vụ cực kỳ tốn kém chỉ dành cho các cá nhân và các quốc gia siêu giàu có.

(Tuy nhiên, có một ngoại lệ có thể có: sự phát triển của các “thang máy vũ trụ”. Các tiến bộ gần đây trong công nghệ nano mở ra cơ hội sản xuất thành công các ống nano cacbon siêu bền và siêu nhẹ. Về nguyên tắc, có thể là các sợi cacbon này có thể chứng minh là đủ bền để nối Trái Đất với một vệ tinh địa đồng bộ* đang bay trên quỹ đạo phía trên Trái Đất và cách bề mặt Trái Đất hơn 20.000 dặm (hơn 30.000 km). Giống như trong truyện “Jack và cây đậu thần”*, người ta có thể trèo lên ống nano cacbon này để vươn tới khoảng không vũ trụ với chỉ một phần chi phí thông thường. Trong quá khứ, các nhà khoa học vũ trụ đã gạt bỏ thang máy vũ trụ vì sức căng trên dây đủ để làm đứt bất cứ sợi nào đã biết. Tuy nhiên, công nghệ ống nano cacbon có thể thay đổi điều này. NASA đang tài trợ cho các nghiên cứu sơ bộ về công nghệ này, và tình hình sẽ được phân tích sát sao sau nhiều năm. Nhưng nếu một công nghệ như vậy khả thi, thì trong trường hợp tốt nhất một thang máy vũ trụ cũng chỉ có thể đưa chúng ta lên quỹ đạo xung quanh Trái Đất, chứ không thể tới các hành tinh khác.)

Giấc mơ chiếm cứ vũ trụ phải được tôi rèn bằng thực tế là chi phí của các chuyến bay có người lái lên Mặt Trăng và các hành tinh cao gấp nhiều lần chi phí cho các chuyến bay quanh Trái Đất. Không giống như các chuyến hải trình của Columbus và các nhà thám hiểm Tây Ban Nha thời kỳ đầu cách đây vài thế kỷ, khi mà chi phí của một con tàu chỉ là một phần nhỏ trong tổng sản phẩm quốc nội của Tây Ban Nha, còn phần thưởng kinh tế nó có thể mang về là rất lớn, việc thiết lập các khu định cư trên Mặt Trăng và sao Hỏa có thể làm phá sản hầu hết các quốc gia mà gần như không đem lại lợi ích kinh tế trực tiếp nào. Một chuyến bay có người lái đơn giản đến sao Hỏa có thể tốn kém từ 100 tỉ đến 500 tỉ đô la Mỹ, với rất ít hy vọng hoàn lại về mặt tài chính.

Tương tự, người ta cũng phải xem xét mối nguy hiểm cho các hành khách. Sau nửa thế kỷ thử nghiệm với các tên lửa nhiên liệu lỏng, xác suất xảy ra thảm họa trong những chuyến bay dùng tên lửa kiểu này là khoảng 1/70. (Trên thực tế, hai vụ mất mát bi thảm của tàu con thoi nằm trong tỉ lệ này.) Chúng ta thường quên rằng du hành không gian khác với đi du lịch. Với nhiên liệu quá dễ bay hơi và quá nhiều mối đe dọa với sự sống con người, du hành không gian sẽ tiếp tục là một nhiệm vụ nguy hiểm trong các thập kỷ tới.

Tuy nhiên, trong vài thế kỷ tới thì tình hình có thể sẽ dần dần thay đổi. Khi mà chi phí du hành không gian được giảm xuống từ từ, thì một ít khu định cư vũ trụ có thể dần dần được duy trì trên sao Hỏa. Trên thang thời gian này, một số nhà khoa học thậm chí đã đề xuất những cơ chế tài tình để biến đổi đất đai sao Hỏa, như làm chệch hướng một sao chổi và cho nó bay hơi trong khí quyển, qua đó bổ sung hơi nước vào bầu khí quyền hành tinh đỏ. Những người khác có chủ trương bơm khí mêtan vào khí quyển để tạo ra một hiệu ứng nhà kính nhân tạo trên hành tinh đỏ, nâng nhiệt độ và dần dần làm tan chảy tầng đất đóng băng vĩnh cửu dưới bề mặt sao Hỏa, nhằm lấp đầy các ao hồ và sông suối của nó sau hàng tỉ năm. Một số người đã đề xuất các biện pháp cực đoan và nguy hiểm hơn, như cho nổ một đầu đạn hạt nhân trong lòng đất phía dưới các chỏm băng để làm tan chảy băng (có thể gây ra hiểm họa sức khỏe cho các kiều dân vũ trụ tương lai). Nhưng các đề xuất này thực sự vẫn còn rất viển vông.

Nhiều khả năng, một nền văn minh kiểu I sẽ nhận thấy các khu định cư vũ trụ là ưu tiên dài hạn trong vài thế kỷ tới. Nhưng du hành liên hành tinh đường dài, nơi thời gian không phải quá gấp gáp, một động cơ năng lượng mặt trời/ion có thể cung cấp một dạng lực đẩy mới giữa các ngôi sao. Các động cơ di chuyển chậm như vậy sẽ tạo ra ít lực đẩy, nhưng chúng có thể duy trì lực đẩy đó trong nhiều năm. Các động cơ này tập trung năng lượng từ mặt trời, đốt nóng một khí như xesi, và sau đó phóng khí ra ống xả, tạo ra một lực đẩy nhẹ có thể được duy trì gần như vô hạn. Các con tàu được cung cấp năng lượng bằng các động cơ như vậy có thể rất lý tưởng để tạo ra một “hệ thống đường quốc lộ” kết nối liên hành tinh.

Cuối cùng, các nền văn minh kiểu I có thể gửi vài tàu thăm dò thử nghiệm tới các ngôi sao ở gần. Vì tốc độ của các tên lửa hóa học rốt cuộc bị giới hạn bởi tốc độ tối đa của các khí trong ống xả tên lửa, các nhà vật lý sẽ phải tìm thêm nhiều loại lực đẩy kỳ dị nếu họ hy vọng vươn tới các khoảng cách xa hàng trăm năm ánh sáng. Một thiết kế khác là tạo ra một động cơ phản lực động áp (ramjet) hợp hạch, một tên lửa lấy hyđrô từ không gian liên sao và hợp hạch nó, giải phóng một lượng năng lượng không giới hạn trong quá trình này. Tuy nhiên, hợp hạch proton-proton vô cùng khó đạt được ngay cả trên Trái Đất chưa nói tới ngoài không gian và trong một tàu vũ trụ. Loại công nghệ như vậy ít ra cũng thuộc về một thế kỷ khác trong tương lai

NỀN VĂN MINH KIỂU II

Một nền văn minh kiểu II có khả năng khai thác năng lượng của toàn thể một ngôi sao trông có thể giống như một phiên bản của Liên bang Hành tinh trong loạt phim Star Trek , mà không cần đến động cơ cong (warp drive). Họ đã lập những khu định cư tại một phần nhỏ của Ngân Hà và có thể kích cháy các ngôi sao, và vì thế đủ điều kiện tiến tới địa vị kiểu II.

Để sử dụng hết công suất của Mặt Trời, nhà vật lý học Freeman Dyson đã suy đoán rằng một nền văn minh kiểu II có thể xây dựng một khối cầu khổng lồ xung quanh Mặt Trời để hấp thụ các tia sáng của nó. Chẳng hạn, nền văn minh này có thể có khả năng phá hủy một hành tinh cỡ sao Mộc và phân bố khối lượng này trong khối cầu xung quanh Mặt Trời. Vì định luật hai nhiệt động lực học, khối cầu này cuối cùng sẽ nóng lên, phát ra một bức xạ hồng ngoại đặc trưng có thể được thấy từ khoảng không vũ trụ. Jun Jugaku từ Viện Nghiên cứu văn minh Nhật Bản và các đồng nghiệp đã tìm kiếm trên bầu trời cách xa tới 80 năm ánh sáng để cố gắng định vị các nền văn minh khác như vậy nhưng không tìm thấy chứng cứ về những phát xạ hồng ngoại này (mặc dù hãy nhớ rằng thiên hà của chúng ta trải rộng 100.000 năm ánh sáng). [208]

Một nền văn minh kiểu II có thể chiếm cứ một số hành tinh trong hệ Mặt Trời của họ và thậm chí bắt tay vào phát triển một chương trình du hành liên sao. Vì các nguồn tài nguyên rộng lớn có sẵn cho một nền văn minh kiểu II, về tiềm năng họ có thể đã phát triển các dạng lực đẩy kỳ dị như thế, như động cơ phản vật chất/vật chất cho các tàu vũ trụ, mở ra triển vọng cho du hành không gian gần tốc độ ánh sáng. Về nguyên tắc, dạng năng lượng này đạt hiệu suất 100%. Nó cũng có thể tạo ra bằng thực nghiệm nhưng cực kỳ tốn kém theo các tiêu chuẩn của kiểu I (phải có một máy đập vỡ nguyên tử để tạo ra các chùm phản proton có thể được sử dụng để tạo các phản nguyên tử).

Chúng ta chỉ có thể suy đoán một xã hội kiểu II có thể hoạt động như thế nào. Tuy nhiên, nó sẽ có nhiều thiên niên kỷ để giải quyết các tranh chấp đất đai, tài nguyên và quyền lực. Một nền văn minh kiểu II có thể có tiềm năng trở thành bất tử. Dường như không điều gì có thể phá hủy một nền văn minh như vậy, ngoại trừ sự điên rồ của chính bản thân cư dân thuộc nền văn minh đó. Các sao chổi và sao băng có thể bị làm chệch hướng, các thời kỳ băng hà có thể chuyển đổi bằng cách thay đổi các mô hình thời tiết, ngay cả mối đe dọa do một vụ nổ sao siêu mới gần đó gây ra cũng có thể tránh được đơn giản bằng cách từ bỏ hành tinh quê hương và vận chuyển nền văn minh ra khỏi vùng nguy hiểm - hoặc thậm chí là can thiệp vào hoạt động nhiệt hạch của bản thân ngôi sao đang hấp hối.

NỀN VĂN MINH KIỂU III

Vào thời điểm một xã hội vươn tới cấp độ của một nền văn minh kiểu III, nó có thể bắt đầu suy tính tới các năng lượng vô cùng to lớn mà tại đó không gian và thời gian trở nên không ổn định. Chúng ta nhớ lại rằng năng lượng Planck là năng lượng mà tại đó các hiệu ứng lượng tử thống trị, và không-thời gian trở thành “sủi bọt” với các bong bóng nhỏ và các lỗ giun. Năng lượng Planck còn nằm quá xa tầm với của chúng ta ngày nay, nhưng đó chỉ là vì chúng ta đánh giá năng lượng theo quan điểm của một nền văn minh kiểu 0,7. Vào thời điểm một nền văn minh đã đạt đến địa vị kiểu III, nó sẽ có quyền sử dụng (theo định nghĩa) các năng lượng gấp 10 tỉ lần 10 tỉ (hay 10²⁰) dạng năng lượng tìm thấy trên Trái Đất hiện nay.

