Theo Technology Review, con người nổi tiếng tệ hại trong việc dự đoán tác động tăng trưởng theo cấp số nhân. Câu hỏi sau thường được đặt ra cho học sinh là ví dụ kinh điển của lập luận này:

Một đàn vi khuẩn phát triển trong đĩa petri (đĩa thí nghiệm) cứ sau mỗi ngày thì tăng gấp đôi dân số. Vào ngày thứ 100, có một vụ bùng nổ dân số và đĩa petri bị đầy. Vậy hỏi vào ngày nào thì đĩa petri đầy một nửa?

Câu trả lời là ngày thứ 99, một kết quả bình thường về mặt toán học nhưng vẫn có sức mạnh gây bất ngờ. Sự thật là con người ý thức rất ít về tác động của bùng nổ dân số.

Dân số toàn cầu đã tăng gấp đôi hai lần trong một trăm năm qua. Trong khi đó, nền kinh tế thế giới tăng gấp đôi quy mô cứ sau 20 năm. Dân số ngày càng tăng cảnh báo con người về kịch bản 99 ngày, vì Trái Đất cũng chỉ như chiếc đĩa thí nghiệm.

Thời đại chiếm lĩnh không gian

Một giải pháp tiềm năng cho nhân loại là xâm chiếm Hệ Mặt trời. Các hành tinh như Mặt trăng và sao Hỏa là mục tiêu trong tầm tay để chúng ta có thêm đất sống.

Trong khi đó, các tiểu hành tinh là những nguồn khoáng chất quý giá cho ngành công nghiệp khai thác không gian. Viễn cảnh về một nền văn minh trải rộng khắp Hệ Mặt trời quả thật là tương lai xán lạn của nhân loại.

Song bản thân Hệ Mặt trời cũng là nguồn tài nguyên có giới hạn, dù giới hạn này rất lớn. Điều đó đặt câu hỏi quan trọng về cách chúng ta kiểm soát việc khai thác của mình. Cụ thể, có bao nhiêu hành tinh trong Hệ Mặt trời nên được giữ nguyên trạng, không bị tác động của con người ?

Các nhà khoa học cho rằng chỉ nên khai thác khoảng 1/8 Hệ Mặt trời (12,5% tổng số tài nguyên), phần còn lại nên giữ nguyên trạng. Họ cảnh báo rằng với tỷ lệ tăng trưởng hiện tại, chỉ trong 400 năm nữa con người đã khai thác cạn kiệt giới hạn 12,5% này. Đây quả thực là con số khủng khiếp.

Lý luận đưa ra rất đơn giản: 12,5% nhân đôi là 25%, sau đó tiếp tục là 50%. Ở mốc 50%, chúng ta sẽ trong ngày thứ 99 của thí nghiệm kể trên. Với mốc 12,5%, ít ra con người biết rằng mình còn được 3 lần tăng trưởng gấp đôi nữa trước khi "ăn sạch" Hệ Mặt trời.

Tại thời điểm cạn kiệt tài nguyên, giới khoa học gọi đó là mốc “khai thác quá độ”. Tuy vậy các nhà khoa học cũng không phản đối tăng trưởng, điều được xem là phần quan trọng trong tương lai loài người.

Bản vẽ của một nghệ sĩ về cách con người khai thác không gian. Ảnh: Deep Space Industries.

Vậy chúng ta còn được bao lâu trước khi không còn gì để khai thác? Dựa vào chỉ số hiện tại, trung bình mỗi năm thế giới tăng trưởng 3.5%. Như vậy kể từ sau cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 20, chúng ta đã nhân đôi quy mô cứ sau 20 năm.

Bằng phương pháp luỹ tiến tương tự, các nhà khoa học cho rằng loài người còn 400 năm ổn định nữa ở cấp độ liên hành tinh. Sau mốc này, mỗi trạng thái ổn định của nền kinh tế chỉ tồn tại 60 năm.

Hành tinh nào cần được bảo vệ?

Để ngăn chặn khai thác quá độ, phần lớn Hệ Mặt trời cần được bảo vệ, nhưng chính xác bảo vệ ở đâu lại là câu hỏi khó. Một số nhà khoa học cho rằng các hành tinh nên được bảo vệ theo diện tích bề mặt, còn các tiểu hành tinh thì theo thể tích. Mặt trời sẽ được loại trừ khỏi các tính toán. Sao Mộc có khối lượng lớn hơn tất cả các hành tinh khác ghép lại với nhau cũng bị loại trừ.

Với vành đai Kuiper gồm các vật thể băng giá quay quanh Sao Hải Vương và đám mây Oort ở rìa Hệ Mặt trời sẽ không làm thay đổi đáng kể kết luận phép tính. Khối lượng vật chất trong Vành đai Kuiper cho chúng ta thêm 60 năm khai thác và Đám mây Oort cho thêm 80 năm nữa.

Xa hơn khoảng cách này, có rất ít khả năng chúng ta có thể khai thác các hệ sao khác do khoảng cách quá lớn. Thời gian để khai thác đám mây Oort sẽ mất nhiều thập kỷ, và con số sẽ là hàng thế kỷ cho những nơi xa hơn.

Quả cầu Dyson là kiến trúc tưởng tượng của nhà vật lý Freeman Dyson. Ông cho rằng siêu kiến trúc này sẽ thỏ‌a mã‌n nhu cầu năng lượng leo thang của một nền văn minh công nghệ. Ảnh: Earth Sky.

Nhưng lượng tài nguyên bên trong Hệ Mặt trời cũng là rất nhiều. Các nhà khoa học tính toán có thể xây dựng hàng triệu vòng tròn khai thác năng lượng Mặt trời với những tài nguyên này. Chừng đó có thể đủ năng lượng cho nhân loại phát triển, dù xây dựng một quả cầu Dyson là việc có thể nằm ngoài tầm với.

Quả cầu Dyson là ý tưởng nổi tiếng của nhà vật lý Freeman Dyson. Ông cho rằng nền văn minh đủ tiến bộ có thể bọc hoàn toàn Mặt trời bằng một quả cầu thu giữ tất cả năng lượng phát ra.

Thực ra, loài người đã bảo vệ một số phần của Hệ Mặt trời, tuy chỉ trên Trái Đất. Song những nỗ lực này cũng bị hạn chế. Có thể kể đến đạo luật hoang dã năm 1964 bảo vệ các vùng đất rộng lớn của Mỹ. Liên Xô cũ cũng bảo vệ Belovezhskaya, một trong những cánh rừng nguyên sinh cuối cùng còn lại ở châu Âu, dù khu vực này hiện ở Belarus đang bị đe dọa.