Thiết bị Genesis trong phim Star Trek II: The Wrath of Khan (1982) là một quả ngư lôi có thể biến một thiên thể chết thành hành tinh có khí quyển, nước và sự sống chỉ trong vài phút, bằng cách sắp xếp lại vật chất ở cấp độ hạ nguyên tử. Đây là phiên bản cực đoan nhất của ý tưởng cải tạo hành tinh trên màn ảnh: không phải hàng thế kỷ mà là tức thì. Khoa học thật cho thấy một hệ sinh thái và một bầu khí quyển giàu oxy cần hàng trăm triệu năm để hình thành tự nhiên, và năng lượng để tạo lại cả một hành tinh lớn ngang lượng Mặt Trời phát ra trong nhiều ngày.
Bộ phim
Star Trek II: The Wrath of Khan ra mắt năm 1982, do Nicholas Meyer đạo diễn, là phim điện ảnh thứ hai của loạt Star Trek. Phim lấy nhân vật phản diện Khan từ tập phim truyền hình "Space Seed" (1967) của loạt phim gốc: một con người được cải tiến gen từ thế kỷ 20, bị thuyền trưởng Kirk để lại trên một hành tinh hoang vu mười lăm năm trước.
Phim thường được người hâm mộ và giới phê bình xếp vào hàng phim Star Trek hay nhất, và có ý nghĩa đặc biệt với lịch sử kỹ xảo điện ảnh, như sẽ nói ở dưới.
Tóm tắt cốt truyện
Một nhóm nhà khoa học do tiến sĩ Carol Marcus đứng đầu phát triển dự án Genesis: một thiết bị khi phóng vào một thiên thể không có sự sống sẽ khởi động "hiệu ứng Genesis", biến đổi toàn bộ vật chất ở đó thành một thế giới có khí quyển, đại dương, đất và sinh vật. Nhóm nghiên cứu ý thức được mặt trái: nếu dùng trên một hành tinh đã có sự sống, thiết bị sẽ xoá sạch sự sống ấy để thay bằng cái mới — tức nó cũng là một vũ khí khủng khiếp.
Khan, sau khi thoát khỏi nơi bị bỏ lại, cướp được một con tàu và nhắm vào dự án Genesis để trả thù Kirk. Hai con tàu đối đầu trong tinh vân Mutara, nơi khí và bụi làm nhiễu cảm biến. Bị thương nặng và thua cuộc, Khan kích hoạt thiết bị Genesis ngay trong tinh vân. Tàu Enterprise thoát được nhờ sự hy sinh của Spock, người vào khu động cơ đầy phóng xạ để khôi phục năng lượng.
Vụ nổ Genesis biến khối khí bụi của tinh vân thành một hành tinh mới tinh, xanh tươi. Phần tiếp theo Star Trek III: The Search for Spock (1984) cho thấy cái giá: hành tinh Genesis không ổn định vì người tạo ra nó đã dùng một chất thử nghiệm gọi là "protomatter"; hành tinh già đi rất nhanh và tự huỷ.
Đoạn phim mô phỏng Genesis: cột mốc kỹ xảo
Trong phim có một đoạn mô phỏng dài khoảng một phút, chiếu cho các nhân vật xem hiệu ứng Genesis: một luồng năng lượng quét qua một mặt trăng chết, đá chảy thành dung nham, rồi núi, biển, mây, rừng hiện lên. Đoạn này do bộ phận máy tính của Lucasfilm (về sau tách ra thành Pixar) thực hiện, thường được ghi nhận là chuỗi cảnh hoàn toàn bằng đồ hoạ máy tính đầu tiên trong một phim điện ảnh lớn.
Kỹ thuật dùng trong đoạn này về sau thành nền tảng của đồ hoạ máy tính: địa hình fractal để tạo núi non tự nhiên, và hệ thống hạt (particle system) để vẽ lửa lan trên bề mặt. Một thiết bị hư cấu tạo ra hành tinh đã thúc đẩy công nghệ thật để tạo ra hành tinh trên màn hình.