Nhà thiên văn Ian Crawford từ Đại học Tổng hợp London viết về các nền văn minh kiểu III: “Giả sử có một thuộc địa (khu định cư) vũ trụ điển hình trải rộng 10 năm ánh sáng, một con tàu có tốc độ bằng 10% tốc độ ánh sáng và một chu kỳ 400 năm từ khi thiết lập một thuộc địa cho tới khi thuộc địa đó gửi đi các thuộc địa của chính nó, thì mặt đầu sóng thuộc địa hóa sẽ mở rộng với tốc độ trung bình là 0,02 năm ánh sáng mỗi năm. Vì thiên hà [chúng ta] có đường kính 100.000 năm ánh sáng, nên mất không quá 5 triệu năm để thuộc địa hóa nó hoàn toàn. Mặc dù đây là một khoảng thời gian dài đối với con người, nhưng chỉ bằng 0,05% tuổi của thiên hà.” [209]

Các nhà khoa học vô cùng nỗ lực nhằm phát hiện các phát xạ vô tuyến từ một nền văn minh kiểu III trong phạm vi của chính thiên hà chúng ta. Kính viễn vọng vô tuyến Aricebo khổng lồ ở Puerto Rico đã quét phần lớn thiên hà chúng ta để tìm các phát xạ vô tuyến ở tần số 1,42 gigahertz, gần với vạch phát xạ của khí hyđrô. Nó đã không tìm thấy bất kỳ bằng chứng nào về phát xạ vô tuyến của bất kỳ nền văn minh nào tỏa ra năng lượng có công suất thuộc dải từ 10¹⁸ tới 10³⁰ oát (nghĩa là, từ kiểu I.2 tới kiểu II.4). Tuy nhiên, điều đó không loại trừ các nền văn minh chỉ hơi vượt qua chúng ta về công nghệ, từ kiểu 0,8 tới kiểu I.1, hoặc vượt xa chúng ta đáng kể, như kiểu II.5 và hơn thế. [210]

Nó cũng không loại trừ các hình thức liên lạc viễn thông khác. Chẳng hạn, một nền văn minh tiên tiến có thể gửi các tín hiệu thông qua tia laser hơn là sóng vô tuyến. Và nếu họ sử dụng sóng vô tuyến, họ có thể sử dụng các tần số khác chứ không phải là 1,42 gigahertz (GHz). Họ có thể gửi đi tín hiệu trên nhiều tần số và sau đó lắp ráp lại tín hiệu tại nơi nhận. Theo cách này thì một ngôi sao vụt qua hay một cơn bão vũ trụ sẽ không gây nhiễu toàn bộ thông điệp. Bất cứ ai đang nghe tín hiệu truyền đi này chỉ có thể nghe thấy những âm thanh vô nghĩa. (Các thư điện tử của chính chúng ta được chia ra thành nhiều mảnh, với mỗi mảnh được gửi qua một thành phố khác, và sau đó được lắp ráp lại ở đoạn cuối trên máy tính của bạn. Tương tự, các nền văn minh tiên tiến có thể quyết định sử dụng các phương pháp tinh vi để chia nhỏ một tín hiệu và lắp ráp lại nó ở đầu kia.)

Nếu một nền văn minh kiểu III tồn tại trong vũ trụ, thì một trong những mối quan tâm cấp bách nhất của họ sẽ là thiết lập một hệ thống liên lạc viễn thông kết nối các thiên hà. Điều này tất nhiên phụ thuộc vào việc bằng cách nào đó họ có thể làm chủ công nghệ di chuyển nhanh hơn ánh sáng, như thông qua các lỗ giun, hay không. Nếu chúng ta giả định rằng họ không thể, thì sự phát triển của họ sẽ bị kìm hãm đáng kể. Nhà vật lý Freeman Dyson, trích dẫn từ tác phẩm của Jean-Marc Levy-Leblond, suy đoán rằng một xã hội như vậy có thể sống trong một vũ trụ “Carroll”, đặt theo tên của Lewis Carroll*. Trong quá khứ, Dyson viết, xã hội loài người hình thành từ các bộ lạc nhỏ, trong đó không gian là tuyệt đối, nhưng thời gian là tương đối. Điều này có nghĩa rằng liên lạc giữa các bộ lạc thưa thớt là không thể, và trong cả cuộc đời, chúng ta chỉ có thể mạo hiểm di chuyển trong một khoảng cách ngắn từ nơi sinh ra. Mỗi bộ lạc đã bị chia cắt bằng sự mênh mông của không gian tuyệt đối. Với sự ra đời của Cách mạng công nghiệp, chúng ta đã tiến vào vũ trụ kiểu Newton, trong đó không gian và thời gian đã trở thành tuyệt đối, và chúng ta đã có những con tàu và các bánh xe liên kết các bộ lạc thưa thớt thành một quốc gia. Trong thế kỷ 20, chúng ta đã tiến vào vũ trụ kiểu Einstein, trong đó cả không gian lẫn thời gian đều tương đối, và chúng ta đã phát triển điện báo, điện thoại, phát thanh và truyền hình, tạo ra liên lạc tức thời. Một nền văn minh kiểu III có thể trôi dạt ngược trở lại thành một vũ trụ Carroll một lần nữa, với các nhóm nhỏ thuộc địa vũ trụ bị ngăn cách bởi các khoảng cách rộng lớn liên sao, không thể liên lạc vì rào cản ánh sáng. Để ngăn cản sự phân mảnh của một vũ trụ Carroll như vậy, một nền văn minh kiểu III có thể cần phát triển các lỗ giun cho phép liên lạc viễn thông nhanh hơn ánh sáng ở cấp độ hạ nguyên tử. [211]

NỀN VĂN MINH KIỂU IV

Một lần khi tôi đang nói chuyện tại Cung chiếu hình thiên văn London, một cậu bé mười tuổi đi tới chỗ tôi và khăng khăng rằng phải có một nền văn minh kiểu IV. Khi tôi nhắc cậu bé rằng chỉ có các hành tinh, các ngôi sao và các thiên hà mới là nền tảng duy nhất cho phép sự sống có trí tuệ nảy mầm, cậu bé khẳng định có một nền văn minh kiểu IV có thể sử dụng sức mạnh của thể liên tục (continuum). [212]

Tôi đã nhận ra là cậu bé nói đúng. Nếu một nền văn minh kiểu IV có thể tồn tại, nguồn năng lượng của nó có thể là ngoại thiên hà, chẳng hạn như năng lượng tối chúng ta thấy xung quanh mình, hợp thành 73% hàm lượng vật chất/năng lượng của vũ trụ. Mặc dù có tiềm năng là một kho chứa năng lượng khổng lồ - hơn thế còn là kho chứa lớn nhất trong vũ trụ - nhưng trường phản hấp dẫn này trải rộng trên các khoảng không trống rỗng bao la của vũ trụ nên sẽ cực kỳ yếu tại bất cứ điểm nào trong không gian.

Nikola Tesla*, một thiên tài về điện và là đối thủ của Thomas Edison, đã viết bao quát về việc thu lượm năng lượng của chân không. Ông tin rằng chân không đã che giấu các kho chứa năng lượng vô kể. Ông nghĩ rằng nếu chúng ta bằng cách nào đó có thể thiết lập kết nối với nguồn này, nó sẽ cách mạng hóa tất cả xã hội loài người. Tuy nhiên, việc rút năng lượng khó tin này ra sẽ là vô cùng khó khăn. Hãy suy nghĩ về việc tìm kiếm vàng trong lòng đại dương. Có lẽ lượng vàng phân tán trong lòng đại dương nhiều hơn tất cả vàng tại Fort Knox* và các kho vàng khác trên thế giới. Tuy nhiên, chi phí của việc chiết tách lượng vàng trên một diện tích lớn như thế là quá đắt đỏ. Do đó, vàng đang nằm trong lòng đại dương chưa bao giờ được thu lượm.

Tương tự, năng lượng ẩn trong năng lượng tối nhiều hơn toàn bộ tổng lượng năng lượng của các ngôi sao và các thiên hà. Tuy nhiên, nó trải rộng trên hàng tỉ năm ánh sáng và sẽ rất khó cô đặc. Nhưng theo các định luật vật lý, vẫn có khả năng tồn tại một nền văn minh kiểu III tiên tiến, đang tiêu thụ cạn kiệt năng lượng của các ngôi sao trong thiên hà, và có thể bằng cách nào đó cố gắng thiết lập kết nối với năng lượng này để thực hiện chuyển đổi sang kiểu IV.

PHÂN LOẠI THÔNG TIN

Chúng ta cũng có thể dựa vào các công nghệ mới để phân loại tốt hơn các nền văn minh. Vào thập niên 1960, lần đầu tiên Kardashev đã đưa ra cách phân loại độc đáo trước khi diễn ra sự bùng nổ quá trình tiểu hình hóa (thu nhỏ kích thước, máy tính điện tử, các tiến bộ trong công nghệ nano và nhận thức về các vấn đề suy thoái môi trường. Nhờ thành quả của các phát triển này, một nền văn minh tiên tiến có thể tiến triển theo một kiểu hơi khác, bằng cách tận dụng tối đa cuộc cách mạng thông tin mà chúng ta đang chứng kiến ngày nay.

Khi một nền văn minh tiên tiến phát triển theo cấp số mũ, lượng nhiệt thải quá lớn có thể làm tăng nhiệt độ khí quyển hành tinh một cách nguy hiểm và gây ra những vấn đề khí hậu. Các cụm vi khuẩn phát triển theo cấp số mũ trong một đĩa nuôi các khuẩn cho đến khi chúng tiêu thụ cạn kiệt nguồn cung cấp thức ăn và chết chìm trong chất thải của chính chúng theo đúng nghĩa đen. Tương tự như vậy, vì du hành không gian vẫn sẽ rất tốn kém trong nhiều thế kỷ, và việc biến đổi đất đai các hành tinh gần kề vẫn là một thách thức về kinh tế và khoa học, nên một nền văn minh kiểu I đang tiến hóa có nguy cơ chết ngạt trong nhiệt thải của chính nó, hoặc phải thu nhỏ và tổ chức sản xuất thông tin tốt hơn.

Để thấy hiệu quả của quá trình tiểu hình hóa như vậy, hãy xem xét bộ não con người, chứa khoảng 100 tỉ tế bào thần kinh (cũng nhiều như các thiên hà trong vũ trụ có thể nhìn thấy) nhưng gần như không sinh nhiệt. Công bằng mà nói, ngày nay nếu một kỹ sư máy tính thiết kế một máy tính điện tử có khả năng tính toán hàng triệu tỉ byte mỗi giây, một điều mà bộ não có thể thực hiện dễ dàng, thì kích thước của nó có lẽ phải bằng một vài khối nhà và cần một hồ chứa nước để làm mát. Nhưng bộ não của chúng ta có thể suy tính những ý tưởng thăng hoa nhất mà không đủ một giọt mồ hôi.

Bộ não hoàn thành điều này do cấu trúc phân tử và tế bào của nó. Trước hết, nó hoàn toàn không phải là một máy tính (hiểu theo nghĩa là một cỗ máy Turing chuẩn, với bảng đi đầu vào, băng ghi đầu ra và bộ xử lý trung tâm). Bộ não không có hệ điều hành, không có Windows, không có CPU, không có chip Pentium như các máy tính. Thay vào đó, nó là một mạng lưới thần kinh hiệu quả cao, một cỗ máy học tập, nơi bộ nhớ và các mô hình tư duy được phân phối trên toàn bộ não thay vì áp trung ở một đơn vị xử lý trung tâm. Thậm chí bộ não không tính toán nhanh lắm, vì các tín hiệu điện gửi xuống các tế bào thần kinh về bản chất là hóa học. Nhưng nó làm được việc còn hơn cả sự bù lại sự chậm chạp này, đó là khả năng xử lý song song và học được các kỹ năng mới với các tốc độ cực nhanh.

