Bản chất lạ thường của mặt trời

KHI bạn đọc bài báo này thì hoặc là mặt trời đã mọc hoặc bạn biết rằng chẳng bao lâu nữa nó sẽ mọc. Điều đó có quan trọng không? Có, bởi lẽ nếu không có ánh sáng mặt trời, thì hàng ngàn tỉ sinh vật​—⁠kể cả chính bạn​—⁠sẽ không tồn tại. Sự sống thiên hình vạn trạng phân chia ra thành hàng triệu chủng loại, từ vi sinh vật đơn bào cho đến những con cá voi khổng lồ, đều sẽ biến mất.

Đành rằng chỉ có khoảng một nửa của một phần tỉ năng lượng tỏa ra từ mặt trời đến với hành tinh của chúng ta, tuy vậy ngay cả một phần nhỏ năng lượng mặt trời cũng đủ duy trì sự sống trên trái đất. Không những thế, nhưng nếu phần năng lượng nhỏ bé này có thể được khai thác hữu hiệu, thì không những có thể thỏa mãn dễ dàng nhu cầu năng lượng của xã hội tân tiến chúng ta, mà lại còn dư nữa.

Đa số các sách thiên văn học nói rằng mặt trời là một ngôi sao bình thường, “một thiên thể khá thông thường”. Nhưng có phải mặt trời là một “thiên thể khá thông thường” về mọi mặt không? Guillermo Gonzalez, một nhà thiên văn thuộc Đại Học Washington ở Seattle, cho rằng mặt trời rất lạ thường. Điều này có ảnh hưởng đến việc tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác không? Gonzalez trả lời: “Những ngôi sao thích hợp cho sự sống thông minh thì không nhiều như người ta tưởng”. Ông nói thêm: “Các nhà thiên văn sẽ phí nhiều thời gian đi tìm sự sống, trừ phi họ thu hẹp phạm vi tìm kiếm nơi những ngôi sao lạ thường như Mặt Trời”.

Một số đặc điểm nào khiến mặt trời thích hợp cho việc nuôi dưỡng sự sống? Khi xem xét những yếu tố này, chúng ta nên nhớ rằng nhiều lời phát biểu về đặc tính vật lý của vũ trụ mang tính cách lý thuyết.

Những đặc tính lạ lùng

● Một ngôi sao đơn độc : Theo ước tính của những nhà thiên văn, 85 phần trăm các ngôi sao gần mặt trời hợp thành từng nhóm gồm hai hay nhiều ngôi sao bay trên quỹ đạo của nhau. Những ngôi sao ấy được trọng lực giữ lại với nhau.

Tuy nhiên, mặt trời là một ngôi sao đơn độc. “Vậy thì việc mặt trời là một ngôi sao đơn độc dường như là một trường hợp hơi lạ thường”, nhà thiên văn  học Kenneth J. H. Phillips viết như thế trong sách Guide to the Sun. Theo Gonzalez, tình trạng đơn độc của mặt trời khiến trái đất có một quỹ đạo ổn định hơn, rồi điều này tác động đến những điều kiện duy trì sự sống trên địa cầu.

● Một ngôi sao khổng lồ : Tạp chí New Scientist cho biết là theo Gonzalez, một nét đặc thù liên hệ khác là “mặt trời là một trong số 10 phần trăm những ngôi sao có khối lượng lớn nhất trong vùng không gian phụ cận nó”. Phillips nhận xét: “Mặt trời chiếm 99,87% khối lượng của thái dương hệ, do đó trọng lực của nó chi phối mọi vật thể trong thái dương hệ”.

Đặc tính này cho phép trái đất ở một khoảng cách tương đối xa mặt trời​—⁠150 triệu kilômét​—⁠mà vẫn không dạt ra xa mặt trời. Khoảng cách này tương đối lớn che chở cho sự sống trên trái đất không bị mặt trời thiêu đốt.