Đối chiếu khoa học: tạo hành tinh tức thì có khả thi không
Năng lượng
Sắp xếp lại toàn bộ vật chất của một thiên thể là việc tốn năng lượng ở mức thiên văn. Lấy một mốc dễ hình dung: năng lượng liên kết hấp dẫn của Trái Đất (năng lượng cần để tách rời toàn bộ vật chất của Trái Đất ra xa nhau) khoảng 2 × 10³² J. Mặt Trời phát ra khoảng 3,8 × 10²⁶ J mỗi giây. Tức là cần lượng năng lượng bằng toàn bộ bức xạ Mặt Trời trong khoảng một tuần. Hiệu ứng Genesis không nhất thiết phải tách rời hành tinh, nhưng nấu chảy và tái tạo bề mặt cũng đòi hỏi năng lượng khổng lồ, và nhiệt sinh ra sẽ cần hàng nghìn tới hàng triệu năm để toả bớt.
Khí quyển không đứng yên một mình
Khí quyển giàu oxy của Trái Đất không phải là trạng thái tự nhiên của một hành tinh đá. Oxy phản ứng với đá, với khí núi lửa, với chất hữu cơ, và sẽ biến mất trong vài triệu năm nếu không có sinh vật liên tục bổ sung. Bầu khí quyển hiện nay là kết quả của hơn hai tỷ năm quang hợp, tính từ Sự kiện Ôxy hoá lớn khoảng 2,4–2,1 tỷ năm trước (mốc còn tranh luận). Một hành tinh Genesis, nếu được tạo ra với khí quyển có oxy, sẽ chỉ giữ được nó nếu cả sinh quyển vận hành ổn định ngay lập tức.
Hệ sinh thái cần thời gian
Trên Trái Đất, ngay cả trên đảo núi lửa mới, sinh vật đến theo từng lớp: vi khuẩn, địa y, rêu, cỏ, cây bụi, rừng. Đảo Surtsey ở Iceland, nhô lên từ biển năm 1963, sau hơn nửa thế kỷ mới có thảm thực vật thưa, chưa có rừng. Đất màu mỡ cần hàng trăm tới hàng nghìn năm để hình thành. Một khu rừng "hiện ra" trong vài phút đòi hỏi dựng sẵn mọi mắt xích cùng lúc — điều không có cơ chế tự nhiên nào làm được.
Tinh vân không phải nguyên liệu dễ dùng
Hành tinh Genesis được tạo từ khí bụi của tinh vân. Trong thực tế, các tinh vân rất loãng: một vùng rộng hàng năm ánh sáng có thể chứa nhiều khối lượng, nhưng gom vật chất đó thành một hành tinh mất hàng triệu năm thông qua va chạm và kết tụ. Hành tinh trong hệ Mặt Trời hình thành trong khoảng chục tới vài chục triệu năm đầu, tính từ khoảng 4,6 tỷ năm trước.
| Quá trình | Trong phim | Theo hiểu biết khoa học |
|---|---|---|
| Hình thành hành tinh từ khí bụi | Vài phút | Hàng triệu tới hàng chục triệu năm |
| Tạo khí quyển giàu oxy | Tức thì | Hàng trăm triệu tới hơn hai tỷ năm trên Trái Đất |
| Phủ rừng lên đất mới | Tức thì | Hàng trăm năm trở lên trên đảo núi lửa |
| Làm nguội bề mặt sau khi nóng chảy | Không cần | Hàng nghìn năm trở lên |
Điều phim nói đúng: cải tạo cũng là huỷ diệt
Ý sâu sắc nhất của phim không nằm ở kỹ thuật mà ở mặt trái của nó. Các nhà khoa học trong phim lo rằng thiết bị tạo sự sống cũng là thiết bị xoá sự sống. Câu hỏi này có thật trong khoa học hành tinh: nếu sao Hoả hay một mặt trăng băng có vi sinh vật bản địa, thì cải tạo môi trường có thể huỷ diệt chúng trước khi ta kịp biết đến. Đó là lý do có các quy định "bảo vệ hành tinh" theo Hiệp ước Không gian năm 1967 và hướng dẫn của Uỷ ban Nghiên cứu Không gian (COSPAR), buộc tàu thăm dò phải được khử trùng ở mức nhất định.
