[LỜI GIỚI THIỆU]

Nếu xem những phim khoa học viễn tưởng thường xuyên, sẽ có một điều luôn làm ta thắc mắc. Những nền văn minh phát triển đến mức liên sao hay liên thiên hà lấy đâu ra nguồn năng lượng để đáp ứng được nhu cầu năng lượng khổng lồ đó khi mà nguồn năng lượng vượt xa những gì có thể khai xa những gì có thể khai thắc được từ hành tinh quê hương? Câu trả lời cho vấn đề đó chính là “Khối cầu Dyson”.

[Khối cầu Dyson]

“Khối cầu Dyson” (Dyson Sphere( là một siêu cấu trúc giả tưởng bảo phủ hoàn toàn một ngôi sao với khả năng khai thác toàn bộ hoặc gần như toàn bộ nguồn năng lượng của ngôi sao đó. Khái niệm này lần đầu tiên được đưa ra trong cuốn tiểu thuyết khoa học viễn tưởng “Star maker” của Olaf Stapledon vào năm 1937. Trong đó ông đã miêu tả "mỗi hệ Mặt trời... được bao bọc bởi một màng bẫy ánh sáng, thứ tập trung năng lượng Mặt trời đang thoát ra cho việc ứng dụng thông minh". Và được đại chúng hóa nhờ Freeman Dyson vào năm 1960 qua bài viết “Tìm kiếm Bức xạ hồng ngoại nhân tạo của những nguồn sao”. Dyson suy đoán rằng những cấu trúc như vậy sẽ là hệ quả logic của nhu cầu năng lượng gia tăng của một nền văn minh công nghệ và sẽ là cần thiết cho sự sống lâu dài. Ông đã cho rằng việc tìm kiếm những cấu trúc như vậy có thể dẫn đến việc phát hiện ra sự sống thông minh tiến bộ ngoài Trái đất. Các loại cầu Dyson khác nhau và khả năng thu thập năng lượng của chúng sẽ tương ứng với trình độ phát triển công nghệ trên thang đo Kardashev.

Để có thể ví dụ, ta hãy giả sử rằng giống loài siêu tân tiến đã vươn xa lên liên thiên hà được đề cập ở bên trên là con người. Cứ mỗi một năm, nhân loại chúng ta sẽ tiêu thụ một nguồn năng lượng tương đương 567.000.000.000 TJ tức khoảng 567 tỉ tỉ Jun với 80% trong số đó là đến từ nguyên liệu hóa thạch như than, dầu và khí tự nhiên… Cũng trong vòng một năm đó, Mặt trời đã chiếu xuống Trái đất một nguồn năng lượng tương đương khoảng 3.776.800.000.000.000 TJ dưới dạng ánh sáng Mặt trời, gấp khoảng 6.643 lần nhu cầu năng lượng của toàn nhân loại. Không những thế nguồn năng lượng mà Mặt trời đưa xuống Trái đất của chúng ta chỉ chiếm vỏn vẹn chưa đầy 0.000000001% lượng năng lượng có thể được tạo ra bởi Mặt trời. Nghĩa là nếu nhân loại có một cách nào đó để có thể lấy được 100% lượng quang năng của Mặt trời thì cứ mỗi một giây ta sẽ có 500.000 năm sử dụng với mức tiêu thụ như hiện tại. Vậy nếu thực sự lại bằng một cách nào đó, nền văn minh chúng ta thực sự có thể khai thác được toàn bộ nguồn năng lượng được tạo ra bởi một ngôi sao thì chúng ta có thể làm được những gì? Câu trả lời sẽ đơn giản là toàn bộ những thứ mà chúng ta nghĩ ra.

Mà cách nào đó được đưa ra ở đây chính là xây dựng những siêu cấu trúc trong vụ trụ - Khối cầu Dyson. Chính vì thế, 1 “Khối cầu Dyson” sẽ là một cấu trúc có kích thước khổng lồ, phức tạp và hoang đường nhất mà một nền văn minh có thể nghĩ ra và thực hiện được. Tuy nhiên, trớ trêu thay các nhà khoa học lại cho rằng nguồn năng lượng nhân loại cần để xây dựng được một “Khối cầu Dyson” với đường kính là hàng triệu km chỉ có thể được cung cấp từ một siêu nhà máy năng lượng như một “Khối cầu Dyson” khác. Điều đó có nghĩa là để có thể xây dựng được một “Khối cầu Dyson” thì chúng ta phải có cần một “Khối cầu Dyson”. Cộng với việc ta cần một nguồn nguyên vật liệu khổng lồ để xây dựng “Khối cầu Dyson” có thể tiêu tốn tới vài hành tinh. Thêm nữa, áp lực được tạo ra từ một cấu trục khổng lồ như “Khối cầu Dyson” sẽ vô cùng khủng khiếp, và, rõ ràng chúng ta không có bất kì một vật chất nào để làm điều đó, và kể cả dù có đi chăng nữa, thì số lượng cũng sẽ là quá nhỏ để đủ cho một cấu trúc khổng lồ như “Khối cầu Dyson”. Ngay cả khi chúng ta có thực sự làm được nó đi chăng nữa, ngoài công năng chính là trở thành 1 nhà máy điện với công suất khủng khiếp và trở thành niềm tự hào của cả nền văn minh nhân loại thì nó cũng sẽ giống như một quả bóng bay mỏng manh giữa vũ trụ và trực chờ bị phá hủy từ bất cứ mối đe dọa nào như vô vàn thiên thạch, sao chổi, tiểu hành tinh đang trôi nổi bên trên, hay sẽ là mục tiêu hàng đầu cho một nền văn minh thù địch nào khác trong vũ trụ rộng lớn.