● Các nguyên tố nặng: Gonzalez lưu ý rằng so với các ngôi sao cùng tuổi và cùng loại, mặt trời có hơn 50 phần trăm các nguyên tố nặng​—⁠cacbon, nitơ, oxy, magiê, silic và sắt. Về khía cạnh này, mặt trời nổi bật hơn các ngôi sao cùng loại. “Hàm lượng các nguyên tố nặng trong mặt trời rất thấp, nhưng hàm lượng các nguyên tố nặng trong một số ngôi sao​... lại còn thấp hơn nữa”. Thật vậy, những ngôi sao có hàm lượng nguyên tố nặng như của mặt trời thuộc một hạng riêng biệt gọi là những ngôi sao thuộc Tập Hợp I.

Điều này có liên quan gì đến sự sống hiện hữu trên trái đất? Các nguyên tố nặng cần thiết cho việc duy trì sự sống, nhưng lại hiếm, cấu thành chưa tới 1 phần trăm của vũ trụ. Tuy nhiên, trái đất của chúng ta thì hầu như hoàn toàn được cấu tạo bằng những nguyên tố nặng hơn. Tại sao? Bởi vì, theo các nhà thiên văn, trái đất quay chung quanh một ngôi sao rất lạ thường​—⁠đó là mặt trời.

● Quỹ đạo không giống hình elip: Vì thuộc Tập Hợp I nên mặt trời có lợi điểm khác. Theo sách Guide to the Sun thì “thường thường các ngôi sao thuộc Tập Hợp I quay  quanh tâm của thiên hà theo quỹ đạo hầu như là hình tròn”. Quỹ đạo của mặt trời không như quỹ đạo hình elip của những ngôi sao cùng tuổi và cùng loại. Tại sao điều đó ảnh hưởng đến sự sống hiện hữu trên trái đất? Bởi vì nhờ độ tròn của quỹ đạo, nên mặt trời không bay sâu vào phía trong thiên hà, là nơi thường có sao siêu mới (những ngôi sao nổ).

● Sự biến thiên của độ sáng: Đây là một sự kiện lý thú khác về ngôi sao này của thái dương hệ. So với các ngôi sao tương tự, độ sáng của mặt trời biến thiên rất ít. Nói cách khác, nó có độ sáng ổn định và ít thay đổi hơn.

Một nguồn ánh sáng tương đối ổn định như thế không thể thiếu được đối với sự sống trên đất. Sử gia về khoa học Karl Hufbauer nói: “Chính sự có mặt của chúng ta trên hành tinh này là bằng chứng cho thấy độ sáng của mặt trời là một trong những yếu tố ổn định nhất của môi trường”.

● Độ nghiêng của quỹ đạo: Quỹ đạo của mặt trời chỉ hơi nghiêng so với mặt phẳng của Dải Ngân Hà. Điều đó có nghĩa là mặt phẳng quỹ đạo mặt trời và mặt phẳng thiên hà của chúng ta tạo nên một góc rất nhỏ. Điều này giúp sự sống trên đất được an toàn như thế nào?

Ở xa bên ngoài những vùng tận cùng của thái dương hệ, có một tập hợp các sao chổi, tạo thành khoảng không gian hình cầu khổng lồ bao quanh chúng ta, gọi là đám mây Oort. * Giả sử độ nghiêng của quỹ đạo mặt trời so với mặt phẳng thiên hà lớn hơn, thì mặt trời sẽ cắt ngang qua mặt phẳng thiên hà của chúng ta với một độ dốc cao; điều này có thể làm xáo động đám mây Oort. Hậu quả là gì? Các nhà thiên văn nói rằng những sao chổi sẽ dội như mưa xuống trái đất, gây nên đại họa.

Hiện tượng nhật thực cho chúng ta biết gì?

Có ít nhất 60 mặt trăng trong thái dương hệ của chúng ta. Chúng quay quanh bảy trong chín hành tinh thuộc thái dương hệ. Tuy nhiên, trái đất dường như là hành tinh duy nhất trong thái dương hệ có hiện tượng nhật, nguyệt thực toàn phần. Tại sao thế?

Nhật thực xảy ra khi mặt trăng ở giữa mặt trời và trái đất. Để có sự che khuất hoàn  toàn, thì kích thước biểu kiến của mặt trời và mặt trăng phải gần bằng nhau, hầu mặt trăng che lấp gần hết mặt trời. Và quả như vậy trong trường hợp hiện tượng nhật thực. Mặc dù đường kính của mặt trời dài gấp 400 lần đường kính của mặt trăng, nhưng khoảng cách giữa mặt trời và trái đất cũng lớn gần 400 lần khoảng cách giữa trái đất và mặt trăng.