Để cải thiện hiệu quả của máy tính điện tử, các nhà khoa học đang cố gắng sử dụng các ý tưởng mới lạ, nhiều ý tưởng được lấy từ thiên nhiên, để tạo ra thế hệ kế tiếp của các máy tính được tiểu hình hóa. Các nhà khoa học tại Princeton đã có thể tính toán trên các phân tử ADN (coi ADN như dải băng máy tính không dựa trên các số nhị phân 0 và 1, mà dựa trên bốn axit nucleic A, T, C, G); máy tính ADN của họ đã giải quyết được bài toán người bán hàng dạo qua nhiều thành phố (nghĩa là, tính toán tuyến đường ngắn nhất nối N thành phố). Tương tự, các tranzito phân tử đã được tạo ra trong phòng thí nghiệm và thậm chí các máy tính lượng tử nguyên thủy đầu tiên (có thể tính toán trên các nguyên tử riêng lẻ) đã được xây dựng.

Dựa vào các tiến bộ trong công nghệ nano, ta có thể tin rằng một nền văn minh tiên tiến sẽ tìm ra các cách thức hiệu quả hơn nhiều để phát triển thay vì tạo ra quá nhiều nhiệt thải đe dọa sự tồn tại của họ.

CÁC KIỂU TỪ A TỚI Z

Sagan đã giới thiệu thêm một cách khác để xếp loại các nền văn minh tiên tiến theo hàm lượng thông tin của chúng yếu tố thiết yếu đối với bất kỳ nền văn minh nào đang dự tính rời khỏi vũ trụ. Chẳng hạn, một nền văn minh kiểu A là một nền văn minh xử lý 10⁶ bit thông tin. Hàm lượng ấy sẽ tương ứng với một nền văn minh nguyên thủy không có ngôn ngữ viết, nhưng có ngôn ngữ nói. Để biết được bao nhiêu thông tin có thể chứa trong một nền văn minh kiểu A, Sagan đã sử dụng ví dụ về trò chơi gồm hai mươi câu hỏi, trong đó bạn có nhiệm vụ xác định một đối tượng bí ẩn, bằng cách hỏi không quá hai mươi câu hỏi dạng có (đúng) hoặc không (sai). Một chiến thuật là đặt những câu hỏi để chia thế giới thành hai phần lớn, chẳng hạn như: “Nó có sống không?” Sau khi hỏi hai mươi câu hỏi như vậy, chúng ta đã chia thế giới thành 2²⁰ phần, hay 10⁶ phần, và đó là tổng hàm lượng thông tin của một nền văn minh kiểu A.

Khi một ngôn ngữ viết được phát hiện, tổng lượng thông tin nhanh chóng bùng nổ. Nhà vật lý Phillip Morrison từ MIT ước tính rằng tổng di sản bằng chữ viết còn sót lại từ thời Hy Lạp cổ đại là khoảng 10⁹ bit, tương ứng một nền văn minh kiểu C theo xếp hạng của Sagan.

Sagan đã ước tính hàm lượng thông tin ngày nay của chúng ta. Bằng cách ước tính số lượng sách trong tất cả các thư viện trên thế giới (được đo cỡ hàng chục triệu) và số lượng các trang có trong mỗi cuốn sách, ông cho rằng nó khoảng 10¹³ bit thông tin. Nếu tính cả các bức ảnh, con số này có thể lên tới 10¹⁵ bit. Con số này sẽ đặt chúng ta vào vị trí của một nền văn minh kiểu H. Do đầu ra năng lượng và thông tin thấp, chúng ta có thể được phân loại là một nền văn minh kiểu 0,7 H.

Ông ước đoán rằng tiếp xúc đầu tiên của chúng ta với một nền văn minh ngoài Trái Đất sẽ là một nền văn minh ít nhất cũng là kiểu 1,5 J hay 1,8 K vì họ đã làm chủ động lực học của du hành liên sao. Ở mức tối thiểu, một nền văn minh như vậy sẽ tiến bộ hơn nền văn minh của chúng ta từ vài thế kỷ tới vài thiên niên kỷ. Tương tự, một nền văn minh thiên hà kiểu III có thể được đặc trưng bằng hàm lượng thông tin của mỗi hành tinh nhân với số lượng hành tinh trong thiên hà có khả năng hỗ trợ sự sống. Sagan ước tính rằng một nền văn minh kiểu III như vậy sẽ tương ứng với kiểu Q. Và một nền văn minh tiên tiến có thể khai thác hàm lượng thông tin của 1 tỉ thiên hà, tương ứng với một phần lớn của vũ trụ có thể nhìn thấy, sẽ đủ điều kiện trở thành nền văn minh như kiểu Z.

Đây không phải là một bài tập lý thuyết suông tầm thường. Bất kỳ nền văn minh nào định rời bỏ vũ trụ nhất thiết phải tính toán tới các điều kiện ở phía đầu kia của vũ trụ. Các phương trình Einstein là khét tiếng khó, vì để tính toán độ cong của không gian tại bất kỳ điểm nào, bạn phải biết vị trí của mọi thiên thể trong vũ trụ, mỗi một thiên thể trong số này lại góp phần vào việc uốn cong không gian. Bạn cũng phải biết các hiệu chỉnh lượng tử đối với lỗ đen, mà hiện tại là không thể tính được. Vì điều này là cực kỳ khó khăn cho các máy tính của chúng ta, nên các nhà vật lý ngày nay thường áng chừng một lỗ đen thông qua nghiên cứu một vũ trụ bị một ngôi sao đã suy sụp duy nhất chi phối. Để đạt được sự hiểu biết thực tế hơn về động lực học bên trong chân trời sự kiện của một lỗ đen hoặc gần miệng lỗ giun, chúng ta nhất thiết phải biết vị trí và hàm lượng năng lượng của tất cả các ngôi sao gần kề, sau đó tính toán các thăng giáng lượng tử. Một lần nữa, điều này là vô cùng khó khăn. Để giải các phương trình cho một ngôi sao duy nhất trong một vũ trụ trống rỗng đã rất khó, chưa nói gì tới hàng tỉ thiên hà đang trôi nổi trong một vũ trụ đã lạm phát.

Đó là lý do tại sao bất kỳ nền văn minh nào thử thực hiện một cuộc hành trình qua một lỗ giun sẽ phải có sức mạnh tính toán vượt xa nền văn minh kiểu 0,7 H như của chúng ta. Có lẽ nền văn minh tối thiểu có đủ hàm lượng năng lượng và thông tin để tạo ra bước đột phá ấy sẽ là kiểu III Q.

Cũng có thể tưởng tượng được rằng trí tuệ có thể lan tỏa vượt xa cách phân loại hạn hẹp của Kardashev. Như Tôn ông Martin Rees nói: “Hoàn toàn có thể hiểu được rằng, ngay cả khi sự sống hiện nay chỉ tồn tại trên Trái Đất, cuối cùng nó sẽ lan tỏa khắp Ngân Hà và xa hơn thế. Vì thế sự sống có thể không chỉ mãi mãi là một vết tích lan truyền mờ nhạt trong vũ trụ như hiện nay. Quả thật, tôi thấy đó là một quan điểm khá hấp dẫn, và tôi nghĩ thật hữu ích nếu nó được chia sẻ rộng rãi.” Nhưng ông cũng cảnh báo chúng ta: “Nếu hủy diệt chính mình, chúng ta sẽ hủy hoại các tiềm năng vũ trụ thật sự. Vì vậy, ngay cả khi người ta tin rằng sự sống là duy nhất ở Trái Đất hiện nay, thì cũng không có nghĩa rằng nó sẽ mãi mãi chỉ là một mẫu tầm thường của vũ trụ.” [213]

Vậy thì, một nền văn minh tiên tiến có thể toan tính rời bỏ vũ trụ đang hấp hối của mình như thế nào? Nó sẽ phải vượt qua một chuỗi các trở ngại lớn.

BƯỚC MỘT: TẠO RA VÀ THỬ NGHIỆM MỘT THUYẾT VẠN VẬT

Chướng ngại vật đầu tiên mà một nền văn minh đang hy vọng rời bỏ vũ trụ phải đối mặt sẽ là hoàn thành một thuyết vạn vật. Dù đó có phải là thuyết dây hay không, chúng ta phải có một cách tính toán tin cậy các hiệu chỉnh lượng tử cho các phương trình Einstein, hoặc không thì chẳng thuyết nào của chúng ta là có ích. Thật may mắn, vì thuyết M đang tiến bộ nhanh chóng, với sự quan tâm của một số trí tuệ bậc nhất trên hành tinh, nên chúng ta sẽ nhanh chóng biết nó là thuyết vạn vật hay một thuyết vô dụng, chỉ trong vòng một vài thập kỷ hoặc có thể ít hơn.

Một khi một thuyết vạn vật hoặc một thuyết hấp dẫn lượng tử đã được tìm thấy, chúng ta phải xác minh các kết quả của thuyết này bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến thông qua việc xây dựng các máy đập vỡ nguyên tử lớn để tạo ra các siêu hạt, hoặc thậm chí các thiết bị dò sóng hấp dẫn khổng lồ trong không gian hoặc trên các vệ tinh tự nhiên khác nhau trong khắp cả hệ Mặt Trời. (Các vệ tinh tự nhiên khá ổn định trong khoảng thời gian dài, không bị xói mòn và bị nhiễu loạn khí quyển, do đó một hệ hành tinh của các thiết bị dò sóng hấp dẫn sẽ có thể thăm dò các chi tiết của vụ nổ lớn, trả lời bất kỳ câu hỏi nào nảy sinh về hấp dẫn lượng tử và việc tạo ra một vũ trụ mới.)

Một khi một thuyết hấp dẫn lượng tử được tìm thấy, và các máy đập vỡ nguyên tử lớn cùng các thiết bị dò sóng hấp dẫn đã xác nhận sự đúng đắn của nó, lúc đó chúng ta có thể trả lời một số câu hỏi thiết yếu liên quan đến các phương trình Einstein và các lỗ giun:

1. Liệu các lỗ giun có ổn định?

Khi vượt qua một lỗ đen quay Kerr, vấn đề nảy sinh là sự hiện diện thật sự của bạn gây nhiễu lỗ đen, nó có thể suy sụp trước khi bạn vượt qua cầu Einstein-Rosen. Phải tính toán lại độ ổn định này dựa trên các hiệu chỉnh lượng tử, thứ có thể thay đổi hoàn toàn phép tính toán.

2. Ở đó có các phân kỳ không?

