Tín hiệu Wow!: Vì sao tín hiệu vũ trụ này chưa từng lặp lại

Có những đêm mình ngồi đọc lại lịch sử SETI và cứ dừng mãi ở một cái tên: tín hiệu Wow! Không phải vì nó ồn ào hay giật gân, mà vì nó im lặng theo đúng nghĩa đen — xuất hiện đúng 72 giây rồi biến mất, và từ đó đến nay không một kính viễn vọng nào bắt lại được nó lần thứ hai. Gần năm mươi năm, hàng chục đợt quan sát, vài giả thuyết được đề xuất rồi bị bác bỏ, nhưng câu hỏi gốc vẫn còn nguyên: đó là gì, và tại sao nó chỉ đến một lần?

Đêm 15 tháng 8 năm 1977: khoảnh khắc kính viễn vọng Big Ear ghi được điều bất thường

Kính viễn vọng vô tuyến Big Ear của Đại học Ohio State khi đó đang phục vụ một chương trình liên quan tới SETI — tìm kiếm tín hiệu có thể đến từ nền văn minh ngoài Trái Đất. Kính không có người trực tiếp theo dõi màn hình theo thời gian thực, mà ghi dữ liệu lên giấy in để các nhà khoa học xem lại sau.

Vài ngày sau, nhà thiên văn Jerry R. Ehman lật từng trang in và dừng lại ở một dòng dữ liệu khác thường. Cường độ tín hiệu tăng vọt rồi giảm dần theo đúng hình dạng mà một nguồn phát cố định trên bầu trời sẽ tạo ra khi kính quét ngang qua nó. Ông khoanh tròn dãy ký tự "6EQUJ5" — mã hoá cường độ tín hiệu theo thang đo của đài — và viết nguệch ngoạc "Wow!" ngay bên lề tờ giấy. Cái tên của cả hiện tượng ra đời từ đúng khoảnh khắc bộc phát cảm xúc đó, chứ không phải một thuật ngữ khoa học chính thức nào.

Tín hiệu đến từ hướng chòm sao Nhân Mã, một vùng trời không có hành tinh hay vật thể nào đã biết đủ để giải thích nguồn phát. Đây cũng là một phần lý do khiến nó nổi bật hơn nhiễu sóng thông thường mà các đài quan sát vẫn gặp hằng ngày.

Vì sao tín hiệu Wow trở thành một trong những manh mối đáng chú ý nhất của SETI

Phần lớn nhiễu sóng vô tuyến trên Trái Đất — từ vệ tinh, radar quân sự, hay đơn giản là thiết bị điện dân dụng — thường có cường độ dao động thất thường hoặc biến mất đột ngột không theo quy luật nào. Tín hiệu Wow! thì khác. Đường cong cường độ của nó tăng dần lên đỉnh rồi giảm dần xuống, khớp gần như hoàn hảo với đường cong độ nhạy của ăng-ten khi kính viễn vọng quét qua một điểm cố định trên bầu trời do Trái Đất tự quay.

Nói cách khác, hình dạng tín hiệu trông giống hệt như thứ mà một nguồn phát vô tuyến thật sự tồn tại ngoài không gian — chứ không phải nhiễu cục bộ — sẽ tạo ra khi đi qua trường quan sát của kính. Đây chính là lý do các nhà khoa học không thể xếp nó vào nhóm "nhiễu vặt rồi bỏ qua" như hàng nghìn tín hiệu khác từng bị loại trong quá trình lọc dữ liệu.

Tần số của tín hiệu cũng nằm rất gần vạch phát xạ của nguyên tử hydro trung hoà — một mốc tần số mà giới thiên văn từ lâu coi là ứng viên hợp lý nhất cho liên lạc liên sao, vì hydro là nguyên tố phổ biến nhất vũ trụ nên bất kỳ nền văn minh nào hiểu vật lý cơ bản cũng có thể nghĩ tới nó. Cũng giống như việc hiểu rõ uranium là gì và vì sao quan trọng giúp người ta lý giải vì sao con người quan tâm tới năng lượng hạt nhân, việc nắm được ý nghĩa của vạch hydro giúp lý giải vì sao một tín hiệu ở đúng dải tần đó lại gây chấn động đến vậy.

Hai họng thu và bài toán không thể xác nhận vị trí thật trên bầu trời

Đây là chi tiết kỹ thuật ít người để ý nhưng lại là gốc rễ của phần lớn tranh cãi sau này. Big Ear không dùng một mà hai họng thu (feed horn) đặt lệch nhau một chút để quét bầu trời theo hai luồng dữ liệu song song. Thông thường, nếu một nguồn phát thật sự tồn tại cố định ngoài không gian, tín hiệu phải xuất hiện lần lượt ở cả hai họng thu khi kính quét qua, cách nhau vài chục giây.

Nhưng tín hiệu Wow! chỉ xuất hiện ở đúng một họng thu. Họng còn lại hoàn toàn im lặng trong cùng khoảng thời gian đó. Điều này khiến các nhà khoa học không thể khẳng định chắc chắn tín hiệu đến từ một điểm cố định ngoài vũ trụ theo đúng mô hình lý tưởng, đồng thời cũng không đủ để loại trừ khả năng đó — vì có nhiều giả thuyết kỹ thuật (như trục trặc phần cứng của họng thu còn lại, hoặc đặc tính riêng của nguồn phát) có thể giải thích sự bất đối xứng này mà không cần bác bỏ nguồn gốc thiên văn của tín hiệu.