Nhưng khoảng cách giữa trái đất và mặt trời​—⁠do đó mặt trời có kích thước biểu kiến​—⁠không chỉ là yếu tố tạo nên nhật, nguyệt thực toàn phần, mà còn là một điều kiện thiết yếu để sự sống tồn tại trên trái đất. Theo lời Gonzalez, “nếu chúng ta gần hoặc xa mặt trời hơn một chút, thì trái đất sẽ quá nóng hoặc quá lạnh, và như thế không thể sống được”.

Không phải chỉ có thế thôi. Độ lớn khác thường của mặt trăng quay quanh trái đất giúp sự sống tồn tại trên hành tinh này, bởi lẽ sức hút của nó giữ cho trái đất khỏi nghiêng ngả quá nhiều trên trục của nó. Sự ngả nghiêng như thế sẽ làm thời tiết thay đổi một cách hỗn loạn và tai hại. Vì thế để sự sống tồn tại trên trái đất, thì cần có sự tổ hợp chính xác, gồm khoảng cách thích hợp giữa mặt trời và trái đất cũng như kích thước thích hợp của mặt trăng​—⁠và ngoài điều này còn có tất cả những điều khác đã được xét đến, liên quan đến tính chất của mặt trời. Xác suất để tất cả những điều này ngẫu nhiên xảy ra là gì?

Một trùng hợp ngẫu nhiên ư?

Giả sử bạn mang xe đến một người thợ khéo, có tay nghề để được hiệu chỉnh. Người thợ siêng năng hoàn thành công việc, rồi bạn thấy mọi thứ đều trong tình trạng hoàn hảo. Bạn nghĩ ông ấy sẽ phản ứng thế nào nếu sau đó bạn khăng khăng cho rằng xe bạn được hiệu chỉnh chính xác chẳng qua là do sự tình cờ hoặc do kết quả của sự ngẫu nhiên thuần túy?

Có thể đặt cùng câu hỏi này về tính chất lạ thường của mặt trời chúng ta. Một số nhà khoa học muốn bạn tin rằng cấu tạo của mặt trời, quỹ đạo, khoảng cách từ trái đất và các đặc tính khác của nó, tất cả chỉ là một sự trùng hợp may mắn. Điều này có nghĩa không? Bạn có nghĩ đó là một kết luận hợp lý không?

Như một chiếc xe được điều chỉnh một cách khéo léo cho chúng ta biết về trình độ kỹ năng và quá trình đào tạo của người thợ, thì mặt trời​—⁠cũng như những thiên thể khác​—⁠nói cho chúng ta biết một điều gì đó. Những đặc điểm lạ thường của ngôi sao này khiến sự sống có thể tồn tại trên trái đất, nói lên một điều rõ rệt là ngôi sao này là công trình sáng tạo của một Đấng Thiết Kế và Tạo Hóa quyền năng và thông minh. Sứ đồ Phao-lô diễn tả điều này như sau: “Những sự trọn lành của Ngài mắt không thấy được, tức là quyền-phép đời đời và bổn-tánh Ngài, thì từ buổi sáng-thế vẫn sờ-sờ như mắt xem-thấy, khi người ta xem-xét công-việc của Ngài”.​—⁠Rô-ma 1:20.

[Chú thích]

[Câu nổi bật nơi trang 17]

Chỉ một nửa của một phần tỉ năng lượng tỏa ra từ mặt trời đến hành tinh chúng ta

[Hình nơi trang 16]

Nhờ khoảng cách giữa mặt trời và trái đất mà những lần mặt trời cháy bùng lên như trong hình không gây nguy hiểm cho sự sống trên trái đất

[Nguồn tư liệu]

Trang 2, 15 và 16: ảnh của NASA

[Hình nơi trang 17]

Một sự trùng hợp ư? Kích thước biểu kiến tương đương nhau của mặt trời và mặt trăng tạo nên cảnh nhật, nguyệt thực ngoạn mục

[Hình nơi trang 18]

Nếu quỹ đạo của mặt trời khác đi, những sao chổi có thể dội như mưa xuống trái đất, gây nên đại họa