Đĩ là cách nĩi nơm na.Thực ra, định nghĩa một cách chính xác hơn là: Thiên văn là mơn khoa học về cấu tạo, chuyến động và tiến hĩa cùa các thiên thế kề cả Trái đất, về hệ thống của chúng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM TP HƠ CHÍ MINH caẲQTRẾit: Astronomy THIÊN ĂN HỌC Đại cương Ti’JVj quốc hà TÀI LIỆU LUU HÀNH NỘI Bộ - 2003 “The most incomprehensible thing about the Universe is that it is comprehensible” Albert Einstein Dịch : "Điều bi an tự nhiên cho chủng ta nhận thức ” Anbe - Anhxtanh "Ai tỉ thiên văn học đại, người khơng coi học hành đầy đủ ” "Mười vạn cảu hỏi ” NXB Khoa học & kỹ thuật LỜI MỞ ĐẦU Thế giới tự nhiên, xét mặt vật lý, tranh gồm ba phần: Vi mô, vĩ mô siêu vĩ mơ Siêu vĩ mơ có nghĩa vô to lớn theo không gian thời gian Thiên ván môn học giới siêu vĩ mô đỏ Cùng với phần học khác vật lý, thiên vãn giúp chủng ta có tranh toàn diện giới tự nhiên Thiên văn môn học cô điển, đồng thời đại Lượng kiến thức nỏ đồ sộ Thiên ván từ lâu bước khói khn khố vật lý Nó môn sở cùa nhận thức luận ngành khoa học mũi nhọn Tuy nhiên nước ta ngành thiên văn chưa phát triển Thiên văn chi dạy bậc đại học trường sư phạm mức độ bắt đầu với thời lượng ỏi, tài liệu sách nghèo nàn Điều đáng mừng gần tình hình giáng dạy có cải thiện đáng ke, vị trí mơn học nâng cao, tài liệu cỏ nhiều hơn, quan hệ quốc tế mớ rộng Chỉnh việc biên soạn giáo trình cho mơn học việc cần thiết có nhiều thuận lợi Mục đích cuồn giáo trình là: - Chất lọc vấn đề cùa thiên văn cấu trúc lại cho phù họp với thời lượng giao, đong thời có thêm phần mớ rộng, cập nhật thông tin đê mở rộng tầm nhìn sinh viên đề hướng suy nghĩ thêm vấn đề nghiên cứu - Nhẩn mạnh nội dung vật lý vấn đề thiên văn, theo sát chương trình vật lý phố thơng đê phù họp với đối tượng học thầy giáo vật lý tương lai Cùng với giáo trình thiên văn cùa GS Phạm Viết Trinh - Nguyền Đình Nỗn vốn chuẩn mực, giáo trình đời nhằm giúp cho sinh viên có thêm tài liệu tham khảo đê nam học dễ dàng Tuy nhiên, việc biên soạn giáo trình cho môn học đồ sộ phức tạp thiên văn vấn đề khó khàn khơng tránh khơi sai sót Tác giả mong nhận ý kiến nhận xét em sinh viên đồng nghiệp xa gần đê giúp giảo trình ngày hoàn thiện Ths Trần Quốc Hà PHẦN NHẬP MÔN I THIÊN VÁN HỌC LÀ GÌ Đối tượng, nội dung nghiên cứu Thiên văn học môn khoa học thiên - vật thể tồn trời Đó cách nói nơm na Thực ra, định nghĩa cách xác là: Thiên văn môn khoa học cấu tạo, chuyến động tiến hóa cùa thiên (kề Trái đất), hệ thống chúng vũ trụ nói chung Nội dung nghiên cứu chia làm phần : * qui luật chuyển động cùa thiên mối quan hệ Trái đất bầu trời * cấu trúc bàn chất vật lý thiên thề trình xảy vũ trụ * nguồn gốc hình thành phát triền thiên thế, hệ thống chúng cúa vũ trụ Việc phân chia nội dung trùng khớp với lịch sử phát triền môn thiên văn học Sự phức tạp nội dung tăng dần với phát triển môn học Đối tượng nghiên cứu thiên văn xác định ngày rộng phức tạp Từ “thiên thế” chung chung, chì vật bầu trời, mở