Nếu chúng ta vượt qua được một lỗ giun đang kết nối hai kỷ nguyên thời gian, thì bức xạ tích tụ xung quanh lối vào lỗ giun có thể trở nên vô hạn, gây ra thảm họa khôn lường. (Đó là do bức xạ có thể đi qua các lỗ giun, ngược trở lại thời gian, và quay trở lại sau nhiều năm để tiến vào lỗ giun lần thứ hai. Quá trình này có thể được lặp đi lặp lại vô hạn lần, dẫn tới bức xạ được tích tụ vô hạn. Tuy nhiên, vấn đề này có thể được giải quyết nếu thuyết đa thế giới đứng vững, sao cho vũ trụ chia tách mỗi lần bức xạ đi qua lỗ giun, do đó không có tích tụ bức xạ vô hạn. Chúng ta cần một thuyết vạn vật để trả lời câu hỏi tinh tế này.)

3. Liệu chúng ta có thể tìm thấy lượng lớn năng lượng âm?

Năng lượng âm, một thành phần then chốt có thể mở ra và ổn định các lỗ giun, được biết là có tồn tại nhưng chỉ với các lượng nhỏ. Liệu chúng ta có thể tìm thấy đủ lượng năng lượng âm để mở và ổn định một lỗ giun?

Giả sử có thể tìm thấy câu trả lời cho các câu hỏi này, lúc đó một nền văn minh tiên tiến có thể suy xét thấu đáo phương cách rời bỏ vũ trụ, hoặc đối mặt với sự tuyệt chủng chắc chắn. Có một vài khả năng hiện hữu.

BƯỚC HAI: TÌM CÁC LỖ GIUN VÀ CÁC LỖ TRẮNG XUẤT HIỆN TỰ NHIÊN

Các lỗ giun, các cửa ngõ đa chiều và các dây vũ trụ có thể tồn tại tự nhiên trong khoảng không vũ trụ. Tại thời khắc của vụ nổ lớn, khi một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng vào trong vũ trụ, các lỗ giun và các dây vũ trụ có thể hình thành tự nhiên. Lạm phát của vũ trụ lúc ban đầu có thể làm dãn nở các lỗ giun tới kích thước vĩ mô. Ngoài ra, cũng có khả năng vật chất kỳ dị hoặc vật chất âm tồn tại tự nhiên trong khoảng không vũ trụ. Điều này sẽ giúp ích rất nhiều cho bất kỳ nỗ lực nào rời bỏ một vũ trụ đang hấp hối. Tuy nhiên, không có gì bảo đảm rằng các loại vật chất như vậy tồn tại trong tự nhiên. Chưa có bất kỳ ai từng thấy chúng, và quả thật quá mạo hiểm khi đặt cược số phận của tất cả sự sống có trí tuệ vào giả định này.

Tiếp theo, có khả năng rằng các “lỗ trắng” có thể được tìm thấy bằng cách quét bầu trời. Lỗ trắng là một lời giải của phương trình Einstein, trong đó thời gian bị đảo ngược, khiến cho các vật thể được phun ra từ một lỗ trắng theo đúng cách thức mà chúng đã bị hút vào một lỗ đen. Một lỗ trắng có thể được tìm thấy ở đầu kia của một lỗ đen, sao cho vật chất tiến vào một lỗ đen cuối cùng đi ra khỏi lỗ trắng. Cho đến nay, tất cả các tìm kiếm thiên văn đã không tìm thấy chứng cứ về các lỗ trắng, nhưng sự tồn tại của chúng sẽ có thể được xác nhận hay bác bỏ nhờ thế hệ tiếp theo của các thiết bị dò nằm trong không gian.

BƯỚC BA: PHÓNG CÁC TÀU THĂM DÒ QUA MỘT LỖ ĐEN

Có các lợi thế rõ rệt để sử dụng các lỗ đen như là các lỗ giun. Các lỗ đen, như chúng ta đã khám phá, khá dồi dào trong vũ trụ, nếu có thể giải quyết được vô số các vấn đề kỹ thuật, bất kỳ nền văn minh tiên tiến nào cũng sẽ nghiêm túc xem xét chúng như là một cửa thoát hiểm khỏi vũ trụ của chúng ta. Ngoài ra, khi vượt qua một lỗ đen, chúng ta không bị ràng buộc bởi giới hạn rằng chúng ta không thể ngược tới một thời gian trước khi tạo ra cỗ máy thời gian. Các lỗ giun tại trung tâm của vòng Kerr có thể kết nối vũ trụ của chúng ta tới các vũ trụ khác hoặc các địa điểm khác nhau trong cùng một vũ trụ. Cách duy nhất để kiểm chứng sẽ là thử nghiệm với các tàu thăm dò và sử dụng một siêu máy tính để tính toán sự phân bổ khối lượng vật chất trong vũ trụ và tính toán các hiệu chỉnh lượng tử cho các phương trình Einstein qua lỗ giun.

Hiện tại, hầu hết các nhà vật lý tin rằng một chuyến đi xuyên qua một lỗ đen sẽ gây tử vong. Tuy nhiên, sự hiểu biết của chúng ta về vật lý lỗ đen vẫn còn rất sơ khai, và phỏng đoán này chưa bao giờ được kiểm chứng. Giả sử có thể thực hiện một chuyến đi xuyên qua một lỗ đen, nhất là một lỗ đen Kerr đang quay. Khi đó bất kỳ nền văn minh tiên tiến nào sẽ suy nghĩ nghiêm túc về việc thăm dò phần bên trong của các lỗ đen.

Vì hành trình xuyên qua một lỗ đen có thể là chuyến đi một chiều, và vì những nguy hiểm to lớn ở rìa lỗ đen, một nền văn minh tiên tiến khả năng sẽ thử định vị một lỗ đen sao gần kề và phóng một tàu thăm dò đi qua nó. Thông tin quý báu có thể được gửi về từ tàu thăm dò cho đến khi nó vượt qua chân trời sự kiện và mọi liên lạc bị cắt đứt. (Chuyến đi vượt qua chân trời sự kiện dễ có khả năng là hoàn toàn chết chóc vì trường bức xạ mãnh liệt bao quanh nó. Các tia sáng rơi vào một lỗ đen sẽ bị dịch chuyển xanh, do đó sẽ thu được năng lượng khi chúng tới gần trung tâm.) Bất kỳ tàu thăm dò nào đi qua gần chân trời sự kiện sẽ phải được che chắn thích đáng để chống lại chướng ngại bức xạ mãnh liệt này. Ngoài ra, điều này có thể làm mất ổn định bản thân lỗ đen, đến mức chân trời sự kiện sẽ trở thành một điểm kỳ dị, và khép lỗ giun lại. Tàu thăm dò phải xác định chính xác có bao nhiêu bức xạ ở gần chân trời sự kiện và liệu lỗ giun có thể vẫn ổn định hay không, bất chấp tất cả luồng năng lượng này.

Các dữ liệu từ tàu thăm dò trước khi nó tiến vào chân trời sự kiện sẽ phải được gửi bằng sóng vô tuyến trở lại các tàu vũ trụ gần đó, nhưng vì thế lại nảy sinh vấn đề khác. Với một người quan sát trên một trong các tàu vũ trụ đó, thời gian tương đối của tàu thăm dò sẽ dường như dần chậm lại khi nó đã tới gần chân trời sự kiện. Khi nó đã tiến vào chân trời sự kiện, tàu thăm dò trên thực tế sẽ bị đóng băng về thời gian. Để tránh vấn đề này, các tàu thăm dò sẽ phải gửi các dữ liệu của chúng bằng sóng vô tuyến từ một khoảng cách nhất định cách xa chân trời sự kiện, chứ nếu không thì ngay cả các tín hiệu vô tuyến cũng sẽ bị dịch chuyển đỏ tới mức không thể nhận ra.

BƯỚC BỐN: XÂY DỰNG MỘT LỖ ĐEN CHUYỂN ĐỘNG CHẬM

Một khi các đặc trưng gần chân trời sự kiện của các lỗ đen được các tàu thăm dò xác định chắc chắn cẩn thận, bước tiếp theo là tạo ra một lỗ đen chuyển động chậm cho các mục đích thử nghiệm. Một nền văn minh kiểu III có thể thử tái tạo các kết quả đã đề xuất trong bài báo của Einstein: các lỗ đen không bao giờ có thể hình thành từ các khói bụi và hạt đang xoay tít. Einstein đã có chỉ ra rằng một tập hợp các hạt đang quay tròn sẽ không tự nó đạt được bán kính Schwarzschild (và kết quả là không thể hình thành các lỗ đen).

Bản thân các khối đang xoay tít không thể tự co lại thành một lỗ đen. Nhưng điều này bỏ ngỏ khả năng người ta có thể tiếp thêm năng lượng và vật chất mới từ từ vào hệ thống đang quay này, buộc các khối đó dần dần vượt tới phạm vi bán kính Schwarzschild. Theo cách này, một nền văn minh có thể thao túng sự hình thành của một lỗ đen theo cách có kiểm soát.

Chẳng hạn, người ta có thể tưởng tượng một nền văn minh kiểu III dồn các sao nơtron, những thiên thể có kích thước cỡ quận Manhattan của thành phố New York nhưng nặng hơn Mặt Trời của chúng ta, và tạo thành một tập hợp xoay tít của các ngôi sao chết này. Hấp dẫn sẽ dần dần kéo các ngôi sao này lại gần nhau. Nhưng Einstein đã chỉ ra rằng chúng sẽ không bao giờ đạt được bán kính Schwarzschild. Lúc này, các nhà khoa học từ nền văn minh tiên tiến có thể cẩn thận tiếp thêm các sao nơtron mới vào hỗn hợp. Điều này có thể đủ để đẩy nhẹ sự cân bằng, làm cho khối vật liệu nơtron đang xoay tít này suy sụp trong phạm vi bán kính Schwarzschild. Kết quả là tập hợp sao này có thể suy sụp thành một vòng quay tít, một lỗ đen Kerr. Bằng cách kiểm soát tốc độ và bán kính của các sao nơtron khác nhau, một nền văn minh như vậy sẽ làm cho lỗ đen Kerr mở ra từ từ như họ mong muốn.

Hoặc, một nền văn minh tiên tiến có thể cố lắp ráp các sao nơtron nhỏ với nhau thành một khối tĩnh tại duy nhất, cho đến khi nó đạt tới kích cỡ 3 lần khối lượng Mặt Trời, xấp xỉ giới hạn Chandrasekhar cho một sao nơtron. Vượt quá giới hạn này, ngôi sao sẽ nổ tung vào trong thành một lỗ đen vì hấp dẫn của chính nó. (Một nền văn minh tiên tiến sẽ phải tính toán cẩn thận để việc tạo ra một lỗ đen không trở thành một vụ nổ giống như sao siêu mới. Sự co lại thành lỗ đen sẽ phải được thực hiện rất từ từ và rất chính xác.)

Tất nhiên, với bất cứ ai đang vượt qua một chân trời sự kiện, đó chắc chắn là một chuyến đi một chiều. Nhưng đối với một nền văn minh tiên tiến phải đối mặt với sự tuyệt diệt chắc chắn, chuyến đi một chiều có thể là lựa chọn duy nhất. Tuy nhiên, vẫn còn có vấn đề bức xạ khi người ta vượt qua chân trời sự kiện. Các tia sáng theo chúng ta qua chân trời sự kiện trở nên mãnh liệt hơn khi chúng gia tăng tần số. Điều này có thể sẽ gây ra một trận mưa bức xạ có thể gây tử vong cho bất kỳ nhà du hành vũ trụ nào vượt qua được chân trời sự kiện. Và bất kỳ nền văn minh tiên tiến nào cũng sẽ phải tính toán chính xác lượng bức xạ như vậy và xây dựng lớp bảo vệ phù hợp để không bị chiên giòn.