Phần tiếp theo năm 1984 cũng gợi ra một ý đúng: một hệ thống dựng vội, đi tắt, sẽ không ổn định. Trên Trái Đất, những bầu khí quyển "kín" nhân tạo như thí nghiệm Biosphere 2 (1991–1993) cũng gặp sự cố ngoài dự tính — oxy tụt từ khoảng 20,9% xuống khoảng 14,5% và phải bơm thêm từ ngoài vào.
Góc nhìn hôm nay
Thiết bị Genesis là một giấc mơ phép màu, nhưng nó để lại hai thứ thật: một bước tiến của đồ hoạ máy tính, và một cách đặt câu hỏi đạo đức về việc thay đổi cả một thế giới. Khi xem lại phim, có thể dừng ở đoạn mô phỏng Genesis và so với ảnh thật về đảo Surtsey hay các vùng dung nham mới ở Hawaii để cảm nhận khoảng cách giữa vài phút và vài thập kỷ.
Ai quan tâm lịch sử kỹ xảo có thể tìm các bài viết và phỏng vấn về đoạn Genesis của những người từng làm ở bộ phận máy tính Lucasfilm. Ai quan tâm khoa học có thể đọc về sự hình thành hệ Mặt Trời trên trang của NASA hoặc ESA, và về Sự kiện Ôxy hoá lớn — câu chuyện thật về cách Trái Đất có được bầu không khí ta thở.
Câu hỏi thường gặp
Thiết bị Genesis trong Star Trek là gì?
Đó là một thiết bị hư cấu trong phim Star Trek II (1982), khi phóng vào một thiên thể không có sự sống sẽ sắp xếp lại vật chất để tạo ra một hành tinh có khí quyển, nước và sinh vật trong vài phút. Nếu dùng trên hành tinh có sự sống, nó sẽ xoá sạch sự sống sẵn có, nên cũng là một vũ khí.
Đoạn mô phỏng Genesis có ý nghĩa gì với điện ảnh?
Đoạn dài khoảng một phút do bộ phận máy tính của Lucasfilm làm, thường được ghi nhận là chuỗi cảnh hoàn toàn bằng đồ hoạ máy tính đầu tiên trong một phim điện ảnh lớn. Nó dùng địa hình fractal và hệ thống hạt, những kỹ thuật về sau rất phổ biến. Bộ phận này sau tách ra thành Pixar.
Có thể tạo một hành tinh sống được trong vài phút không?
Không. Hình thành hành tinh từ khí bụi mất hàng triệu năm, tạo khí quyển giàu oxy trên Trái Đất mất hơn hai tỷ năm, và hệ sinh thái trên đất mới cần hàng trăm năm trở lên. Năng lượng để sắp xếp lại cả một hành tinh cũng ở mức thiên văn.
Vì sao hành tinh Genesis tự huỷ trong Star Trek III?
Trong phim, người tạo ra thiết bị đã dùng một chất thử nghiệm không ổn định gọi là protomatter, khiến hành tinh mới già đi rất nhanh và sụp đổ. Chi tiết này là hư cấu, nhưng gợi ý đúng rằng hệ thống dựng vội thường không bền.
Star Trek II ra mắt năm nào?
Star Trek II: The Wrath of Khan ra mắt năm 1982, do Nicholas Meyer đạo diễn. Phần tiếp theo Star Trek III: The Search for Spock ra mắt năm 1984, tiếp tục câu chuyện về hành tinh Genesis.