rộng ra, cụ hơn, đa dạng Từ mặt trời, mặt trăng, hành tinh, thiên thạch đến vệ tinh nhân tạo, sao, bụi (Tinh vân) quần sao, thiên hà Càng ngày người ta phát nhiều vật lạ (có vật tiên đốn trước lý thuyết) nơ trôn (pun xa), quaza, lồ đen v.v Như ta thấy thiên văn khơng phải túy mơn khí tượng học hay môn chiêm tinh người ta thường nhầm Phưong pháp nghiên cứu Do đối tượng nghiên cứu vật to lớn vũ trụ xa xôi (trừ Trái đất) nên phương pháp nghiên cứu thiên văn đặc biệt, chí khơng giống mơn khoa học Phương pháp chủ yếu thiên vãn cố điến quan sát quan trắc Người ta khơng làm thí nghiệm với thiên thể (tức không bắt chúng tuân theo điều kiện mà ta tạo ra), khơng trực tiếp “sờ mó” chúng Nguồn thông tin chủ yếu ánh sáng từ thiên thể Do ảnh hường cùa khí quyển, chuyến động Trái đất tính chủ quan việc quan sát làm cho kết nghiên cứu bị hạn chế, chí dẫn đến kết luận sai lầm (Ví dụ: Việc quan sát chuyến động biếu kiến Mặt trời hành tinh dần đến kết luận hệ địa tâm Ptolemy) Một khó khăn phải việc quan sát tượng thiên văn xãy thời gian dài so với đời sổng ngắn ngủi người không lặp lại Tuy vậy, khoa học phát triển việc nghiên cứu thiên vãn trở nên dề dàng Nguồn thơng tin gởi đến trái đất xạ điện từ khai thác triệt đế hai vùng kiến vô tuyến giúp cho hiếu biết vũ trụ phong phú Đồng thời, với phát triển ngành du hành vũ trụ (cũng thành tựu thiên vãn) người bước khỏi ràng buộc, hạn chế Trái đất đế có thông tin khách quan vũ trụ Việc xử lý thông tin kỳ thuật tin học giúp thiên văn phát triến vượt bậc Khác hẳn với thiên văn cổ điển kiên trì thu thập số liệu quan trắc suy luận đế tìm qui luật, thiên văn đại sử dụng phương pháp mô hình hóa, đề thuyết có tính chất dần đường việc quan sát thiên văn tìm kiếm chứng đế kiếm định đẳn lý thuyết Nhìn chung phương pháp nghiên cứu khoa học thiên văn nằm khuôn khố phương pháp luận khoa học nói chung, ln phát triển cịn hồn thiện mài Các nội dung vật lý thiên văn Các giáo viên vật lý biết hết phương pháp nghiên cứu thiên văn, phương tiện, dụng cụ v.v Nhưng họ cần phải biết nguyên tắc kết nghiên cứu thiên vãn đế có nhìn đầy đủ, tống qt giới tự nhiên Những nội dung vật lý mà thiên văn có liên quan là: - Cơ học cố điển - Điện từ - Quang - Vật lý chất rắn - Vật lý thống kê nhiệt động học - Vật lý Plasma - Cơ học lượng tử - Vật lý nguyên tử hạt nhân, hạt bàn, vật lý lượng cao - Thuyết tương đối (hẹp, rộng) - Thuyết thống lớn v.v Trong khn khổ giáo trình ta đặc biệt ý đến phần: - Cơ học - Điện từ - Quang - Nhiệt - Nguyên tử hạt nhân, hạt - Cơ học lượng tử - Thuyết tương đối Đặc điếm việc dạy học thiên văn Thế giới tự nhiên tồn cách khách quan Nhưng nhận thức người tự nhiên lại mang tính chủ quan Do đó, phản ánh tự nhiên qua nhận thức người đúc kết thành môn khoa học dù chi đường tiệm cận với chân lý Thiên văn học Nó ln phát triển tất nỗ lực người việc tim hiếu tự nhiên Vỉ vậy, tất cà số liệu, kết luận thiên văn đắn bất biến Còn nhiều vấn đề cùa tự nhiên mà thiên văn chưa biết