Tín hiệu Wow! năm 1977: Dãy ký tự 72 giây trên bản in và nửa thế kỷ đi tìm nguồn phát ngoài Trái Đất

Vài ngày sau đêm 15 tháng 8 năm 1977, Jerry Ehman ngồi bên chiếc bàn chất đầy những xấp giấy gấp mép của máy in dòng. Khi đó, ông làm việc với tư cách một tình nguyện viên cho dự án SETI. Nhiệm vụ của ông là dùng mắt thường rà soát, xử lý thủ công lượng lớn dữ liệu do chiếc máy tính IBM 1130 xuất ra từ các quan sát thiên văn. Giữa những chuỗi số đơn điệu ghi nhận tạp âm nền quen thuộc, ánh mắt ông khựng lại trước một tổ hợp ký tự bất thường xếp thẳng hàng: 6EQUJ5. Quá đỗi bất ngờ trước biến động dữ liệu hiếm thấy, ông cầm bút khoanh tròn chuỗi ký tự ấy rồi viết vội chữ «Wow!» ngay bên lề trang giấy. [1]

Bản in đó ghi lại một biến cố thiên văn diễn ra vào lúc 22 giờ 16 phút giờ EST đêm 15 tháng 8 năm 1977, tương ứng với 23 giờ 16 phút giờ địa phương và 03 giờ 16 phút theo giờ UTC. Trong khoảnh khắc ấy, chiếc kính thiên văn vô tuyến Big Ear đã tóm được một chùm bức xạ cực mạnh rọi xuống từ bầu trời đêm. Tín hiệu này kéo dài trọn vẹn 72 giây, vừa vặn khớp khít với cửa sổ quan sát mà thiết bị của Big Ear có thể ghi nhận khi vòm trời trôi qua máy thu nhờ chuyển động tự quay của Trái Đất. Không chập chờn hay đứt quãng, nguồn sóng xuất hiện rồi từ từ lặn mất, để lại vệt đồ thị sắc nét trên trang giấy máy in. [1]

Chữ viết vội bên lề của người tình nguyện viên đã lập tức biến phát hiện đêm hôm đó thành "Tín hiệu Wow!", mở đầu cho cuộc truy tìm nguồn gốc bức điện bí ẩn kéo dài gần nửa thế kỷ. Trong khi nguồn phát vẫn bặt vô âm tín sau đêm quét định mệnh, khả năng tín hiệu này là một truyền dẫn ngoài Trái Đất vẫn tiếp tục được một số nhà nghiên cứu nêu ra. Liệu chuỗi ký tự 6EQUJ5 trên trang giấy IBM có thực sự là dấu hiệu đầu tiên của một nền văn minh khác giữa ngân hà, hay vũ trụ chỉ đang thử thách lòng kiên nhẫn của con người bằng một hiện tượng tự nhiên chưa từng được giải mã? [1]

Cường độ U và chiếc đồng hồ đếm 72 giây

Một mô tả lan truyền suốt nhiều năm cho rằng chuỗi 6EQUJ5 là một thông điệp từ nền văn minh ngoài Trái Đất, dù các phân tích kỹ thuật đã đính chính đó thực chất là chỉ số cường độ. Dãy ký tự này hoàn toàn không chứa thông điệp mã hóa. Sáu ký tự trên giấy in biểu thị sự biến thiên cường độ tín hiệu theo thời gian, dựa trên một hệ đo riêng của thí nghiệm. Luồng sóng thu được dường như là sóng liên tục không điều chế. Bản thân hệ thống máy tính thời điểm đó cũng không thể phát hiện bất kỳ dạng điều chế nào ngắn hơn 10 giây hoặc dài hơn 72 giây. [1]

Thiết bị ghi nhận luồng bức xạ kỳ lạ này là kính viễn vọng vô tuyến Big Ear thuộc Đại học bang Ohio và đặt tại Hoa Kỳ, do John D. Kraus thiết kế. Kể từ năm 1973, Big Ear được giao nhiệm vụ tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái Đất. Để theo dõi bầu trời, bộ thu của Big Ear đo đồng thời 50 kênh tần số, mỗi kênh có độ rộng 10 kHz. Khi xử lý dữ liệu đêm đó, tín hiệu gần như chỉ nằm trọn trong một cột của bản in. Độ tập trung này tương ứng với dải thông của tín hiệu đo được nhỏ hơn 10 kHz. [1][2]

