Năm 1977, NASA phóng đi hai tàu vũ trụ sinh đôi Voyager 1 và Voyager 2 với sứ mạng khám phá các hành tinh bên ngoài hệ Mặt Trời và tiến vào vũ trụ xa xôi. Mỗi tàu có sứ mạng riêng nhưng cả hai đều mang theo một đĩa vàng (Golden Disc) với thông điệp mà loài người gửi tới bất kì trí thông minh, nền văn minh nào khác ngoài trái đất gặp được tàu.

Đĩa Vàng được NASA gửi đi vào không gian

Việc liên lạc với trí thông minh ngoài Trái Đất đặt ra nhiều thách thức cần giải quyết: làm sao để giao tiếp với họ và truyền đi thông điệp mà loài người muốn. Đĩa vàng là cách vượt qua rào cản ngôn ngữ này khi nó sử dụng các khái niệm mang tính phổ quát như toán học, vật lý, và cảm xúc của con người qua hình ảnh, âm thanh. Đĩa bao gồm 115 hình ảnh và rất nhiều âm thanh về cuộc sống con người. Bề mặt đĩa vàng được khắc cách thức mà trí tuệ ngoài trái đất có thể dùng để giải mã thông điệp hay định vị trái đất.

Hướng dẫn cách sử dụng đĩa

Ở góc dưới bên phải, một hình vẽ đơn giản của đĩa ghi âm (phonograph) và đầu kim đọc đĩa được khắc để hướng dẫn cách sử dụng đĩa. Đầu kim đặt ở mép ngoài của đĩa, chỉ ra rằng quá trình phát nhạc sẽ bắt đầu từ ngoài vào trong, ngược với cách đĩa hiện đại thường phát nhạc từ trong ra ngoài. Xung quanh hình vẽ là chuỗi số nhị phân đại diện cho thời gian một vòng quay của đĩa, khoảng 3,6 giây.

Phần hướng dẫn cách đọc được khắc trên đĩa

Tuy nhiên, chuỗi nhị phân này này không diễn giải đơn vị “giây” mà là 0,70 nano giây. Con số này tương ứng với thời gian mà electron của nguyên thử hydro chuyển đổi giữa hai mức năng lượng. Ngoài ra, nguyên tử Hydro được chọn vì nó là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, khiến nó trở thành một tham chiếu mà mọi nền văn minh có thể hiểu được.

Nằm ở trên sơ đồ, nhìn từ dưới lên trên là một hình chiếu hiển thị mặt cắt của đĩa ghi và đầu kim. Bên cạnh đó là một số nhị phân khác, đại diện cho tổng thời gian cần để phát một mặt của đĩa khoảng một giờ.

Tóm lại, phần này của Đĩa Vàng cung cấp hướng dẫn chi tiết cách phát đĩa và giải mã thời gian. Tầm quan trọng của toán học với số nhị phân cùng nguyên tố Hydro được giả định như một ngôn ngữ chung để các nền văn minh giao tiếp với nhau.

Cách giải mã hình ảnh dựa trên tín hiệu đọc từ đĩa

Ở góc dưới bên trái, NASA khắc các hướng dẫn về cách giải mã hình ảnh và video. Dựa vào hướng dẫn về cách sử dụng đĩa, chúng ta kì vọng rằng họ sẽ đọc được những tín hiệu dạng sóng để thực hiện việc này.

Phần hướng dẫn cách giải mã tín hiệu. NASA kì vọng rằng trí tuệ ngoài kia có những công cụ cần thiết để thực hiện việc này

Theo đó, tín hiệu dạng sóng này sẽ được vẽ theo từng dòng một, tương tự như cách màn hình TV hiển thị hình ảnh bằng các dòng ngang, nhưng trong trường hợp này, các dòng sẽ là dọc. Mỗi dòng được đánh số (1, 2, 3) bằng nhị phân và kéo dài khoảng 8 mili giây.

Hình tròn được NASA dùng để mã hoá

Sau đó, có một sơ đồ khác hướng dẫn cách những dòng này được quét với hiệu ứng so le (interlace). Phương pháp này đảm bảo rằng hình ảnh được hiển thị chính xác. Toàn bộ hình ảnh hoàn chỉnh gồm 512 dòng dọc. Nếu giải mã thành công, hình ảnh đầu tiên mà họ nhận được là một hình tròn nằm trong khung ảnh. Chúng ta giả định rằng hình tròn là một hình phổ quát trong toàn vũ trụ và khi nhìn được hình tròn này, người ngoài hành tinh có thể hiểu được nó và tiếp tục quá trình giải mã để đọc tiếp các hình ảnh khác về văn minh nhân loại.

Bản đồ sao xung (Pulsar) và vị trí của hệ mặt trời

Phần khắc này trên đĩa mô tả một bản đồ sao xung, vốn là những ngôi sao có từ tính mạnh, phát ra các chùm bức xạ điện từ với khoảng thời gian rất chính xác (Pulsar map). Bản đồ này giống như các phiên bản đã được gửi đi cùng với con tàu Pioneer 10 và 11. Nó mô tả vị trí của Hệ Mặt Trời nằm ở trung tâm, được bao quanh bởi 14 sao xung. Các đường nối từ hệ Mặt Trời đến sao xung được mã hóa bằng số nhị phân, thể hiện chu kỳ xung của từng sao.

Bản đồ sao xác định hệ mặt trời và đơn vị thời gian chuẩn sử dụng cho đĩa

NASA kì vọng rằng khi sử dụng những thông tin này, trí tuệ ngoài kia có thể xác định hệ mặt trời và xa hơn là Trái Đất chúng ta.

Bên cạnh bản đồ sao xung, hình vẽ của nguyên tử hydro được vẽ kèm ở hai trạng thái năng lượng thấp nhất. Đường thẳng nối hai trạng thái này cùng với chữ số 1 chỉ ra rằng thời gian cần để nguyên tử hydro chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác sẽ được sử dụng như là thang đo thời gian cơ bản, cả cho thời gian được khắc trên đĩa và khi giải mã hình ảnh từ các tín hiệu trên đĩa.

Uranium khắc trên vỏ đĩa xác định thời gian tàu rời Trái Đất

Phần vỏ đĩa có một khu vực nhỏ (khoảng 2 cm đường kính) chứa nguyên tố phóng xạ Uranium-238. Theo thời gian, nguyên tố này sẽ phân rã thành các nguyên tố khác được gọi là đồng vị con. Quá trình này diễn ra rất chậm khi một nửa lượng uranium sẽ mất 4,51 tỷ năm để phân rã.

Sự phân rã ổn định của Uranium-238 có thể được sử dụng như một loại “đồng hồ phóng xạ.” Bằng cách đo tỷ lệ giữa lượng uranium-238 còn lại và các đồng vị con của nó, trí tuệ sống ngoài kia có thể tính toán được thời gian đã trôi qua kể từ khi uranium được đặt lên tàu vũ trụ. Điều này cung cấp cho họ một cách để ước tính thời điểm tàu Voyager được phóng, và có thể kiểm chứng lại thông tin này với bản đồ pulsar một đặc điểm khác trên vỏ đĩa, được thiết kế để giúp định vị Trái Đất và mô tả thời điểm phóng tàu.