chưa giải thích Mặt khác, tự nhiên vô tận nên môn thiên vãn phong phú Khơng sách giáo khoa đề cập cách chi tiết đầy đủ vấn đề thiên vãn Do vậy, việc dạy học thiên văn thực lâu dài phải cập nhật Ta cần nhiều thời gian đế nghiên cứu, giảng dạy, học tập thiên vãn hầu hết đối tượng mơn học xa lạ với đời thường, trừu tượng (con người ngàn năm hiểu Hệ Mặt trời) Cũng cần phái có nhiều thời gian suy ngầm đế thắng định kiến sai lầm tự nhiên mà mồi người tự tích lũy Thế lại chi có thời gian cho việc giảng dạy Điều đòi hỏi nồ lực lớn người dạy học Chúng ta nên biết điều Ngồi ra, thiên văn mơn học địi hói quan sát Trong điều kiện ta chưa làm tốt Đây vấn đề ta cần tìm cách khắc phục việc dạy học môn Mối liên hệ thiên văn vói mơn khoa học khác ý nghĩa việc nghiên cún, giảng dạy thiên văn Thiên văn có liên hệ với nhiều ngành khoa học vốn môn khoa học xuất sớm, từ vãn minh cố, thiên vãn nội dung đàm đạo nhà thông thái Dần dần, khoa học có phân hóa rõ rệt, thiên văn mơn khoa học góp phần đắc lực vào việc trả lời câu hỏi lớn cúa triết học như: Thế giới tạo nào? Vật chất có trước hay tinh thần có trước? Thế giới “khá tri” hay “bất khả tri?” Cuộc đấu tranh tư tưởng hai trường phái triết học xoay quanh câu hỏi đấu tranh gay go, khốc liệt chưa ngà ngũ Thiên văn đứng hàng đầu đấu tranh Trong phần lịch sử phát triến thiên vãn ta thấy rõ điều Mối quan hệ thiên văn với vật lý rõ ràng Trong trình học thiên văn ta thấy rõ điều Các định luật vật lý ứng dụng thiên văn, đem lại phương tiện để giải vấn đề cùa thiên văn Nhưng đồng thời thiên vãn thường dần đường nêu ý tường cho vật lý Cơng cụ tính tốn thiên vãn toán học, phần thiên vãn tính tốn Rất nhiều nhà thiên vãn đồng thời nhà tốn học Trước mơn thiên văn thường dạy khoa tốn Trong q trình tìm hiểu cấu tạo thiên thề ta khơng thể khơng biết đến hóa học Ngày thiên văn có riêng ngành hóa học thiên vãn Sinh vật học tìm cách lý giãi nhiều vấn đề minh nhờ thiên văn Đặc biệt sinh học, mối quan hệ Thiên - Địa - Nhân ngày ý Đê hiếu rõ chất nguồn gốc tiến hóa sống khơng khơng biết thiên văn Đối với địa lý mơn thiên văn người anh em Đối tượng nghiên cứu địa lý tự nhiên Trái đất, thành viên hệ Mặt trời Không hiếu rị Trái đất khơng nam mối quan hệ với thành viên hệ nói riêng tồn vũ trụ nói chung Ngay lịch sử, vốn môn khoa học xã hội tường xa lạ với thiên vãn, đề xác định xác kiện lịch sừ phải biết cách tính thời gian thiên vãn Nhiều cơng trình cố văn minh lớn cùa loài người ghi lại kiến thức thiên văn thời Làm hiếu khơng có kiến thức thiên văn? Vũ trụ phịng thí nghiệm thiên nhiên vơ vĩ đại cho tất cà ngành khoa học Chính thiên văn kích thích ngành kỳ thuật khác phát triển theo Tầm quan trọng việc nghiên cứu giảng dạy thiên văn rõ ràng Đó khơng chi vấn đề học thuật, mà vấn đề xây dựng nhân sinh quan, giới quan đắn cho người Hy vọng thiên vãn có chồ đứng xứng đáng giáo dục - đào tạo nước nhà Tuy nhiên, thiên vãn môn học dựa sở vật lý toán cao cấp, nên việc đưa thiên vãn