Cuối cùng, còn vấn đề về tính ổn định: liệu lỗ giun tại trung tâm vòng Kerr có ổn định để vượt qua hoàn toàn? Các tính toán cho câu hỏi này không hoàn toàn rõ ràng, vì chúng ta sẽ phải sử dụng một thuyết hấp dẫn lượng tử để làm một phép tính đúng. Hóa ra là vòng Kerr ổn định trong một số điều kiện rất hạn chế khi vật chất rơi qua lỗ giun. Vấn đề này sẽ phải được giải quyết cẩn trọng bằng cách sử dụng toán học của hấp dẫn lượng tử và các thử nghiệm trên chính các lỗ đen.

Tóm lại, việc vượt qua một lỗ đen sẽ là một hành trình rất khó khăn và đầy nguy hiểm. Về lý thuyết, nó không thể bị loại bỏ cho đến khi thực hiện được cuộc thử nghiệm toàn diện và hoàn thành một phép tính chính xác về tất cả hiệu chỉnh lượng tử.

BƯỚC NĂM: TẠO MỘT VŨ TRỤ SƠ SINH

Cho đến nay, chúng ta đã giả định rằng có tồn tại khả năng vượt qua một lỗ đen. Bây giờ hãy giả sử ngược lại, rằng các lỗ đen quá không ổn định và quá nhiều bức xạ chết người. Người ta sau đó có thể thử một con đường còn khó khăn hơn: tạo ra một vũ trụ sơ sinh. Khái niệm về một nền văn minh tiên tiến tạo ra một cửa thoát hiểm tới vũ trụ khác đã hấp dẫn các nhà vật lý như Alan Guth. Vì thuyết dãn nở lạm phát phụ thuộc hoàn toàn vào việc tạo ra chân không giả, Guth đã tự hỏi liệu nền văn minh tiên tiến nào đó có thể tạo ra chân không giả và tạo ra một vũ trụ sơ sinh trong phòng thí nghiệm hay không.

Thoạt nhìn, ý tưởng tạo ra một vũ trụ có vẻ phi lý. Rốt cuộc, như Guth chỉ ra, để tạo ra vũ trụ của chúng ta, bạn sẽ cần 10⁸⁹ photon, 10⁸⁹ electron, 10⁸⁹ positron, 10⁸⁹ nơtrino, 10⁸⁹ phản nơtrino, 10⁸⁹ proton và 10⁸⁹ nơtron. Dù việc này nghe có vẻ bất khả thi, nhưng theo Guth hàm lượng vật chất/năng lượng của vũ trụ là khá lớn, nó được cân bằng bởi năng lượng âm rút ra từ hấp dẫn. Tổng ròng của vật chất/năng lượng có thể nhỏ tới một aoxơ. Guth cẩn trọng nêu ra: “Liệu điều này có nghĩa là các định luật vật lý thật sự cho phép chúng ta tạo ra một vũ trụ mới theo ý muốn? Nếu chúng ta đã thử thực hiện công thức này, thật không may, chúng ta ngay lập tức sẽ gặp phải một trở ngại phiền toái: vì một khối cầu chân không giả bề ngang 10⁻²⁶ cm có khối lượng một aoxơ, thì mật độ của nó thật khủng khiếp, 10⁸⁰ g mỗi xentimét khối!… Nếu khối lượng của toàn thể vũ trụ đã quan sát được nén tới mật độ chân không giả, nó sẽ ăn khớp với một dung lượng nhỏ hơn cả một nguyên tử!” [214] Chân không giả sẽ là khu vực nhỏ xíu của không-thời gian, nơi mà sự bất ổn định phát sinh và rạn nứt xảy ra trong không-thời gian. Có thể chỉ mất vài aoxơ vật chất trong chân không giả để tạo ra một vũ trụ sơ sinh, nhưng lượng vật chất nhỏ xíu này phải được nén xuống một khoảng cách nhỏ vô cùng.

Có thể vẫn còn một cách khác để tạo ra một vũ trụ sơ sinh. Người ta có thể nung nóng một vùng không gian nhỏ tới 10²⁹ độ K, và sau đó nhanh chóng làm nguội nó. Ở nhiệt độ này, người ta phỏng đoán rằng không-thời gian trở nên không ổn định; các vũ trụ bong bóng nhỏ sẽ bắt đầu hình thành, và chân không giả có thể được tạo ra. Các vũ trụ sơ sinh nhỏ xíu này, hình thành liên tục nhưng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, có thể trở thành các vũ trụ thực sự ở nhiệt độ đó. Hiện tượng này đã quen thuộc với các điện trường thông thường. (Ví dụ, nếu chúng ta tạo ra một điện trường đủ lớn, các cặp electron-phản electron ảo vốn bật ra và biến mất liên tục từ chân không có thể đột ngột trở thành các cặp thực, khiến cho các hạt trên xuất hiện và tồn tại. Do đó, năng lượng tập trung trong không gian trống rỗng có thể biến đổi các hạt ảo thành các hạt thực. Tương tự, nếu chúng ta đặt đủ năng lượng vào một điểm duy nhất, thì về mặt lý thuyết các vũ trụ sơ sinh ảo có thể tồn tại, đột ngột xuất hiện từ hư không.)

Một vũ trụ sơ sinh có thể được một nền văn minh tiên tiến tạo ra theo vài cách. Vài aoxơ vật chất có thể được tập trung tới mật độ và năng lượng cực lớn, hoặc vật chất có thể được nung nóng tới gần nhiệt độ Planck.

Giả sử như một mật độ hoặc nhiệt độ không tưởng như vậy có thể đạt được, thì quá trình hình thành một vũ trụ sơ sinh có thể giống như sau. Trong vũ trụ của chúng ta, các chùm tia laser và các chùm hạt mạnh có thể được sử dụng để nén và đốt nóng một lượng nhỏ vật chất tới các năng lượng và nhiệt độ vô cùng lớn. Chúng ta sẽ không bao giờ thấy vũ trụ sơ sinh khi nó bắt đầu hình thành, vì nó dãn nở ở “phía bên kia” của điểm kỳ dị, chứ không phải trong vũ trụ của chúng ta. Vũ trụ sơ sinh thay thế này có cơ phình ra trong siêu không gian thông qua lực phản hấp dẫn của chính nó và “nảy chồi” từ vũ trụ của chúng ta. Do đó, chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy một vũ trụ mới được hình thành ở phía bên kia của điểm kỳ dị. Nhưng một lỗ giun sẽ, giống như một dây rốn, kết nối chúng ta với vũ trụ sơ sinh.

Tuy nhiên, việc tạo ra một vũ trụ trong một lò nung bao hàm những nguy hiểm nhất định. Dây rốn nối vũ trụ của chúng ta với vũ trụ sơ sinh cuối cùng sẽ bốc hơi và tạo ra bức xạ Hawking tương đương với một vụ nổ hạt nhân 500 kiloton, lớn hơn khoảng 25 lần mức năng lượng của quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima. Vì vậy, việc tạo ra một vũ trụ mới trong một lò nung cũng sẽ có cái giá phải trả.

Một trở ngại cuối cùng với kịch bản tạo ra một chân không giả là vũ trụ mới dễ dàng suy sụp thành một lỗ đen chết chóc, như giả định trước đây. Nguyên do là bởi định lý Penrose, với nhiều biến thể, trong đó phát biểu rằng bất kỳ khối lượng nào tập trung đủ lớn chắc chắn sẽ suy sụp thành một lỗ đen. Vì các phương trình Einstein là bất biến đối với sự đảo ngược thời gian, nghĩa là, cuối cùng chúng có thể chạy cả tới và lui về thời gian, điều này có nghĩa rằng bất kỳ vật chất nào rơi ra ngoài vũ trụ sơ sinh của chúng ta cuối cùng có thể quay ngược thời gian, kết quả là thành một lỗ đen. Vì vậy, người ta sẽ phải rất cẩn thận trong việc xây dựng vũ trụ sơ sinh để tránh định lý Penrose.

Định lý Penrose dựa trên giả định rằng vật chất đang rơi xuống có năng lượng dương (giống như thế giới quen thuộc xung quanh chúng ta). Tuy nhiên, định lý này bị xô đổ nếu chúng ta có năng lượng âm hay vật chất âm. Vì vậy, ngay cả với kịch bản lạm phát, chúng ta vẫn cần thu được năng lượng âm để tạo ra một vũ trụ sơ sinh, cũng giống như cách chúng ta tạo một lỗ giun có thể vượt qua.

BƯỚC SÁU: TẠO CÁC MÁY ĐẬP VỠ NGUYÊN TỬ KHỔNG LỒ

Chúng ta có thể xây dựng một cỗ máy có khả năng rời khỏi vũ trụ như thế nào, dựa vào khả năng tiếp cận không giới hạn với công nghệ cao? Tại thời điểm nào, chúng ta có thể hy vọng khai thác sức mạnh của năng lượng Planck? Theo định nghĩa, khi một nền văn minh đã đạt được địa vị kiểu III, nó đã có đủ năng lực để thao túng năng lượng Planck. Các nhà khoa học sẽ có thể làm chủ các lỗ giun và tập hợp đủ năng lượng để mở các lỗ trong không gian và thời gian.

Có vài cách để một nền văn minh tiên tiến có thể thực hiện được điều này. Như tôi đã đề cập trước đây, vũ trụ của chúng ta có thể là một màng với một vũ trụ song song chỉ cách chúng ta 1 mm và trôi nổi trong siêu không gian. Nếu như vậy, thì máy va chạm hadron lớn có thể phát hiện nó trong vòng vài năm tới. Khi nhân loại tiến tới một nền văn minh kiểu I, chúng ta thậm chí có thể có công nghệ để thám hiểm bản chất của vũ trụ lân cận này. Vì thế, ý niệm tiếp xúc với một vũ trụ song song có thể không còn là một ý tưởng quá xa vời.

Nhưng chúng ta hãy giả sử trường hợp xấu nhất, rằng năng lượng mà tại đó các hiệu ứng hấp dẫn lượng tử phát sinh là năng lượng Planck, lớn hơn năng lượng của máy LHC một triệu tỉ lần. Để khám phá năng lượng Planck, một nền văn minh kiểu III sẽ phải tạo một máy đập vỡ nguyên tử có quy mô cấp độ sao. Trong các máy đập vỡ nguyên tử, hay các máy gia tốc hạt, các hạt hạ nguyên tử đi xuống một ống hẹp. Khi năng lượng được tiếp thêm vào trong đường ống, các hạt được gia tốc tới các năng lượng cao. Nếu chúng ta sử dụng các nam châm khổng lồ để uốn cong đường đi của các hạt thành một vòng tròn lớn, thì các hạt có thể được gia tốc tới hàng nghìn tỉ electron vôn năng lượng. Bán kính của vòng tròn càng lớn thì năng lượng của chùm tia lại càng lớn hơn. LHC có đường kính 27 km, đẩy giới hạn của năng lượng có thể có cho một nền văn minh kiểu 0,7.