Cách thức máy tính ghi dữ liệu lên mặt giấy giải thích cho sự xuất hiện của dãy ký tự nối tiếp nhau. Cứ sau mỗi 10 giây lấy mẫu tín hiệu, máy tính lại dành 2 giây tiếp theo để xử lý. Mỗi kênh tần số sau đó được in thành một ký tự chữ hoặc số biểu thị cường độ trung bình trong 10 giây đó. Khoảng trắng trên trang in biểu thị mức cường độ từ 0 đến 1 độ lệch chuẩn trên nền. Các số từ 1 đến 9 lần lượt biểu thị các mức cường độ gia tăng tương ứng. Với các cường độ từ 10 trở lên, hệ thống chuyển sang biểu thị bằng các chữ cái. Trong chuỗi ký tự được in ra, chữ U biểu thị cường độ từ 30 đến 31 độ lệch chuẩn, trở thành giá trị cao nhất từng đo được trong tín hiệu Wow!. [1]

Cửa sổ thời gian 72 giây của tín hiệu bắt nguồn trực tiếp từ chuyển động vật lý của đài quan sát. Big Ear đứng cố định và chỉ quan sát một điểm trên bầu trời trong 72 giây vì dựa vào chuyển động tự quay của Trái Đất. Dưới tác động của chuyển động này, một tín hiệu liên tục từ ngoài Trái Đất được dự đoán sẽ tăng dần cường độ trong 36 giây đầu rồi sau đó giảm dần khi trôi qua chùm thu. Các đặc điểm tăng dần, đạt đỉnh rồi giảm đều xuất hiện đầy đủ trong tín hiệu Wow!. [1]

Vạch hydro vũ trụ và đơn đặt hàng gõ nhầm số

Bên cạnh đồ thị 72 giây, điều khiến dãy ký tự làm rung chuyển giới thiên văn học nằm ở chính tần số thu nhận. Năm 1959, hai nhà vật lý Philip Morrison và Giuseppe Cocconi từng công bố một bài báo đề xuất ý tưởng dùng tần số 1420 MHz. Họ cho rằng các nền văn minh ngoài Trái Đất có thể chọn dải tần này để liên lạc xuyên vũ trụ. 1420 MHz là vạch phổ 21 cm phát ra tự nhiên từ hydro, nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ. Tần số này cũng nằm trong vùng phổ được bảo vệ, nơi các hoạt động truyền dẫn mặt đất bị cấm nhằm phục vụ nghiên cứu thiên văn. [1]

Dù vậy, khi đo đạc chi tiết, tần số của tín hiệu lại xuất hiện một độ lệch. Năm 1994, John Kraus ghi tần số của Wow! là 1420,3556 MHz trong bản tổng kết của mình. Đến năm 1998, Jerry Ehman tính ra con số 1420,4556 ± 0,005 MHz. Giá trị của ông cao hơn vạch phổ hydro tự nhiên 1420,4058 MHz khoảng 50 ± 5 kHz. [1]

Thay vì đặt thiết bị có tần số 1450,4056 MHz, đơn mua hàng bị gõ nhầm thành 1450,5056 MHz và Big Ear nhận về đúng bộ dao động đó. Sau đó, một phần mềm được viết để điều chỉnh lỗi đặt mua linh kiện này. Khi tính toán tần số tín hiệu, ông Ehman đã tính đến lỗi sai sót trên. [1]

Cùng với bài toán tần số, việc định vị nguồn phát trên vòm trời cũng vấp phải giới hạn thiết bị của Big Ear. Kính thiên văn này quan sát bầu trời bằng hai còi thu. Tín hiệu được phát hiện ở một chùm thu nhưng không xuất hiện ở chùm còn lại. Dữ liệu máy tính không cho biết còi thu nào đã nhận tín hiệu, khiến vị trí chính xác của nguồn phát trên trời không chắc chắn. [1]

Nguồn tín hiệu dường như nằm theo hướng chòm sao Sagittarius. Vùng trời này nằm về phía đông nam mặt phẳng Ngân Hà khoảng 19 độ và nằm về phía tây bắc của cụm sao cầu M55. Khu vực tín hiệu cũng cách nhóm sao Chi Sagittarii khoảng 2,5 độ về phía nam, với Tau Sagittarii là ngôi sao dễ nhìn thấy nhất gần vùng này. [1]

Hơn một trăm lần trở lại khoảng trời im lặng

Ngay trong những tháng sau phát hiện năm 1977, Jerry Ehman và các nhà thiên văn đã lập tức quay lại vùng trời đó để tìm kiếm tín hiệu tái diễn. Kính viễn vọng Big Ear miệt mài tiếp tục sứ mệnh tìm kiếm tín hiệu vô tuyến ngoài Trái Đất từ năm 1973 cho đến tận năm 1995, nhưng dãy ký tự chấn động ấy không một lần xuất hiện trở lại. Đến năm 1994, khi nhìn lại chuỗi ngày săn tìm vô vọng, ông từng nói rằng tín hiệu đáng lẽ phải được thấy lại sau 50 lần tìm kiếm. [2][1]

