Có thể nói, năng lượng chính là đơn vị tiền tệ cơ bản của vũ trụ, và là thước đo sự phát triển của một nền văn minh.Theo thang Kardashev, mức độ phát triển này gắn liền với khả năng khai thác, sử dụng năng lượng của nền văn minh đó, và được chia thành 3 cấp:
– Cấp I: có thể sử dụng được toàn bộ nguồn năng lượng trên hành tinh mẹ.
– Cấp II: có thể sử dụng được toàn bộ nguồn năng lượng của hệ sao nó đang sống.
– Cấp III: có thể sử dụng được toàn bộ nguồn năng lượng của một thiên hà.
(ngoài ra người ta còn đề xuất thêm hệ IV – vũ trụ và hệ V – đa vũ trụ nữa nhưng chúng ta tạm thời khoan nói đến ở đây)
Có thể thấy, loài người trên Trái Đất vẫn còn đang ở cấp I. Vậy chúng ta cần những kỹ thuật, công nghệ cao cấp thế nào để tiến lên được ngưỡng cửa cấp II – khai thác năng lượng của mặt trời? Câu trả lời đơn giản nhất nằm ở một ý tưởng giả thiết, về một siêu kiến trúc (megastructure) mang tên Dyson Sphere (Khối cầu Dyson).
Được phổ biến bởi Freeman Dyson vào năm 1960, với sự phát triển không ngừng của nền văn minh nhân loại, một nguồn cung cấp năng lượng dồi dào và bền vững sẽ là nhu cầu không thể thiếu đối với chúng ta, và Dyson Sphere là ý tưởng hàng đầu cho vấn đề này. Ý tưởng này bao gồm việc xây dựng một siêu kiến trúc bao quanh toàn bộ một ngôi sao, và hấp thụ gần như hoàn toàn năng lượng mà nó bức xạ. Mỗi giây có hơn 4 triệu tấn vật chất trong lõi mặt trời được tổng hợp thành năng lượng, do đó với việc xây dựng được một khối cầu Dyson tại mặt trời, chúng ta hoàn toàn có dư năng lượng cho tất cả dự án khoa học, nghiên cứu và khám phá trong hàng thiên niên kỉ tiếp theo và hơn nữa.
Vậy hãy để trí tưởng tượng bay bổng một chút, làm thế nào với công nghệ, khoa học kĩ thuật hiện tại của Trái Đất, chúng ta có thể xây dựng một siêu kiến trúc như thế tại hệ mặt trời này? Câu trả lời là hoàn toàn có thể, nhưng sẽ không dễ dàng.
Một siêu kiến trúc to như thế sẽ dễ bị phá hủy bởi các vật thể ngoài vũ trụ như thiên thạch, do đó phương án khả thi và đơn giản nhất là một chiếc “lồng” Dyson, cấu thành từ nhiều tấm gương xung quanh quỹ đạo mặt trời, phản chiếu ánh sáng về một trạm năng lượng mặt trời nào đó. Như đã nói, rõ ràng nó không hề đơn giản. Mặt trời rất lớn nên chúng ta cần rất nhiều vệ tinh. Nếu mỗi vệ tinh rộng 1km2, chúng ta cần 3 triệu tỉ vệ tinh để bao bọc được hết mặt trời. Hàng tỉ tỉ tấn vật liệu sẽ phải cần đến, chưa kể năng lượng để đưa chúng đến quỹ đạo mặt trời. Chúng ta sẽ cần một cơ sở hạ tầng cố định gần mặt trời và có đủ nguyên liệu để tiến hành quá trình xây dựng lâu dài. Sao Thủy, với vị trí gần mặt trời nhất, trọng lực chỉ bằng 1/3 Trái Đất và có nguồn kim loại dồi dào, sẽ là lựa chọn tối ưu, với việc giả sử trong tương lai chúng ta đã có công nghệ chế tạo hợp kim chịu nhiệt, chống ăn mòn cao.
Cơ sở hạ tầng tự động trên sao Thủy sẽ bao gồm 3 nhiệm vụ chính: khai thác năng lượng mặt trời trên sao Thủy để vận hành cơ sở, khai thác kim loại và nguyên liệu từ sao Thủy để chế tạo các vệ tinh, và vận chuyển các vệ tinh đến quỹ đạo mặt trời. Việc vận chuyển ban đầu sẽ rất khó khăn, và chúng ta khó có thể dùng tên lửa đẩy vì rất tốn kém và khó tái sử dụng. Thay vào đó, ta có thể sử dụng một đường ray điện từ, tạo gia tốc để bắn các vệ tinh vào quỹ đạo. Những lần vận chuyển ban đầu sẽ cần nhiều năng lượng dự trữ, nhưng càng về sau sẽ càng dễ dàng khi đã có nhiều tấm gương bao quanh quỹ đạo mặt trời, điều hướng ánh sáng – năng lượng về căn cứ trên sao Thủy. Việc xây dựng nhờ đó có thể diễn ra nhanh chóng hơn rất nhiều.
Ngay cả khi chúng ta có chỉ 1% năng lượng bức xạ từ mặt trời, đó đã là một con số khủng khiếp, và do đó Dyson Sphere sẽ là một bước tiến rất lớn cho nền văn minh của chúng ta. Về cơ bản chúng ta sẽ có một nguồn năng lượng vô hạn để thoải mái thực hiện mọi dự án trong hệ mặt trời. Không còn lệ thuộc vào năng lượng hóa thạch ô nhiễm và đang dần cạn kiệt, hay năng lượng hạt nhân đầy rủi ro, con người có thể hiện thực hóa giấc mơ khai phá vũ trụ. Thiết lập thuộc địa ở hành tinh khác, tạo thêm những siêu kiến trúc mới, hay thậm chí du hành qua những hệ sao khác, là hoàn toàn có thể. Vấn đề lớn nhất lúc này là một nguồn lực đầu tư khổng lồ, và chắc chắn sẽ không đến từ chỉ một vài quốc gia, mà là toàn nhân loại. Gạt bỏ mâu thuẫn và lợi ích trước mắt trên hành tinh nhỏ bé, chung tay lại, loài người chúng ta chắc chắn sẽ bước xa hơn nữa, trong vũ trụ rộng lớn này.
Nguồn: bài viết được tổng hợp từ kênh youtube của Kurzgesagt và trang Wikipedia.
Các bạn có thể tham khảo thêm video: https://youtu.be/pP44EPBMb8A
Để lại bình luận