Chính sự mập mờ này khiến hai phe tranh luận suốt nhiều thập kỷ: một bên cho rằng thiếu dữ liệu ở họng thu thứ hai làm suy yếu độ tin cậy của toàn bộ phát hiện, bên còn lại cho rằng đây chỉ là giới hạn thiết bị chứ không phủ nhận tính xác thực của tín hiệu. Không có bản ghi bổ sung nào từ đêm đó để phân xử, nên cuộc tranh luận đến giờ vẫn chưa ngã ngũ.

Giả thuyết sao chổi và cuộc tranh cãi chưa có hồi kết

Trong nhiều năm, giới nghiên cứu đã thử không ít cách lý giải tự nhiên cho tín hiệu Wow!, nhưng đáng chú ý nhất là giả thuyết được nhà nghiên cứu Antonio Paris công bố năm 2017. Ông cho rằng đám mây khí hydro bao quanh hai sao chổi khi đó đang đi ngang qua khu vực trời tương ứng — 266P/Christensen và P/2008 Y2 (McNaught) — có thể phát ra bức xạ vô tuyến ở đúng dải tần đó, đủ mạnh để tạo ra một tín hiệu giống hệt những gì Big Ear ghi được.

Giả thuyết này nhanh chóng được truyền thông chú ý vì nó đưa ra một lời giải "trần thế" cho một bí ẩn vốn luôn gắn với SETI và khả năng liên lạc ngoài hành tinh. Nhưng chỉ ít lâu sau, nhiều nhà thiên văn khác đã tự quan sát lại chính hai sao chổi này và công bố kết quả trái ngược: đặc tính phát xạ thực tế của chúng không đủ mạnh và không khớp về mặt quang phổ với những gì tín hiệu Wow! thể hiện. Một số nhà nghiên cứu còn chỉ ra rằng vào thời điểm năm 1977, các sao chổi đó thậm chí chưa ở đúng vị trí có thể tạo ra hiệu ứng như vậy. Trang tổng hợp trên Wikipedia về Wow! signal ghi lại khá đầy đủ chuỗi phản bác qua lại này giữa các nhóm nghiên cứu.

Kết quả là giả thuyết sao chổi hiện vẫn tồn tại như một trong nhiều khả năng được cân nhắc, chứ không phải lời giải cuối cùng được cộng đồng khoa học đồng thuận. Đây cũng là điều khiến tín hiệu Wow! khác với nhiều "bí ẩn" khác từng bị giải thích êm xuôi bằng một nguyên nhân tự nhiên duy nhất.

Vì sao chúng ta khó có thể "hỏi lại" bầu trời để kiểm chứng

Một trong những trở ngại lớn nhất khi muốn khép lại vụ việc này là bản thân công cụ quan sát gốc không còn tồn tại. Kính viễn vọng Big Ear bị tháo dỡ vào năm 1998 để nhường đất cho một sân golf ở Ohio — quyết định khiến giới thiên văn học sau này tiếc nuối, vì mọi phép đo lặp lại từ đó về sau đều phải dùng thiết bị khác, với độ nhạy, băng tần và vị trí địa lý không hoàn toàn giống hệt cấu hình năm 1977.

Nhiều đợt tìm kiếm đã được thực hiện kể từ đó, kể cả bằng hệ thống kính Very Large Array vốn có độ phân giải cao hơn hẳn Big Ear, nhưng không đợt nào ghi nhận được tín hiệu tương tự lặp lại tại cùng toạ độ. Việc này để lại hai cách diễn giải trái chiều: hoặc nguồn phát (nếu có thật) chỉ hoạt động một lần duy nhất hoặc theo chu kỳ quá dài để con người bắt kịp, hoặc bản thân tín hiệu gốc là một hiện tượng nhất thời không lặp lại theo bản chất tự nhiên của nó — chẳng hạn một hiện tượng thiên văn ngắn hạn mà khoa học hiện tại chưa mô tả đầy đủ.

Dù thế nào, việc thiếu khả năng tái hiện thí nghiệm gốc khiến tín hiệu Wow! rơi vào một vùng xám đặc biệt của khoa học: đủ dữ liệu để không thể bỏ qua, nhưng không đủ để khẳng định chắc chắn bất kỳ điều gì. Đây chính là lý do sau gần năm mươi năm, nó vẫn nằm trong danh sách những hiện tượng thiên văn gây tranh cãi nhiều nhất từng được ghi nhận.

Nếu bạn theo dõi từ đầu series chuyên mục Khoa học của blog, phần trước mình đã kể chuyện tàu ma Mary Celeste — một bí ẩn hàng hải hoàn toàn khác về bản chất nhưng cùng chung một điểm: thiếu bằng chứng để đóng lại hồ sơ. Toàn bộ danh sách các bí ẩn lớn của series này, mình đã tổng hợp trong bài Top 10 bí ẩn lớn nhất lịch sử chưa có lời giải, bạn có thể ghé đọc để có cái nhìn tổng quan trước khi đi sâu từng phần.

Phần tiếp theo của series, mình sẽ chuyển hẳn sang một bí ẩn trên mặt đất nhưng cũng liên quan tới bầu trời không kém phần kỳ lạ: vụ nổ Tunguska năm 1908, nơi một vụ nổ có sức công phá khủng khiếp xảy ra giữa rừng Siberia mà đến giờ vẫn chưa ai tìm thấy hố va chạm nào tương ứng. Hẹn gặp lại bạn ở đó.