Sự im lặng của vùng trời không ngăn được những nỗ lực độc lập tiếp theo. Năm 1987 và 1989, Robert H. Gray dùng mảng META rà quét kỹ lưỡng nhưng không phát hiện tín hiệu nào. Đến năm 1995, H. Paul Shuch hướng kính thiên văn 12 mét ở Green Bank về đúng tọa độ cũ và cũng nhận kết quả âm tính. Không bỏ cuộc, năm 1999, Gray phối hợp cùng Simon Ellingsen thực hiện sáu đợt quan sát, mỗi lần kéo dài 14 giờ tại Đài thiên văn Mount Pleasant. Những đêm dài ngóng đợi ấy rốt cuộc không thấy bất kỳ điều gì giống với tín hiệu Wow!. [1]

Sự vắng bóng tuyệt đối của tín hiệu làm lung lay chính nền tảng niềm tin của các nhà nghiên cứu. Douglas Vakoch cho rằng mọi phát hiện trong khuôn khổ tìm kiếm trí tuệ ngoài Trái Đất (SETI) bắt buộc phải được tái lập thì mới có thể xác nhận. Việc vệt sóng chỉ xuất hiện đúng một lần làm suy yếu cách diễn giải rằng nó đến từ ngoài Trái Đất, và Vakoch đánh giá chính việc không được tái lập khiến tín hiệu Wow! có rất ít độ tin cậy. Bất chấp một nguồn báo chí ghi nhận hơn 100 nghiên cứu rà soát cùng một khoảng trời trong nhiều thập kỷ, không một ai tìm thấy tín hiệu lặp lại. [1][5]

Dù vậy, nỗ lực khoanh vùng nguồn phát vẫn được tiếp nối ở cấp độ tinh vi hơn. Năm 2020, Alberto Caballero phân tích 66 ngôi sao loại G và K nằm trong khu vực tín hiệu. Từ danh sách này, ông xác định ngôi sao 2MASS 19281982-2640123, cách Trái Đất 1.800 năm ánh sáng, là một ứng viên giống Mặt Trời tiềm năng. Caballero gọi đây là ứng viên mạnh nhất trong vùng, dù ông không khẳng định bản thân đã xác định được nguồn phát thực sự. [3][6]

Mục tiêu cụ thể ấy lập tức lọt vào tầm ngắm của các thiết bị quan sát mạnh nhất hiện đại. Ngày 21 tháng 5 năm 2022, dự án Breakthrough Listen chĩa đồng thời kính thiên văn Green Bank và mảng kính Allen Telescope Array vào ngôi sao ứng viên của Caballero. Hai đài thiên văn cùng hướng về một điểm trong tổng thời gian 9 phút 40 giây. Bản ghi quan sát khép lại và Breakthrough Listen không tìm thấy bất kỳ ứng viên dấu hiệu công nghệ nào. [1][7]

Mảnh vỡ quỹ đạo và giả thuyết sao chổi bị bác bỏ

Khi các chiến dịch tìm kiếm tín hiệu nhân tạo từ những vì sao xa xôi liên tiếp rơi vào bế tắc, cuộc truy xét lập tức quay về với chính Trái Đất. Dù có bài báo từng mô tả tín hiệu «rõ ràng đến từ không gian», giới nghiên cứu vẫn luôn để ngỏ câu hỏi về nguồn gốc thực sự. Năm 1994, Jerry Ehman từng nêu giả thuyết rằng vệt sóng vô tuyến có thể đã phản xạ từ một mảnh rác không gian trôi nổi trên quỹ đạo. Tuy nhiên, về sau chính ông đã giảm bớt mức độ hoài nghi này, bởi một bộ phản xạ nhân tạo ngoài không gian muốn tạo ra hiện tượng như vậy sẽ đòi hỏi những điều kiện vật lý phi thực tế. [1][9]

Ehman cũng không loại trừ khả năng tín hiệu bắt nguồn từ thiết bị quân sự hoặc một sản phẩm công nghệ nào khác của Trái Đất. Thực tế, một nghiên cứu vào năm 2010 ghi nhận nhiều nguồn mặt đất vẫn gây nhiễu hoặc truyền phát tín hiệu trái phép trong dải tần số này. Nhìn vào những mảnh dữ liệu hạn chế, năm 1997 ông từng lên tiếng cảnh báo không nên vội vã rút ra những kết luận quá lớn, đồng thời gọi toàn bộ sự việc là «một câu hỏi bỏ ngỏ» thay vì một bằng chứng đã được xác nhận. Dù vậy, đến năm 2019, Ehman vẫn giữ nhận định rằng tín hiệu có tiềm năng là dấu vết đầu tiên nhân loại thu được từ một nền trí thông minh ngoài Trái Đất. [1][5]