vào dạy bậc học phố thơng vấn đề cịn khó khăn, cần phái nghiên cứu nhiều ĨI LỊCH SỬ PHÁT TRIÈN CỦA NGÀNH THIÊN VẤN HỌC Thiên văn xuất từ lâu Ớ ta chi kế sơ lược số mổc phát triến Từ thời hồng hoang, người cịn sống cảnh trời chiếu đất họ có nhận xét VŨ trụ, lý giải cách ngây thơ câu chuyện thần thoại Hầu khơng có dân tộc lại khơng có thần thoại (thần thoại Hy Lạp, chuyện thần trụ trời Việt Nam, chuyện thần thoại Ai Cập, Àn Độ, Trung Quốc ) Dần dần quan trắc bầu trời trở nên cần thiết cho việc canh tác nông nghiệp biến (qui luật mùa màng, nước, xác định vị trí biến sao) Engels đà nói xuất khoa học: “Trước tiên thiên vãn học Những người dân du mục nông dân làm nông nghiệp cần thiên văn học đế xác định thời vụ” * Trong công trinh kiến trúc cùa văn minh cố : Ai Cập, Maya lưu lại kiến thức thiên văn sâu sắc cùa người cố đại Lịch sử phát triển thiên vãn một môn khoa học chia làm ba giai đoạn chính: cổ đại, cổ điển đại Thiên văn cổ đại (Ancient Astronomy): Từ năm 2000 trước công nguyên người có ghi nhận xác thiên vãn vị trí chịm sao, đường hành tinh, đường hoàng đạo, chu kỳ Saros Những nước có vãn minh cố đáng lưu ý là: Ai Cập, Àn Độ, Trung Quốc, nước A Rập, đặc biệt Hy Lạp Người đáng ý Aristotle (khoảng năm 350 trước công nguyên) với ý tường đáng lưu ý như: Ý tưởng hệ Địa tâm, nguyên tố cấu thành vũ trụ: đất, khơng khí, lửa, nước, bất biến vũ trụ, phân chia giới phía Mặt trăng bên Mặt trăng v.v Cùng với đời Thiên chúa giáo với ý tưởng Chúa (Thượng đế) sáng tạo giới người trung tâm ưu ái, hệ địa tâm Ptolemy đời (năm 150 trước công nguyên) Nỏ đà thống trị thiên văn suốt thời gian dài Chi bang đấu tranh kiên trì biết nhà thiên văn dũng càm làm thay đối nhìn sai lầm Hệ Mặt trời mà đưa Thiên ván cổ điển (Classical Astronomy): Từ kỷ 16, bị giám sát chặt chẽ nhà thờ, nhà thiên vãn vần không chịu công nhận hệ địa tâm Ptolemy kiên tri đấu tranh cho tư tưởng Hệ nhật tâm nhà thiên văn Ba Lan Nicolaus Copernicus (1473 - 1543) đưa tác phấm “Về quay thiên cầu” mờ cho thiên vãn học kỷ nguyên Sau đó, nhà thiên vãn Đức lohan Kepler (1571 - 1630) tìm định luật chuyến động hành tinh Hệ măt trời Đây thời kỳ đấu tranh khốc liệt cho thắng lợi thuyết nhật tâm Tấm gương chiến đấu tiêu biểu chết dàn hóa thiêu nhà khoa học Ý G Bruno Roma kiên định nhà thiên vãn Ý G Galileo (1564 - 1642) Galileo cịn cha đẻ kính thiên vãn, cơng cụ không thê thiếu việc quan sát bầu trời Nhưng đặc biệt giai đoạn cơng trình nghiên cứu học cúa nhà bác học Anh I Newton với tác phấm “Principia ( Các ngun lý” (1643(1727) Ơng đà đặt móng vừng chẳc cho môn học thiên thiên văn quang học Các phương pháp tính tốn Newton đóng góp nhiều cho tốn học Sau ơng, nhà toán học như: Lagranges, Laplace, Le Verrier (Pháp) đà tính tốn tim thêm số hành tinh Hệ Mật trời, đánh dấu toàn thắng thiên văn cổ điển Thiên văn đại (Modern Astronomy) Vào cuối kỷ XVIII nồ lực hồn thiện cơng cụ quan sát (kính thiên văn) F.w Herschel người Anh (1738(1822) đà khai sinh