Nhưng đối với một nền văn minh kiểu III, khả năng chế tạo một máy đập vỡ nguyên tử có kích thước bằng một hệ Mặt Trời hoặc thậm chí là một hệ sao là hoàn toàn có thể. Khi ấy một nền văn minh tiên tiến có thể bắn một chùm hạt hạ nguyên tử vào khoảng không vũ trụ và gia tốc chúng tới năng lượng Planck. Như chúng ta nhớ lại, với thế hệ mới của các máy gia tốc hạt laser, trong vòng vài thập kỷ tới các nhà vật lý sẽ có khả năng tạo ra một máy gia tốc trên mặt bàn có khả năng đạt tới 200 GeV (200 triệu electron vôn) trên khoảng cách 1 m. Bằng cách xếp các máy gia tốc trên mặt bàn này nối đuôi nhau, người ta hoàn toàn có thể đạt được các mức năng lượng mà tại đó không-thời gian trở nên không ổn định.

Nếu giả định rằng các máy gia tốc trong tương lai chỉ có thể tăng tốc các hạt tới 200 GeV/m, một giả định dè dặt, chúng ta sẽ cần một máy gia tốc hạt dài 10 năm ánh sáng để đạt được năng lượng Planck. Mặc dù nó vô cùng lớn đối với bất kỳ nền văn minh kiểu I hoặc kiểu II nào, nhưng nó sẽ nằm trong tầm với của một nền văn minh kiểu III. Để xây dựng một máy đập vỡ nguyên tử khổng lồ như vậy, một nền văn minh kiểu III có thể hoặc là uốn cong đường đi của chùm tia thành một vòng tròn, theo cách ấy tiết kiệm một lượng không gian đáng kể, hoặc là để cho con đường trải dài vượt qua cả ngôi sao gần nhất.

Chẳng hạn, người ta có thể xây dựng một máy đập vỡ nguyên tử bắn các hạt hạ nguyên tử dọc theo một đường tròn bên trong vành đai tiểu hành tinh. Bạn sẽ không cần phải xây dựng một đường ống tròn tốn kém, vì chân không của khoảng không vũ trụ tốt hơn bất kỳ chân không nào chúng ta có thể tạo ra trên Trái Đất. Nhưng bạn sẽ phải xây dựng các nam châm khổng lồ, được đặt tại các khoảng cách đều đặn trên các vệ tinh và các tiểu hành tinh xa xôi trong hệ Mặt Trời hoặc trong các hệ sao khác nhau, để định kỳ bẻ cong chùm tia.

Khi chùm tia đến gần một vệ tinh hay một tiểu hành tinh, các nam châm khổng lồ đặt trên vệ tinh khi đó sẽ kéo mạnh chùm tia, làm thay đổi hướng của nó rất nhẹ. (Các trạm Mặt Trăng hay tiểu hành tinh cũng sẽ phải điều chỉnh lại tiêu điểm cho chùm tia tại từng khoảng đều đặn, vì chùm tia sẽ dần dần chệch ra khi nó di chuyển xa hơn) Khi chùm tia di chuyển qua vài vệ tinh, nó sẽ dần dần tạo thành một cung tròn. Cuối cùng, chùm tia sẽ di chuyển theo một hình dáng gần giống một vòng tròn. Người ta cũng có thể tưởng tượng hai chùm tia, một di chuyển theo chiều kim đồng hồ xung quanh hệ Mặt Trời, chùm kia ngược chiều kim đồng hồ. Khi hai chùm tia va chạm, năng lượng do va chạm vật chất/phản vật chất giải phóng sẽ tạo ra các mức năng lượng đạt tới năng lượng Planck. (Người ta có thể tính toán rằng từ trường cần thiết để uốn cong một chùm mạnh như vậy vượt xa công nghệ hiện nay. Tuy nhiên, có thể tưởng tượng được rằng một nền văn minh tiên tiến có thể sử dụng các vật liệu nổ để phóng một sóng cồn năng lượng mạnh qua các cuộn dây để tạo ra một xung từ trường cực lớn. Chớp năng lượng từ trường khổng lồ này có thể chỉ được giải phóng một lần, vì nó có khả năng phá hủy các cuộn dây, do đó các nam châm sẽ phải được nhanh chóng thay thế trước khi chùm hạt quay trở lại lần nữa.)

Bên cạnh các trở ngại kỹ thuật khủng khiếp để tạo ra một máy đập vỡ nguyên tử như vậy, cũng còn một câu hỏi tinh tế liệu rằng năng lượng của một chùm hạt có bị giới hạn hay không? Bất kỳ chùm các hạt mang năng lượng nào cuối cùng cũng sẽ va chạm với các photon tạo nên bức xạ nền 2,7 độ và do đó bị mất năng lượng. Theo lý thuyết, điều này quả thật có thể lấy đi quá nhiều năng lượng từ chùm tia tới mức cỗ máy phải đạt được một mức năng lượng tột cùng trong khoảng không vũ trụ. Kết quả này vẫn chưa được kiểm tra về mặt thực nghiệm. (Trên thực tế, có các dấu hiệu cho thấy các va chạm giữa tia vũ trụ mang nhiều năng lượng đã vượt quá năng lượng tối đa này, gây ra nghi ngờ với toàn bộ tính toán.) Tuy nhiên, nếu nó đúng thì sẽ phải thực hiện sửa đổi tốn kém hơn cho cỗ máy. Trước tiên, người ta có thể bao quanh toàn bộ chùm tia trong một ống chân không với lớp che chắn không cho bức xạ nền 2,7 độ vào được. Hoặc, nếu thử nghiệm được thực hiện trong tương lai xa, có thể là bức xạ nền sẽ đủ nhỏ để nó không còn là vấn đề.

BƯỚC BẢY: TẠO CÁC CƠ CHẾ NỔ VÀO TRONG

Người ta cũng có thể tưởng tượng ra một thiết bị thứ hai, dựa trên các chùm tia laser và cơ chế nổ vào trong. Trong tự nhiên, các nhiệt độ và áp suất khủng khiếp thu được do cơ chế nổ vào trong, như khi một ngôi sao đang hấp hối đột ngột suy sụp dưới sức mạnh của lực hấp dẫn. Điều này là có thể vì lực hấp dẫn là chỉ hút mà không đẩy, do đó quá trình suy sụp diễn ra đồng đều, và ngôi sao bị nén đều tới mật độ khủng khiếp.

Cơ chế nổ vào trong này là rất khó tạo ra trên Trái Đất. Chẳng hạn, các quả bom nhiệt hạch phải được thiết kế giống như một chiếc đồng hồ Thụy Sĩ sao cho đơterua liti, thành phần kích hoạt của một quả bom nhiệt hạch, bị nén tới hàng chục triệu độ để đạt được các tiêu chí Lawson*, mà tại đó quá trình hợp hạch xảy ra. (Điều này được thực hiện bằng cách nổ một quả bom nguyên tử bên cạnh đơterua liti, sau đó tập trung bức xạ tia X đồng đều trên bề mặt của một miếng đơterua liti.) Tuy nhiên, quá trình này giải phóng năng lượng dữ dội, không phải theo cách có kiểm soát.

Trên Trái Đất, các cố gắng sử dụng từ trường để nén khí giàu hyđrô đã thất bại, chủ yếu là do từ trường nén khí không đồng nhất. Vì chúng ta chưa bao giờ thấy một đơn cực trong tự nhiên, các từ trường đều là lưỡng cực, giống như từ trường Trái Đất. Kết quả là, chúng không hề đồng nhất. Sử dụng chúng để nén khí cũng giống như đang cố gắng bóp một quả bóng. Bất cứ khi nào bạn bóp một đầu, đầu kia của quả bóng lại phình ra.

Một cách khác để kiểm soát hợp hạch có thể là sử dụng một bộ các chùm tia laser, bố trí dọc theo bề mặt của một khối cầu, sao cho các chùm tia được bắn xuyên tâm vào một viên đơterua liti (LiD) nhỏ ở trung tâm. Chẳng hạn, tại Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore, có một thiết bị laser/hợp hạch mạnh được sử dụng mô phỏng các vũ khí hạt nhân. Nó bắn một loạt các chùm tia laser xuống một đường hầm. Sau đó, các gương đặt ở cuối đường hầm phản xạ chính xác mỗi chùm tia, sao cho các chùm tia nhằm xuyên tâm vào viên LiD. Bề mặt của viên LiD ngay lập tức bốc hơi, nó nổ vào trong và sinh ra nhiệt độ cực lớn. Theo kiểu này, hợp hạch thực sự xảy ra bên trong viên LiD (dù vậy cỗ máy tiêu thụ nhiều năng lượng hơn là nó tạo ra và do đó là không hiệu quả về mặt thương mại).

Tương tự, một nền văn minh kiểu III có thể xây dựng các dãy các chùm tia laser lớn trên các tiểu hành tinh và các vệ tinh của các hệ sao khác nhau. Bộ các máy phát laser này sau đó sẽ bắn cùng lúc, giải phóng một loạt các chùm tia mạnh hội tụ vào một điểm duy nhất, tạo ra các nhiệt độ mà tại đó không gian và thời gian trở nên không ổn định.

Về nguyên tắc, không có giới hạn lý thuyết cho lượng năng lượng mà người ta có thể đặt trên một tia laser. Tuy nhiên, có các vấn đề thực tiễn với việc tạo ra các tia laser năng lượng cực cao. Một trong những vấn đề chủ yếu là sự ổn định của vật liệu chế tạo máy laser, thường sẽ quá nóng và nứt ra ở các năng lượng cao. (Điều này có thể được khắc phục thông qua việc lái chùm tia laser bằng một vụ nổ xảy ra chỉ một lần, chẳng hạn như các vụ nổ hạt nhân.)

Mục đích của việc bắn dãy hình cầu các chùm tia laser này là nung nóng một buồng để tạo ra chân không giả bên trong, hoặc để nổ vào trong và nén một bộ các tấm để tạo ra năng lượng âm thông qua hiệu ứng Casimir. Để tạo một thiết bị năng lượng âm như vậy, người ta sẽ cần nén một bộ các tấm hình cầu tới phạm vi độ dài Planck là 10⁻³³ cm. Vì khoảng cách chia tách các nguyên tử là 10⁻⁸ cm, và khoảng cách giữa các proton và nơtron trong hạt nhân là 10⁻¹³ cm, bạn thấy rằng sức nén các tấm này phải rất lớn. Vì tổng lượng điện năng mà người ta có thể tích lũy trên một tia laser về cơ bản là không hạn chế, vấn đề chính là tạo ra một bộ máy ổn định đủ để tồn tại dưới sức nén rất lớn này. (Vì hiệu ứng Casimir tạo ra sức hút ròng giữa các tấm, chúng ta cũng sẽ phải bổ sung điện tích cho các tấm để ngăn chúng không bị suy sụp.) Về nguyên tắc, một lỗ giun sẽ phát triển trong khối cầu kết nối vũ trụ đang hấp hối của chúng ta với một vũ trụ trẻ hơn nhiều và nóng hơn nhiều.

