Ý tưởng sử dụng Mặt trời làm bộ khuếch đại tín hiệu trong "The Three-Body Problem" có thực sự khả thi?

Trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng "The Three-Body Problem" của nhà văn Trung Quốc Lưu Từ Hân, ý tưởng sử dụng Mặt trời làm bộ khuếch đại tín hiệu đóng vai trò quan trọng trong việc truyền thông liên sao. Vậy, ý tưởng này có thực sự khả thi dưới góc nhìn khoa học?

Trong cuốn sách khoa học viễn tưởng "The Three-Body Problem" của Lưu Từ Hân. Sở dĩ người Trisolaran (người Tam Thể) đến và xâm chiếm Trái đất là vì Diệp Văn Khiết trên Trái đất đã gửi tín hiệu cho họ.

Trong thời gian dài làm công việc truyền và thu tín hiệu vô tuyến cũng như nghiên cứu vật lý thiên văn, bà đã phát hiện ra một cách mới khuếch đại tín hiệu vô tuyến - có thể dùng Mặt trời làm bộ khuếch đại tín hiệu.

Trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng "The Three-Body Problem" của Lưu Từ Hân, nền văn minh Trái đất đang cố gắng liên lạc với nền văn minh Trisolaris ở một hành tinh khác trong hệ Mặt trời Alpha Centauri. Do khoảng cách khổng lồ giữa hai hành tinh (khoảng 4,37 năm ánh sáng), việc truyền tải tín hiệu thông thường bằng sóng vô tuyến sẽ mất hàng trăm năm để đến được Trisolaris. Để khắc phục vấn đề này, các nhà khoa học trong tiểu thuyết đề xuất sử dụng Mặt trời làm bộ khuếch đại tín hiệu. Ý tưởng này dựa trên nguyên tắc rằng lực hấp dẫn mạnh mẽ của Mặt trời có thể bẻ cong các tia sáng và tập trung năng lượng của sóng điện từ, giúp khuếch đại tín hiệu và tăng phạm vi truyền tải.

Sau khi tính toán và phân tích, bà tin rằng nếu dùng Mặt trời làm siêu ăng-ten để khuếch đại sóng vô tuyến được phát ra từ Trái đất vào không gian sâu thẳm của vũ trụ thì sóng vô tuyến này sẽ được phát ra với năng lượng ở cấp độ sao và công suất phát ra của nó sẽ cao hơn tất cả các sóng vô tuyến trên Trái đất. Sau đó, bằng phương pháp này, con người có thể giao tiếp với các nền văn minh khác trong vũ trụ.

Vì vậy, sau khi Diệp Văn Khiết nhận và giải mã các tín hiệu từ người Tam Thể, kết hợp với những sự đau khổ mà bà đã phải trải qua trước đây, bà tin rằng nhân loại là đã trở nên vô vọng nên cuối cùng bà đã gửi tín hiệu yêu cầu giúp đỡ đến người Tam Thể, dẫn đến cuộc xâm lược của người Trisolaran cách chúng ta bốn năm ánh sáng.

Và đây cũng là điểm bắt đầu cốt truyện trong "The Three-Body Problem" của Lưu Từ Hân.

Các nhà khoa học trong tiểu thuyết "The Three-Body Problem" sử dụng một kính thiên văn khổng lồ để hướng chùm tia laser mạnh mẽ vào Mặt trời. Lực hấp dẫn của Mặt trời sẽ bẻ cong chùm tia laser và tập trung năng lượng của nó thành một chùm tia hẹp hướng về phía Trisolaris. Chùm tia laser này mang theo thông điệp được mã hóa dưới dạng sóng vô tuyến. Nhờ sự khuếch đại của Mặt trời, tín hiệu có thể được truyền đến Trisolaris với công suất mạnh hơn nhiều so với tín hiệu truyền tải thông thường, giúp giảm thời gian truyền tải xuống còn vài giờ.

Phương pháp truyền sóng vô tuyến và sử dụng Mặt trời làm bộ khuếch đại trên thực tế chỉ là một ý tưởng khoa học viễn tưởng của Lưu Từ Hân. Tuy nhiên, vào ngày 24 tháng 4 năm nay, nhiều phương tiện truyền thông đưa tin rằng một nhóm nghiên cứu khoa học do Yuan Ding, giáo sư tại Viện Khoa học Vũ trụ và Công nghệ Ứng dụng thuộc Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân (Thâm Quyến), dẫn đầu, đã lần đầu tiên quan sát thấy sự lan truyền của sóng điện từ (sóng ánh sáng) trong quầng Mặt trời, đồng thời xác nhận rằng cấu trúc đặc biệt của quầng Mặt trời và các thiên thể lớn như các hành tinh có thể đóng vai trò là bộ khuếch đại tín hiệu điện từ.