thiên vãn học tinh (sao) Ông nhận thấy Mặt trời không đứng yên chồ mà tham gia chuyến động hệ thống gọi Ngân hà (Our Galaxy) Ơng người thu mơ hình kết cấu Ngân hà Sau đó, nhà thiên vãn Mỹ Shapley đà chứng minh Mặt trời không nằm tâm Ngân hà, khơng phải tâm cùa vũ trụ Một lần người nhận thức xác chỗ đứng vũ trụ Đồng thời quãng thời gian nghiên cứu quang học phát triển vượt bậc, với phát quang phố vạch Mặt trời Fraunhofer, lý thuyết xạ cùa vật đen tuyệt đổi Kirchhoff Cuối kỷ XIX tranh luận bán chất ánh sáng đâ chấm dứt đâ đóng góp nhiều cho việc hiếu trình thu nhận thơng tin (ánh sáng) từ thiên Các định luật xạ cùa Boltzmann, Plank, Einstein làm sở cho môn thiên vãn vật lý Các phép trắc quang (Photometry) quang phố nghiệm (Spectroscopy) cho phép ta hiếu sâu chất trình vật lý thiên thê Đâu thê kỷ XX E.p Hubble (1889 - 1953), nhà thiên văn Mỹ, người sáng lập thiên văn học tinh hệ, đà nhận thấy qua hiệu ứng Doppler tinh hệ (thiên hà) rời xa chúng ta: vũ khơng có tâm, tất cá dàn nở Và ơng tìm định luật dãn nở Cùng với thuyết tương đối rộng hẹp A Einstein vĩ đại (1879 - 1955) chất không thời gian, phát kiến cùa Hubble làm cho môn vũ trụ luận (Cosmology) tiến thêm bước, với thuyết vụ nố lớn (Big - Bang) tiếng Từ năm 1945 thiên văn vơ tuyến đời, góp phần đắc lực cho việc tìm hiếu vũ trụ Trong kỷ XX ta thấy có kết hợp hài hịa hai lĩnh vực nghiên cứu khác vật lý: vi mô siêu vĩ mô Các vật vũ trụ dù to lớn đến cấu tạo từ thành phần nhỏ nguyên từ hạt nhân Vật lý hạt nhân - nguyên tử cho phép giải thích nguồn gốc lượng thiên Các định luật giới vi mô học lượng tử làm cho người ta hiếu rò chế cùa q trình hình thành, tiến hóa vật vũ trụ (Nguyên lý Pauli, Giới hạn Chandrasekhar, Nguyên lý bất định Heisenberg, Những kỳ dị toán học (Singularity) s Hawking ) Thiên văn đặt nhiều vấn đề cho vật lý học đại vật lý góp phần giải nhiều vấn đề thiên vãn Đặc biệt việc giải thích nguồn gốc cùa vũ trụ cần kết họp lý thuyết vật lý đại thành lý thuyết thống hoàn chỉnh mà vật lý chưa tìm Do thiên văn vật lý ngành mũi nhọn khoa học Không không việc từ năm 60 kỷ người đà thành công việc bước khỏi nôi Trái đất bé bỏng minh, đà đặt bước chân vào vũ trụ Đó bước sải dài lịch sử thiên vãn Nhờ có ngành hàng không vũ trụ thiên văn cùa kỷ XX thu nhiều thành tựu lớn Tuy nhiên, vũ trụ mênh mông vô tận, so với tồn lịch sử phát triến cúa mơn thiên văn chi chưa đầy tích tắc Thiên văn vần chưa viết đoạn kết cho nhiều vấn đề III TỎNG QUAN VÈ vũ TRU Nhũng quan sát từ Trái đất Từ Trái đất ngước mắt nhìn lên bầu trời ta thấy vòm cầu suốt úp xuống mặt đất phăng, nơi ta đứng trung tâm Vì ta có cảm giác trời trịn, đất vuông ta trung tâm cúa vũ trụ (!) Thực ra, vịm cầu mà ta nhìn thấy chi ảo giác Vũ trụ vô tận, đường biên vịm cầu, khơng có nơi tiếp giáp trời đất đường chân trời mà ta nhìn thấy Ta gọi vịm cầu tường tượng thiên cầu Ban ngày, Mặt trời xuất rực rỡ từ đường chân trời phía đơng, lên cao trời xanh lặn xuống chân trời tây Đêm