BƯỚC TÁM: XÂY DỰNG MỘT CỖ MÁY ĐỘNG CƠ CONG

Một yếu tố then chốt cần thiết để lắp ráp thiết bị miêu tả trên đây là khả năng di chuyển qua các khoảng cách rộng lớn liên sao. Một cách có thể làm việc đó là sử dụng cỗ máy động cơ cong Alcubierre, được nhà vật lý Miguel Alcubierre đề xuất lần đầu vào năm 1994. Một cỗ máy động cơ cong không làm thay đổi tô pô của không gian bằng cách đục một lỗ và nhảy vào siêu không gian. Nó chỉ đơn giản có không gian ở phía trước bạn đồng thời dẫn không gian phía sau bạn. Hãy hình dung việc đi qua một tấm thảm để tới một cái bàn. Thay vì đi trên tấm thảm, bạn có thể quăng dây thòng lọng vào cái bàn và từ từ kéo nó về phía bạn, làm cho tấm thảm co cụm lại ở phía trước bạn. Vì thế, bạn đã di chuyển rất ít, thay vào đó, không gian ở phía trước bạn đã co lại.

Hãy nhớ rằng bản thân không gian có thể mở rộng nhanh hơn tốc độ ánh sáng (vì không có thông tin ròng nào được truyền đi bởi một không gian trống rỗng đang dãn nở). Tương tự như vậy, có thể có khả năng di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng bằng cách co không gian nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Trên thực tế, khi du hành tới một ngôi sao gần kề, chúng ta có thể hoàn toàn không rời khỏi Trái Đất, chúng ta đơn thuần làm suy sụp không gian ở phía trước chúng ta và mở rộng không gian phía sau chúng ta. Thay vì du hành tới Alpha Centauri, ngôi sao gần nhất*, chúng ta đưa Alpha Centauri về với chúng ta.

Alcubierre đã chỉ ra rằng đây là một giải pháp khả thi của các phương trình Einstein - nghĩa là nó nằm trong phạm vi các định luật vật lý. Nhưng cái giá của nó là bạn sẽ phải sử dụng một lượng lớn năng lượng cả âm lẫn dương để cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ của bạn. (Năng lượng dương có thể được dùng để nén không gian ở phía trước bạn và năng lượng âm để kéo dài khoảng cách phía sau bạn.) Để sử dụng hiệu ứng Casimir tạo ra năng lượng âm này, các tấm sẽ phải được phân cách ở khoảng cách Planck, 10⁻³³ cm - quá nhỏ nên không thể đạt được bằng các phương tiện thông thường. Để xây dựng một tàu vũ trụ như vậy, bạn sẽ cần phải xây dựng một khối cầu lớn và để các hành khách ở bên trong. Trên các mặt của bong bóng này, bạn sẽ đặt một dải năng lượng âm dọc theo xích đạo của nó. Các hành khách bên trong bong bóng sẽ không bao giờ di chuyển, nhưng không gian ở phía trước bong bóng sẽ co lại nhanh hơn ánh sáng, sao cho khi hành khách rời khỏi bong bóng, họ có thể đã tới một ngôi sao gần kề.

Trong bài báo gốc của mình, Alcubierre đã đề cập răng giải pháp của ông có thể không chỉ đưa ta tới các vì sao, nó cũng có thể mở ra cơ hội cho du hành trong thời gian. Hai năm sau, nhà vật lý Allen E. Everett đã chỉ ra rằng nếu người ta có hai tàu vũ trụ như vậy, du hành trong thời gian sẽ hoàn toàn có thể bằng cách đặt động cơ cong liên tiếp. Như nhà vật lý Gott từ Princeton phát biểu: “Như vậy, dường như là Gene Roddenberry, tác giả của Du hành tới các vì sao , đã đúng khi gộp tất cả các tình tiết du hành thời gian đó vào tác phẩm của mình!”

Nhưng phân tích sau đó của nhà vật lý Nga Sergei Krasnikov đã phát hiện một lỗ hổng trong giải pháp này. Ông chỉ ra rằng phần bên trong tàu vũ trụ không kết nối với không gian bên ngoài tàu, do vậy các thông điệp không thể vượt qua ranh giới là thân tàu - nghĩa là, một khi đã ở bên trong tàu, bạn không thể thay đổi đường đi của tàu vũ trụ. Đường đi phải được bố trí trước khi thực hiện chuyến đi. Điều này thật đáng thất vọng. Nói cách khác, bạn đơn giản không thể quay đĩa số và thiết lập hành trình về phía ngôi sao gần nhất. Nhưng nó có nghĩa là một tàu vũ trụ lý thuyết như vậy có thể làm một đường sắt nối các vì sao, một hệ thống liên sao mà trong đó các tàu vũ trụ rời đi tại các khoảng đều đặn. Chẳng hạn, người ta có thể xây dựng tuyến đường sắt này bằng cách trước hết sử dụng các tên lửa thông thường di chuyển với tốc độ thấp hơn ánh sáng để xây dựng các nhà ga đường sắt tại các khoảng đều đặn giữa các vì sao. Sau đó, tàu vũ trụ sẽ đi lại giữa các nhà ga này với tốc độ siêu ánh sáng theo một lịch trình với các chuyến đi và đến ấn định.

Gott viết: “Một nền siêu văn minh trong tương lai có thể muốn bắt đầu xây dựng các con đường động cơ cong giữa các vì sao cho các tàu vũ trụ đi qua, cũng như nó có thể thiết lập các liên kết lỗ giun giữa các vì sao. Một mạng lưới các con đường động cơ cong thậm chí có thể dễ dàng tạo ra hơn một con đường cấu thành từ các lỗ giun vì các động cơ cong sẽ chỉ đòi hỏi sự biến đổi của không gian hiện hữu chứ không thiết lập các hố mới kết nối các khu vực xa xăm”. [215]

Nhưng chính xác vì một tàu vũ trụ như vậy phải di chuyển trong phạm vi vũ trụ hiện hữu, nên không thể sử dụng nó để rời khỏi vũ trụ. Tuy nhiên, động cơ Alcubierre có thể giúp chế tạo một thiết bị để đào thoát khỏi vũ trụ. Một tàu vũ trụ như vậy có thể có ích, ví dụ như trong việc tạo ra các dây vũ trụ đang va chạm mà Gott đã đề cập, có thể đưa một nền văn minh tiên tiến trở lại quá khứ của chính nó, khi vũ trụ của nó còn ấm áp hơn nhiều.

BƯỚC CHÍN: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ÂM TỪ CÁC TRẠNG THÁI NÉN

Trong chương năm, tôi đã đề cập rằng các chùm tia laser có thể tạo ra các “trạng thái nén” có thể được sử dụng nhằm sinh ra vật chất âm để mở và ổn định các lỗ giun. Khi một xung laser mạnh va vào một vật liệu quang đặc biệt, nó tạo ra các cặp photon phía sau nó. Các photon này luân phiên tăng cường và ngăn chặn các thăng giáng lượng tử tìm thấy trong chân không, tạo ra các xung năng lượng cả dương lẫn âm. Tổng của hai xung năng lượng này luôn luôn là một năng lượng dương, sao cho chúng ta không vi phạm các định luật vật lý đã biết.

Năm 1978, nhà vật lý Lawrence Ford từ Đại học Tufts đã chứng minh ba định luật mà năng lượng âm như vậy phải tuân theo, và chúng trở thành đối tượng được tích cực nghiên cứu kể từ đó. Trước hết, Ford thấy rằng lượng năng lượng âm trong một xung tỉ lệ nghịch với quy mô không gian và thời gian của nó - nghĩa là, xung năng lượng âm càng mạnh thì thời gian tồn tại của nó càng ngắn. Vì vậy, nếu chúng ta dùng tia laser tạo ra một chớp lớn năng lượng âm để mở một lỗ giun, nó chỉ có thể kéo dài trong một thời gian cực kỳ ngắn. Thứ hai, một xung âm luôn luôn đi kèm theo một xung năng lượng dương lớn hơn (do đó tổng vẫn là dương). Thứ ba, khoảng cách giữa hai xung này càng dài thì xung dương phải càng lớn hơn.

Theo các quy luật chung này, người ta có thể định lượng các điều kiện mà theo đó một tia laser hoặc các tấm Casimir có thể sản xuất năng lượng âm. Trước hết, người ta có thể thử tách xung năng lượng âm ra khỏi xung năng lượng dương theo sau bằng cách chiếu một chùm laser vào một hộp rồi có một cửa chớp đóng lại ngay lập tức sau khi xung năng lượng âm tiến vào. Kết quả là chỉ có xung năng lượng âm tiến vào hộp. Về nguyên tắc, các lượng năng lượng âm khổng lồ có thể được rút ra theo cách này, theo sau là một xung năng lượng dương thậm chí còn lớn hơn (bị cửa chớp giữ lại bên ngoài hộp). Khoảng cách giữa hai xung có thể khá dài, miễn là năng lượng của xung dương lớn. Theo lý thuyết, điều này có vẻ là một cách lý tưởng tạo ra các lượng năng lượng âm không hạn chế cho một cỗ máy thời gian hay một lỗ giun.

Thật không may, có một trở ngại tiềm ẩn. Chính hoạt động đóng cửa chớp tạo ra một xung năng lượng dương thứ hai bên trong hộp. Trừ phi các biện pháp phòng ngừa đặc biệt được thực hiện, xung năng lượng âm sẽ bị phá hủy hoàn toàn. Điều này vẫn sẽ là một kỳ công công nghệ mà một nền văn minh tiên tiến phải giải quyết: tách một xung năng lượng âm mạnh ra khỏi xung năng lượng dương theo sau mà không sinh ra một xung phụ phá hủy hoàn toàn xung năng lượng âm.

Ba quy luật này có thể áp dụng cho hiệu ứng Casimir. Nếu chúng ta tạo ra một lỗ giun kích thước 1 m, chúng ta phải có năng lượng âm tập trung trong một dải không quá 10⁻²² m (một phần triệu kích thước của một proton). Một lần nữa, chỉ một nền văn minh cực kỳ tiên tiến mới có khả năng tạo ra công nghệ cần thiết để xử lý các khoảng cách hoặc các khoảng thời gian vô cùng nhỏ này.

BƯỚC MƯỜI: CHỜ ĐỢI CÁC CHUYỂN TIẾP LƯỢNG TỬ

Như chúng ta đã thấy trong chương mười, các sinh vật có trí tuệ đang đối mặt với một vũ trụ nguội dần đi có thể phải suy nghĩ chậm hơn và ngủ đông trong một thời gian dài. Quá trình làm chậm tốc độ tư duy này có thể tiếp tục trong hàng nghìn tỉ năm, đủ thời gian cho các sự kiện lượng tử xảy ra. Thông thường, chúng ta có thể bỏ qua sự sinh ra tự phát của các vũ trụ bong bóng và sự chuyển tiếp tới các vũ trụ lượng tử khác, vì chúng sẽ là các sự kiện quả là cực kỳ hiếm. Tuy nhiên, trong giai đoạn 5, các sinh vật có trí tuệ có thể suy nghĩ chậm tới mức các sự kiện lượng tử như vậy có thể trở thành tương đối phổ biến. Trong thời gian chủ quan của chính họ, tốc độ tư duy đối với họ có thể là hoàn toàn bình thường, cho dù quy mô thời gian thực tế sẽ dài tới mức các sự kiện lượng tử xảy ra thường xuyên.