Điều này nghĩa là con người có thể đạt được khả năng liên lạc giữa các vì sao hoặc truyền năng lượng, sử dụng "năng lượng cấp sao" để truyền tín hiệu vô tuyến và liên lạc với các nền văn minh ngoài Trái đất. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Kích thước khổng lồ của Mặt trời cho phép nó hoạt động như một ăng-ten khổng lồ, có khả năng khuếch đại tín hiệu radio mạnh mẽ. Đồng thời, Mặt trời cũng liên tục phát ra bức xạ điện từ, bao gồm cả sóng radio. Theo đó, nhiều người cho rằng bức xạ này có thể được sử dụng để mang thông tin đến các nền văn minh ngoài hành tinh.

Giáo sư Yuan Ding và nhóm của ông đã sử dụng chương trình mô phỏng số từ thủy động lực học hoàn chỉnh và tiên tiến nhất thế giới cũng như dữ liệu quan sát có độ phân giải cao do kính thiên văn Đài thiên văn Động lực học Mặt trời Hoa Kỳ cung cấp để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả nghiên cứu.

Qua xác minh sơ bộ thông qua quan sát và phân tích, nhóm nghiên cứu nhận thấy trong quá trình truyền động của sóng điện từ, các lỗ vành nhật hoa đóng vai trò là “thấu kính lồi” trong quá trình này, khiến các sóng từ thủy động lực phân tán ban đầu dần dần tập trung lại. Sau khi đo, hiện tượng sóng từ thủy động lực đặc biệt trong quầng Mặt trời làm giảm tốc độ của sóng ánh sáng đi 300 lần, do đó cho phép quan sát quá trình lan truyền động của nó.

Về mặt lý thuyết, Mặt trời có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại tín hiệu nhờ vào hiệu ứng phản xạ plasma. Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất, được tạo thành từ các ion và electron bị ion hóa. Mặt trời là một ngôi sao plasma khổng lồ, và plasma trong vành nhật hoa của nó có thể phản xạ sóng vô tuyến.

Sau khi được lỗ vành nhật hoa tập trung, biên độ của sóng điện từ tăng lên gấp ba lần và dòng năng lượng mà nó mang theo tăng lên gấp bảy lần. Điều này chứng tỏ đầy đủ tiềm năng mạnh mẽ của hiệu ứng tập trung năng lượng này. Vì vậy, giới truyền thông tin rằng phát hiện này có thể là một khám phá quan trọng trong việc truyền tín hiệu liên sao. 

Truyền tín hiệu hoặc truyền năng lượng mang đến khả năng trong tương lai con người thực sự có thể giao tiếp với các nền văn minh ngoài hành tinh trong vũ trụ thông qua phương pháp này. Nói cách khác, ý tưởng của Diệp Văn Khiết trong "The Three-Body Problem" thực sự khả thi về mặt khoa học?

Đây là sự hiểu sai về kết quả nghiên cứu của nhóm Yuan Ding bởi giới truyền thông, dẫn đến sai lệch trong báo cáo. Bài báo liên quan do nhóm của Yuan Ding xuất bản cho biết, sóng từ thủy động lực do các ngọn lửa Mặt trời tạo ra tập trung hạn chế vào lỗ vành nhật hoa, nhưng năng lượng tăng cường sau khi tập trung thực sự vẫn tập trung vào Mặt trời, có giới hạn khoảng cách nhất định và không thể rời khỏi Mặt trời. Sau đó, năng lượng của nó sẽ không tăng lên mà ngược lại sẽ yếu đi.

Mặc dù ý tưởng sử dụng Mặt trời làm bộ khuếch đại tín hiệu có tiềm năng, nhưng nó vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết trước khi có thể áp dụng thực tế. Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu các phương pháp truyền thông tin liên sao khác như sử dụng laser hoặc sử dụng các vệ tinh nhân tạo.

Trên thực tế, sóng từ thủy động lực do lỗ vành nhật hoa tạo ra thay đổi từ khuếch tán sang tập trung khi đi qua lỗ vành và hiệu ứng rất giống với hiện tượng "tiêu điểm thấu kính lồi" phổ biến của chúng ta. Có lẽ chúng ta có thể đạt được sự tích lũy nâng cao của năng lượng sóng điện từ trong một phạm vi nhất định theo cách này, nhưng chúng ta không thể truyền sóng điện từ tăng cường qua khoảng cách xa theo cách này. Vì vậy, chúng ta không thể sử dụng Mặt trời làm bộ khuếch đại để phát thông tin sóng điện từ mạnh vào không gian sâu thẳm theo cách này.

• Tàu vũ trụ tỷ đô liên lạc lại với NASA từ "cõi chết"
• Sự sống có thể tồn tại ở các chòm sao ở rìa dải Ngân hà
• Viễn cảnh ma trận trong tương lai