bắt đầu, bầu trời tối đen thăm thắm, rài rác vịm cầu sao, vị trí chúng dường không đối mà kết nối chúng lại ta có vơ số hình ành lý thú Người xưa đà đặt tên cho chúng theo nhân vật thần thoại chòm Hercules (Vũ tiên); Orion (Lạp hộ) vật Ursa (Gấu), Canis (chó), Leo (sư từ) Mắt thường ta thấy rõ 88 chịm bầu trời Mặt trăng xuất bầu trời đêm với hình dạng thời điếm thay đối cô gái đóng đành, thiên thề sáng nhất, đẹp đáng ý bầu trời đêm Hình Bằng đường tường tượng sáng chịm sao, người ta có hình tượng nhân vật Tráng sĩ thần thoại Hy Lạp để đặt tên cho chỏm chòm Trảng sĩ (Lạp hộ) - Orion Quan sát kỳ ta có cảm giác Mặt trời, Mặt trăng, quay quanh trục xuyên qua nơi ta đứng, nôi với gân năm yên gọi Băc cực Ta gọi trục quay thiên cực tượng quay quanh trục thiên thề ngày đêm nhật động Người ta qui ước thiên cực bắc thiên cực mà nhìn thấy thiên thể nhật động (quay) ngược với chiều kim đồng hồ (nếu đứng bán cầu bắc Trái đất) Theo qui định ta đứng tay phải phưong đông, trái tây, trước mặt bắc, sau lưng nam Bầu trời nhật động theo chiều từ đông sang tây (các thiên mọc phía đơng, lặn phía tây) Quan sát kỳ năm ta thấy đặc điếm chuyến động thiên thể sau: a) Mặt trời ( năm Mặt trời chì mọc hướng đơng lặn hướng tây vào ngày: xuân phân (20 21 tháng ba); thu phân (23 24 tháng chín) Sau xuân phân điểm mọc Mặt trời lệch dần phía đơng bắc, ngày lệch cực đại hạ chí (22 tháng 6) 23o27’ so với đơng Điếm lặn lệch phía tây bắc theo qui luật Sau đó, điểm mọc dịch dần phía nam đạt đơng vào thu phân Qua thu phân điểm mọc dịch dần phía đơng nam (diêm lặn tây nam), đạt độ lệch cao vào ngày đơng chí (22 tháng 12) khoảng 23o27’ lại dịch dần phía bắc ngày xuân phân Như điếm mọc Mặt trời có thề lệch tới 46o54’ năm (minh họa h.2) _ Chính đơng Đóng Bác Ha chí Xn phân ĐƠng nam Đơng chí Thu phân Hình : Sự thay đổi điếm mọc Mặt trời năm Ngoài ra, năm vị trí Mặt trời trời thay đối Mặt trời từ từ dịch chuyến theo ngược chiều nhật động (tây qua đông), trọn vòng hết khoảng 365 ngày Mặt trời dịch chuyến in hình lên chịm tháng gần vào chòm Đường gọi Hồng đạo đới cầu bao gồm 12 chịm gọi hồng đới Ban ngày ta khơng nhìn thấy sao, song ban đêm ta có thê xác định định chòm mà Mặt trời in vào nhờ xuất chịm đối diện Ví dụ : Tháng ba đối diện tháng chín, đêm ta thấy Mặt trời lặn, chòm Trinh nữ xuất (nhật động đối diện với Mặt trời thiên cầu) Vậy Mặt trời in lên chòm Song ngư (xem bàng 1) Bảng : Các chòm hồng đói Tháng Tên chịm Mặt trời in lên Thán Tên chòm Mặt trời in lên g Con hươu Capricornus Con tôm Cancer Cái bình Aquarius Sư tử Leo Song ngư Pisces Virgo Con dê Aries 10 Trinh nữ Libra Con trâu Taurus 11 Cái cân Song tử Gemini 12 Thần nông Scorpius Nhân mà Sagittarius b) Mặt trăng ( X* ) từ từ dịch chuyên ngược chiều nhật động, trọn vòng gần 27 ngày Đồng thời hình dáng cùa Mặt trăng thay đối (lúc trịn, lúc khuyết, lúc khơng xuất hiện) c) Các dường tham gia nhật động, vị trí tương đối chúng khơng đối năm, tạo nên chòm cố định d) Tuy