Năm 2016, một giả thuyết tự nhiên bất ngờ làm dấy lên làn sóng tranh luận mới khi Antonio Paris công bố đề xuất của mình. Ông cho rằng nguồn phát thực chất đến từ hai sao chổi mang tên 266P/Christensen và 335P/Gibbs. Theo lập luận trong giả thuyết này, các đám mây khí hydro khổng lồ bao bọc quanh hai sao chổi đã phát ra tín hiệu vô tuyến khi chúng di chuyển trên bầu trời. [1]

Giới thiên văn học, trong đó có cả các thành viên ban đầu của nhóm vận hành kính Big Ear, nhanh chóng bác bỏ giả thuyết của Antonio Paris. Việc truy vết quỹ đạo cho thấy cả hai sao chổi đều không nằm trong chùm thu sóng của kính thiên văn vào đúng thời điểm năm 1977. Thêm vào đó, sao chổi vốn không phát xạ mạnh ở các tần số liên quan; James Bauer bày tỏ sự hoài nghi về khả năng sao chổi tạo ra tín hiệu đủ mạnh ở bước sóng 21 cm, còn Seth Shostak khẳng định ông chưa từng chứng kiến hiện tượng phát xạ như vậy từ sao chổi. [1][9][6]

Mọi nỗ lực quy kết vệt sóng cho rác vũ trụ, khí tài quân sự hay sao chổi đều lần lượt bị gạt bỏ. [1]

Đám mây hydro thức giấc trong dữ liệu Arecibo

Năm 2024, Planetary Habitability Laboratory công bố một bản tiền ấn phẩm dựa trên nguồn dữ liệu lưu trữ từ đài thiên văn Arecibo vào năm 2020. Trong kho dữ liệu ấy, các nhà nghiên cứu đã lần ra những tín hiệu dải hẹp 10 kHz nằm ngay gần vạch hydro. Dù xuất hiện ở nhiều vị trí khác nhau trên bầu trời và có cường độ yếu hơn tín hiệu Wow! hai bậc độ lớn, nhóm Arecibo nhận diện chúng chính là những đám mây hydro lạnh nhỏ trôi dạt bên trong thiên hà. [1][4]

Sự hiện diện của những cấu trúc khí này mở ra hướng giải thích khả dĩ cho hiện tượng năm xưa. Nhóm nghiên cứu năm 2024 cho rằng tín hiệu có thể do một sự kiện vật lý thiên văn hiếm gặp gây ra. Mô hình được xây dựng giả định phát xạ từ một ngôi sao đã kích hoạt đám mây hydro lạnh, khiến nó bất ngờ sáng bừng lên trong không gian. Nguồn năng lượng kích hoạt được nêu có thể là một đợt bùng phát magnetar hoặc một nguồn lặp gamma mềm. Sự tương tác mãnh liệt đó kích thích phát xạ theo cơ chế maser hoặc siêu bức xạ, đủ sức tạo ra một chùm sóng dải hẹp phù hợp với đặc tính của vệt sóng năm 1977. [1][4]

Nhóm Arecibo xem tín hiệu Wow! có thể là sự kiện bùng phát giống maser đầu tiên từng được ghi nhận ở vạch hydro. Thay vì một bức điện từ nền văn minh xa xôi, khoảng không sâu thẳm chỉ vừa chứng kiến một đám mây hydro lạnh lẽo bừng sáng rồi vụt tắt. Nhưng khoảnh khắc ấy đã kịp lướt qua Trái Đất, lưu lại dãy ký tự kỳ lạ trên trang giấy in và nét bút mực đỏ sững sờ của Jerry Ehman. [4]

Nguồn

1. Wow! signal (Wikipedia) (en.wikipedia.org, bách khoa)
2. Ohio State University Radio Observatory (Wikipedia) (en.wikipedia.org, bách khoa)
3. [2011.06090] An approximation to determine the source of the WOW! Signal (arxiv.org, nguồn gốc)
4. [2408.08513] Arecibo Wow! I: An Astrophysical Explanation for the Wow! Signal (arxiv.org, nguồn gốc)
5. What is the Wow! Signal? - National Geographic Channel (web.archive.org, bài viết)
6. Did the Wow! signal come from this star? | Space | EarthSky (earthsky.org, bài viết)
7. Breakthrough Listen Search for the WOW! Signal (web.archive.org, bài viết)
8. My Message To The Aliens : 13.7: Cosmos And Culture : NPR (www.npr.org, bài viết)
9. Famous Wow! signal might have been from comets, not aliens | New Scientist (web.archive.org, bài viết)
10. Possible Alien Message to Get Reply from Humanity | Live Science (www.livescience.com, bài viết)

Bìa đồ hoạ và chữ do Trải Nghiệm Sống thực hiện.