[Bầy Dyson – Nhóm Dyson]

Do đó, 1 biến thể của ““Khối cầu Dyson”” với tên gọi là “Bầy Dyson” hay “Nhóm Dyson” – Dyson Swarn được sinh ra. Theo đó, “Bầy Dyson” sẽ được mô tả là tập hợp các tấm năng lượng Mặt trời có đường kính dưới 1km, có quỹ đạo cố định quanh ngôi sao và có khả năng truyền nguồn năng lượng chúng thu nhập được đến những địa điểm được lập trình sẵn. Và điều thú vị của “Bầy Dyson” chính là nó hoàn hảo đến kì lạ, các “Bầy Dyson” dễ xây dựng hơn, tiêu tốn ít nguyên vật liệu hơn và cũng dễ bảo trì, thay thế hơn và cũng giảm thiểu rất nhiều rủi ro khi mà xảy ra tai nạn. Cũng theo các nhà khoa học, với trình độ công nghệ như hiện tại, con người chúng ta hoàn toàn có thể bắt đầu xây dựng các tấm thu thập năng lượng Mặt trời cho “Bầy Dyson” ngay từ bây giờ.

Ngoài “Bầy Dyson” ra, chúng ta còn rất nhiều biến thể như là “Nhẫn Dyson”, “Vỏ Dyson” và “Bong bóng Dyson” với công năng tương tự

[Thang đo Kardashev]

Vào năm 1968, nhà khoa học, thiên văn học người Xô Viết Nikolai Semenovich Kardashev đã tạo ra một thang đo được gọi thang Kardashev. Thang đo Kardashev là phương pháp đo mức phát triển, tiến bộ công nghệ của một nền văn minh dựa vào nguồn năng lượng mà nền văn minh đó có thể khai thác và sử dụng. Theo đó, thang đo Kardashev chia các nền văn minh trong vũ trụ ra làm 3 loại:

Loại 1 hay nền văn minh loại 1 được gọi là “Nền văn minh Hành tinh” với khả năng khai thác và lưu trữ 100% nguồn năng lượng từ ánh sáng của ngôi sao chủ chiếu xuống bề mặt của mình, tương ứng với khả năng khai thác 1016W hay 10.000 TJ/s.

Loại 2 hay nền văn minh loại 2 đươc gọi là “Nền văn minh Sao”, là nền văn minh với khả năng khai toàn bộ nguồn năng lượng của ngôi sao chủ, tương ứng với khả năng khai thác 1026W hay 100.000 tỉ TJ/s và các “Khối cầu Dyson” theo quan điểm của con người sẽ là cách để từ nền văn minh loại 1 bước lên loại 2.

Cuối cùng là nền văn minh loại 3 hay “Nền văn minh Thiên hà” với khả năng kiểm soát năng lượng quy mô toàn bộ thiên hà và tương ứng với khả năng khai thác 1036W hay 1 triệu tỉ tỉ TJ/s.

Cũng theo cách phân loại này, nền văn minh nhân loại của chúng ta vẫn chỉ là nền văn minh loại 0 do mới chỉ khai thác được một phần vô cùng nhỏ của Mặt trời. Tuy nhiên, nhà vật lí học, tương lại học người Nhật Bản Michio Kaku đã dự đoán rằng con người sẽ đạt đến nền văn minh loại 1 sau từ 100 đến 200 năm, loại 2 từ vài nghìn năm và loại 3 sau 100.000 cho đến 1.000.000 năm nữa. Dự đoán này của ông Kaku nghe cũng có phần hợp lí khi mà nhà thiên văn học Carl Sagan bằng phương pháp nội suy và ngoại suy thì đã tính toán ra được rằng nguồn năng lượng mà nhân loại sản xuất ra được qua tất cả các phương pháp ở thời điểm hiện tại sẽ tương ứng với mức 0,7279 trên thang đo Kardashev và sẽ tiến đến 0.73 vào năm 2030, tức là đã tiến tương đối gần với danh hiệu nền văn minh loại 1. 

Bài viết được tham khảo nhiều nguồn như Wiki, hay Youtube.