có số lang thang khác (hành tinh) Người xưa tìm thấy hành tinh Thủy, Kim, Hỏa, Mộc, Thồ Các hành tinh nói chung dịch chuyên ngược với chiều nhật động, có thời gian chúng dịch chuyển ngược lại tạo nên quì đạo hỉnh nút Đường chúng gần với Hoàng đạo Đặc biệt Thủy tinh, Kim tinh thường gần Mặt trời (Thủy tinh: 280, Kim tinh : 480) Người xưa đà dựa quan sát qui luật chuyến động Mặt trời, Mặt trăng đế xác định thời gian, làm lịch xác định phương hướng Họ đà nhận thấy Mặt trời, Mặt trăng, Trái đất hành tinh kết họp thành hệ mà ta gọi Hệ Mặt trời sau Bức tranh toàn cảnh vũ trụ Từ quan sát ban đầu, người xưa có kết luận vũ trụ gồm hệ chứa Trái đất, Mặt trời, Mặt trăng, hành tinh Giới hạn cùa vũ trụ vịm cầu suốt có gắn Ngày nay, người nhận thức vũ trụ vô tận Phần vũ trụ mà người tìm hiếu vơ lớn (cỡ 3.1026m) có hàng ti tỉ Các thường tập hợp lại thành hệ gọi thiên hà, hay tinh hệ (galaxy), ta thường nhìn thấy dạng vết sáng nhòe yếu ớt nên gọi tinh vân Thiên hà (là chữ Galaxy viết hoa) gọi Ngân hà, dải sáng vắt ngang bầu trời đêm, có khoảng 6000 nhìn mắt thường hàng trăm ti khác Mặt trời ngơi trung bình nằm ngồi rìa cùa Ngân hà Mặt trời kéo theo “bầu đoàn thê tử” gồm hành tinh, tiều hành tinh, chối quay xung quanh, tập hợp thành Hệ Mặt trời Kích thước thiên lớn, khoảng khơng vũ trụ chúng cịn lớn nhiều Trong khoảng khơng cịn có vật chất tồn dạng bụi, khí, hạt bán, trường làm cản trở tầm quan sát Chúng ta thật ngạc nhiên trước khả tìm hiếu vũ trụ người Ta thử làm phép so sánh để tưởng tượng mức độ vĩ đại Trước hết Trái đất, có đường kính cờ hàng ngàn km Đe vòng quanh Trái đất người hết hàng nừa năm, Trái đất hoàn toàn phăng Trong thực tế, cách 500 năm Magellan phải năm biến hết vòng Trái đất kết luận Trái đất hình cầu Ngày máy bay ta cỡ 30 đế bay vòng quanh Trái đất Trái đất vĩ đại thật chả thấm vào đâu so với vũ trụ Mặt trời, trung bình gần Trái đất nhất, có đường kính gấp trăm lần đường kính Trái đất Mặt trời chứa hàng triệu Trái đất [(100)3 lần] Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời cờ hàng trăm triệu km Neu người đến Mặt trời hàng ngàn năm Ánh sáng, vật thề có vận tốc nhanh (cỡ 300.000 km/s), từ Mặt trời xuống Trái đất hết phút Nhưng ánh sáng từ Mặt trời đến rìa Hệ Mặt trời (vị trí Diêm vương tinh) hết 5,2 Có nghĩa gấp 40 lần quàng đường từ Trái đất lên Mặt trời Ày mà đến gần ta nhất, Cận tinh, ánh sáng phải hết 4,3 năm Kích thước phần vũ trụ ta quan sát cờ 1010 năm ánh sáng Có nghĩa kiện ta quan sát từ rìa vũ trụ xảy cách hàng chục tỷ năm! Thật khó kiếm tỷ lệ thích hợp để mơ tả vũ trụ Ngay Hệ Mặt trời nhỏ bé ta lấy tỷ lệ (nghĩa thu nhị kích thước khoảng cách theo tỷ lệ) thỉ: Neu Mặt trời khối cầu đường kính l,4m đặt tượng Phù đống Thiên vương giao lộ Cách mạng tháng Tám - Nguyễn Trãi - Lý Tự Trọng, Trái đất hịn bi đường kính 1,3 cm đặt cách 150m Khi Diêm vương tinh (giới hạn cùa Hệ Mặt trời) nằm ngã tư Bảy Hiền (cách cỡ 6km) hột đậu cỡ 2mm Thật khỏ có tỷ lệ nhỏ để thu vào