Nếu như thế, các sinh vật như vậy sẽ chỉ phải chờ đợi cho tới khi các lỗ giun xuất hiện và các chuyển tiếp lượng tử xảy ra để thoát vào một vũ trụ khác. (Mặc dù các sinh vật này có thể thấy sự phổ biến của các chuyển tiếp lượng tử, nhưng các sự kiện lượng tử này lại hoàn toàn không thể đoán trước, sẽ rất khó để thực hiện sự chuyển tiếp tới một vũ trụ khác khi người ta không biết chính xác cửa ngõ có thể mở khi nào hoặc nó sẽ dẫn tới nơi nào. Các sinh vật này có thể phải nắm bắt cơ hội để rời bỏ vũ trụ ngay khi một lỗ giun đã mở ra, trước khi kịp phân tích đầy đủ các tính chất của nó.)

BƯỚC MƯỜI MỘT: HY VỌNG CUỐI CÙNG

Bây giờ giả sử tất cả các thử nghiệm với các lỗ giun và các lỗ đen đối mặt với một vấn đề dường như không thể vượt qua: các lỗ giun ổn định duy nhất lại cực nhỏ, chỉ bằng kích thước hạ nguyên tử. Cũng giả sử rằng chuyến đi xuyên qua một lỗ giun có thể gây ra các ứng suất không thể chịu được lên cơ thể chúng ta, ngay cả trong một con tàu được bảo vệ. Bất kỳ loại thách thức nào, chẳng hạn như các lực thủy triều mãnh liệt, các trường bức xạ, mảnh vụn rơi lao vào, sẽ gây nên cái chết. Nếu đúng như thế, sự sống có trí tuệ trong vũ trụ của chúng ta lúc ấy sẽ chỉ có một lựa chọn: bơm đủ thông tin vào một vũ trụ mới để tái tạo nền văn minh của chúng ta ở phía bên kia của lỗ giun.

Trong tự nhiên, khi các sinh vật sống phải đối mặt với một môi trường vô cùng khắc nghiệt, chúng đôi khi nghĩ ra các phương pháp tài tình để tồn tại. Một số loài động vật có vú ngủ đông. Một số loài cá và ếch nhái có các chất chống đông luân chuyển trong các chất dịch của cơ thể cho phép chúng sống ở trạng thái bị đông lạnh. Các loài nấm tránh khỏi tuyệt chủng bằng cách biến đổi thành các bào tử. Tương tự như vậy, con người có thể phải tìm một cách để thay đổi sự tồn tại thể chất của họ nhằm sống sót trong chuyến đi tới vũ trụ khác.

Hãy suy nghĩ về cây sồi phát tán các hạt nhỏ ra mọi hướng. Các hạt là: (a) nhỏ, mau phục hồi và rắn chắc; (b) chúng chứa toàn bộ nội dung ADN của cây; (c) chúng được trù tính để di chuyển đến một khoảng cách nhất định từ cây mẹ; (d) chúng chứa đủ thức ăn để bắt đầu quá trình tái sinh trong một vùng đất xa xôi; (e) chúng mọc rễ bằng cách hấp thụ chất dinh dưỡng và năng lượng từ đất để vươn lên trên những vùng đất mới. Tương tự như vậy, một nền văn minh có thể thử bắt chước thiên nhiên bằng cách gửi “hạt giống” của nó xuyên qua một lỗ giun, sử dụng công nghệ nano tiên tiến nhất có sẵn sau hàng tỉ năm nữa, để sao chép các tính chất quan trọng này.

Như Stephen Hawking đã nói: “Dường như… thuyết lượng tử cho phép du hành trong thời gian trên một nền tảng cực nhỏ.” [216] Nếu Hawking đúng, các thành viên của một nền văn minh tiên tiến có thể quyết định thay đổi sự tồn tại thể chất của họ thành một cái gì đó có thể sống sót qua cuộc hành trình gian nan ngược trở lại thời gian hoặc tới vũ trụ khác, kết hợp nguyên tử cacbon với silic và biến đổi ý thức của họ thành thông tin thuần túy. Trong phân tích cuối cùng, các cơ thể lấy cacbon làm cơ sở của chúng ta cũng có thể quá mỏng manh để có thể vượt qua được cuộc hành trình gian khổ và rất quan trọng này. Trong tương lai rất xa nữa, chúng ta có thể hợp nhất ý thức với sáng tạo người máy, sử dụng kỹ thuật ADN tiên tiến, công nghệ nano và khoa học về người máy. Theo các tiêu chuẩn hiện nay thì điều này nghe có vẻ kỳ quái, nhưng một nền văn minh hàng tỉ đến hàng nghìn tỉ năm trong tương lai có thể thấy đó là cách duy nhất để tồn tại.

Họ có thể cần phải sáp nhập trực tiếp các bộ não và các tính cách của họ vào các cỗ máy. Điều này có thể được thực hiện theo vài cách. Người ta có thể tạo ra một chương trình phần mềm máy tính phức tạp có khả năng sao chép lại tất cả các quá trình tư duy, để chúng mang các đặc điểm giống hệt của chúng ta. Hans Moravec từ Đại học Carnegie-Mellon lại ấp ủ một chương trình tham vọng hơn. Ông tuyên bố rằng, trong tương lai xa, chúng ta có thể mô phỏng kiến trúc bộ não của chúng ta (lần lượt từng nơron một) vào các tranzito silic. Mỗi kết nối nơron thần kinh trong bộ não sẽ được thay thế bằng một tranzito tương ứng, tranzito này sẽ hoạt động với chức năng giống như của nơron bên trong một người máy. [217]

Vì các lực thủy triều và các trường bức xạ có thể có khả năng rất mãnh liệt, nên các nền văn minh trong tương lai sẽ phải đem theo lượng tối thiểu tuyệt đối nhiên liệu, lớp bảo vệ và các chất dinh dưỡng cần thiết để tái tạo loài chúng ta ở phía bên kia của một lỗ giun. Sử dụng công nghệ nano, nền văn minh này có khả năng gửi các chuỗi cực nhỏ qua lỗ giun bên trong một thiết bị không rộng hơn một tế bào.

Nếu lỗ giun vô cùng nhỏ, ở quy mô một nguyên tử, các nhà khoa học sẽ phải gửi các ống nano lớn chế tạo từ các nguyên tử cá thể, mã hóa lượng lớn thông tin đủ để tái tạo toàn bộ loài phía bên kia. Nếu lỗ giun chỉ có kích thước cỡ một hạt hạ nguyên tử, các nhà khoa học sẽ phải nghĩ ra một cách để gửi các hạt nhân qua lỗ giun có thể tóm lấy các electron ở phía bên kia và tái tạo lại chính chúng thành các nguyên tử và phân tử. Nếu một lỗ giun thậm chí còn nhỏ hơn, có lẽ các chùm tia laser hợp thành từ các tia X hay các tia gamma có bước sóng nhỏ có thể được sử dụng để gửi các mã phức tạp xuyên qua lỗ giun, cho chỉ dẫn về việc tái tạo nền văn minh ở phía bên kia như thế nào.

Mục tiêu của một truyền dẫn như vậy sẽ là tái tạo một “người máy nano” cực nhỏ ở phía bên kia lỗ giun, mà nhiệm vụ của nó sẽ là tìm một môi trường thích hợp để tái sinh nền văn minh của chúng ta. Vì nó sẽ được xây dựng trên quy mô nguyên tử, sẽ không cần các tên lửa đẩy lớn hay một lượng lớn nhiên liệu để tìm một hành tinh thích hợp. Trên thực tế, có thể không khó khăn để đạt tới tốc độ ánh sáng và tương đối dễ dàng phóng các hạt hạ nguyên tử tới gần tốc độ ánh sáng bằng cách sử dụng các điện trường. Ngoài ra, sẽ không cần hỗ trợ sự sống hoặc các phần cứng không gọn gàng khác, vì người máy nano chủ yếu mang thông tin thuần túy cần thiết để tái sinh loài.

Một khi người máy nano tìm thấy một hành tinh mới, nó sẽ tạo ra một nhà máy lớn sử dụng các nguyên liệu đã có sẵn trên hành tinh này để xây dựng nhiều bản sao của chính nó và tạo ra một phòng thí nghiệm nhân bản lớn. Các trình tự ADN cần thiết có thể được sản xuất trong phòng thí nghiệm này và sau đó tiêm vào các tế bào để bắt đầu quá trình tái sinh toàn bộ cơ thể và cuối cùng là toàn bộ loài. Các tế bào này trong phòng thí nghiệm sau đó sẽ phát triển đầy đủ thành các sinh vật trưởng thành, với trí nhớ và cá tính của con người ban đầu được đặt trong bộ não.

Theo ý nghĩa nào đó, quá trình này sẽ tương tự như tiêm ADN của chúng ta (toàn bộ lượng thông tin của một nền văn minh kiểu III hoặc hơn thế) vào một “tế bào trứng”, chứa các chỉ dẫn di truyền có khả năng tái tạo một phôi ở phía bên kia. “Trứng được thụ tinh” sẽ rất gọn nhẹ, chắc chắn và linh động, nhưng chứa toàn bộ thông tin cần thiết để tái tạo một nền văn minh kiểu III. Một tế bào điển hình của người chỉ chứa 30.000 gen, được sắp xếp trên 3 tỉ cặp bazơ ADN, nhưng mẩu thông tin ngắn gọn này đủ để tái tạo toàn bộ con người, có sử dụng các các nguồn dự trữ tìm thấy ngoài tinh dịch (chất dinh dưỡng do mẹ cung cấp). Tương tự, “trứng vũ trụ” có thể bao gồm toàn bộ thông tin cần thiết để tái sinh một nền văn minh tiên tiến; các nguồn dự trữ để làm việc này (nguyên liệu, dung môi, kim loại, v.v.) sẽ được lấy ở phía bên kia. Theo cách này, một nền văn minh tiên tiến, chẳng hạn như một kiểu III Q, có thể có khả năng sử dụng công nghệ vô cùng tân tiến để gửi đủ thông tin (khoảng 10²⁴ bit thông tin) qua một lỗ giun nhằm tái tạo nền văn minh của họ ở phía bên kia.

Hãy cho phép tôi nhấn mạnh rằng mỗi bước tôi đã đề cập trong quá trình này hoàn toàn vượt quá khả năng hiện nay đến mức giống như khoa học giả tưởng. Nhưng hàng tỉ năm sau, đối với một nền văn minh kiểu III Q đang đối mặt với sự tuyệt chủng, nó có thể là con đường duy nhất dẫn tới sự cứu nguy. Chắc chắn, không có gì trong các định luật vật lý hay sinh học ngăn chặn điều này xảy ra. Quan điểm của tôi là cái chết của vũ trụ có thể không nhất thiết dẫn tới cái chết của sự sống có trí tuệ. Tất nhiên, nếu tồn tại khả năng truyền tải thông tin từ một vũ trụ tới một vũ trụ khác, nó bỏ ngỏ khả năng rằng một dạng sự sống từ vũ trụ khác, đang đối mặt với vụ đóng băng lớn, cũng đang cố tìm kiếm ở phần xa xôi nào đó trong vũ trụ của chính chúng ta, một nơi ấm áp và mến khách hơn.

Nói cách khác, thuyết trường thống nhất, thay vì là một sự tò mò tao nhã vô dụng, cuối cùng có thể cung cấp bản kế hoạch chi tiết giúp sự sống có trí tuệ trong vũ trụ có thể sinh tồn.