Trên thực tế, lịch sử giãn nở của vũ trụ nằm ở trung tâm của một trong các khoảnh khắc đầu tiên mà các điều kiện cho sự tồn tại của chúng ta lọt vào tư duy vũ trụ học hiện đại.

Khoảnh khắc này đã xảy ra vào đầu những năm 1930, khi Lemaître làm một phác họa quan trọng ở một trong các cuốn vở màu tím của ông về điều mà ông gọi là "vũ trụ ngập ngừng" (hesitating universe), một vũ trụ với quá trình lịch sử giãn nở rất giống với một chuyến đi xóc nảy, mà nó sẽ hiện ra từ các quan sát 70 năm sau.

Lemaître chấp nhận ý tưởng về quãng tạm dừng dài trong giãn nở bằng cách xem xét khả năng có sự sống của vũ trụ. Ông biết các quan sát thiên văn về các thiên hà lân cận đã cho thấy tốc độ giãn nở cao vào thời gian gần đây. Nhưng khi thực hành tiến hóa vũ trụ ngược về quá khứ với cùng tốc độ này, ông thấy rằng khoảng hơn một tỷ năm trước các thiên hà tất cả cụm lại chồng chất lên nhau.

Tất nhiên, điều này là không thể, bởi lẽ, Trái đất và Mặt trời già hơn thế nhiều. Để tránh mâu thuẫn hiển nhiên giữa quá trình lịch sử của vũ trụ và của hệ mặt trời chúng ta, Lemaître đã tưởng tượng ra một kỷ nguyên trung gian với giãn nở rất chậm, để có đủ thời gian cho các ngôi sao, các hành tinh, và sự sống phát triển.

Vũ trụ có vô vàn sự huyền bí. Ảnh: Live Science.

Trong nhiều thập niên kể từ công trình tiên phong của Lemaître, các nhà vật lý đã tiếp tục tình cờ bắt gặp rất nhiều "sự trùng hợp may mắn" như vậy. Chỉ cần làm một thay đổi nhỏ trong hầu như bất cứ tính chất vật lý cơ bản nào của vũ trụ, từ hành vi của các nguyên tử và phân tử tới cấu trúc của vũ trụ ở những phạm vi lớn nhất, thì khả năng có sự sống của vũ trụ sẽ chạm đến một điểm tới hạn.

Hãy xem lực hấp dẫn, loại lực tạo tác và điều hành vũ trụ phạm vi lớn. Hấp dẫn là cực yếu; phải cần đến khối lượng Trái đất chỉ để giữ bàn chân ta trên bề mặt của nó. Nếu như hấp dẫn mạnh hơn, các vì sao sẽ tỏa sáng rực rỡ hơn và do đó sẽ chết sớm hơn nhiều, nên không có đủ thời gian cho sự sống phức tạp tiến hóa trên bất kỳ hành tinh nào quay quanh, được sưởi ấm bằng nhiệt của sao chủ.

Hay, hãy để ý các biến thiên nhỏ bé, một phần trăm ngàn, ở nhiệt độ của bức xạ Big Bang còn sót lại. Nếu những biến thiên này lớn hơn chút ít - chẳng hạn một phần mười ngàn - các mầm mống của cấu trúc vũ trụ sẽ chủ yếu lớn lên thành các lỗ đen khổng lồ, chứ không phải những thiên hà hiếu khách với các ngôi sao màu mỡ.

Ngược lại, nếu các biến thiên nhỏ hơn - một phần triệu hay nhỏ nữa - thì hoàn toàn chẳng có thiên hà nào được tạo ra cả. Big Bang nóng đã khiến biến thiên này trở thành rất chuẩn. Bằng cách này hay cách khác nó đưa vũ trụ vào quỹ đạo cực kỳ thân thiện sinh học, mà các thành quả của nó chưa trở nên rõ ràng cho đến vài tỷ năm sau. Vì sao vậy?

Còn nhiều ví dụ khác về những trùng hợp vũ trụ may mắn như vậy. Chúng ta sống trong một vũ trụ với ba chiều lớn của không gian. Liệu có gì đặc biệt về con số 3? Có đấy. Phụ thêm chỉ một chiều không gian sẽ làm cho các nguyên tử và quỹ đạo hành tinh trở nên không ổn định.

Trái đất sẽ rơi vào Mặt trời theo đường xoắn ốc thay vì vẽ ra một quỹ đạo ổn định xung quanh nó. Các vũ trụ với số chiều không gian bằng năm hoặc lớn hơn còn có những vấn đề trầm trọng hơn nữa. Mặt khác, các thế giới với chỉ 2 chiều không gian có thể không cung cấp đủ chỗ cho các hệ phức tạp vận hành. 3 chiều không gian dường như rất phù hợp cho sự sống.

Hơn nữa, sự vừa vặn với sự sống một cách kỳ lạ này mở rộng tới các tính chất hóa học của vũ trụ, được quy định bởi tính chất của các hạt cơ bản và các lực tương tác giữa chúng.

Chẳng hạn, neutron nặng hơn proton một chút. Tỷ số giữa khối lượng neutron và khối lượng proton là 1,0014. Nếu sự thể khác đi, tất cả proton trong vũ trụ hẳn đã phân rã thành neutron ngay sau vụ nổ lớn. Mà, không có proton thì không có hạt nhân nguyên tử, và do đó không có các nguyên tử và chẳng có hóa học.

Một ví dụ khác về điều này là sự sản sinh carbon ở các ngôi sao. Theo như chúng ta biết, carbon là thiết yếu cho sự sống. Nhưng vũ trụ sinh ra vốn không có carbon. Đúng hơn là carbon đã được hình thành trong phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra bên trong các ngôi sao.