Tại sao đêm tối Mỗi ngôi sao là một Mặt Trời, tại sao ban đêm lại tối ?Các quan trắc thiên văn chỉ nhằm miêu tả ba điều cơ bản: một là, vật thể ở đâu? hai là, vật thể sáng cỡ bao nhiêu? ba là, vật thể có màu gì? Thật vậy, gần hết tri thức về thiên văn học mà loài người đã nhọc nhằn thu lượm được suốt mấy ngàn năm văn minh là chỉ dựa trên cơ sở của ba quan sát đơn giản này Mỗingôi sao là một Mặt Trời, tại sao ban đêm lạitối ? Các quantrắcthiên văn chỉ nhằm miêu tả ba điều cơ bản: mộtlà, vật thể ở đâu? hailà, vật thể sáng cỡ bao nhiêu?ba là,vậtthể có màu gì? Thật vậy, gần hết tri thức về thiên văn học mà loài người đã nhọc nhằn thu lượmđượcsuốtmấy ngàn năm văn minh là chỉ dựa trên cơ sở của ba quansát đơngiản này. Tôi xin đi thẳng vào vấn đề. Thiênvăn hayVũ trụ học thường bị xem như là một chủ đề xa xôi, khóhiểu vàthiếu tính thựctiễn. Và hình ảnhcác nhàthiênvăn như những anh chàng dở hơi tối ngày chăm chúnhìn lêntrời màquênbẵng những việc dướiđấtcũng không làm chobộ môn này hấp dẫn thêm bao nhiêu. Suốt nửa thế kỷ trước, khi mà nền giáo dục và khoahọcnước ta đi từ con số không đến những phát triểnvượt bậc, vớisố lượng cán bộ có nănglực chuyên môn đủ để lo cho việc học hành và đàotạo của bao thế hệ ngườidân.Từ trongnhững năm tháng chiến tranh khốc liệt nhất, Viện KhoaHọc Việt nam đã đượchình thành (1968), điều này cho thấyđội ngũ các nhà khoa học Việtnam đã trưởng thành rất nhanh và đầy hứa hẹn. Ngoài những đóng góp mang tính cơ bản trongcông cuộc xây dựng và phát triển đấtnước, những nhà khoa học thuộc thế hệ tiên phongở nước ta còn chămlo việc giáo dục và cập nhật nhữngpháttriển khoahọc choquảng đại quần chúng. Vậy mà với mộtsố đángkể của thànhphần cógiáo dục trong nước, thiên văn họctrong giai đoạnnày vẫn còn bị nhầm lẫnvới ngành khí tượng haychuyện chiêm tinh tướngsố (!). Tháng 12 năm 1993, GS Trần ThanhVân tổ chức chương trìnhhội thảo Vật lý Rencontres duVietnam (Gặp gỡ Việt Nam) lần đầu tiên tại Hà nội, có sự thamgiađông đảocủa các nhà vật lý thiên văn quốc tế. Báo chívà những người yêu thiênvăn trong nước bắt đầu lạc quanvề một tương lai sáng sủa hơn của một nền thiên văn họccho nước nhà. Năm 2000 đã điqua khá lâu, và cho đến thời điểm này, trongcác chươngtrình học ở nước ta, bộ môn này vẫn chưa được dạy vàhọc rộng rãi. Đây là một thiếu sót đángtiếc. Sẽ còn lâumớicải thiện được tình cảnh này,và ngườiviếtbài này thật tâm cũng khôngcótham vọnglà trong chốc lát sẽ thay đổi đượccáchnhìn về thiên văn/vũ trụ học đã có trong số đông bạn đọcchúngta. Nhữngđiềumà tôi muốn kể lại với bạn đọcdưới đây chỉ liên hệ đến một số cá nhân, haychính xác hơn là những ý tưởng của họ, đã góp phần thúc đẩy vàdẫn đến nhữngthay đổi mang tính quyếtđịnh trong đời sốngcũngnhư trong cách suy nghĩ của con ngườihay của số đông chúngta ở thế giới ngày nay. Đây lànhững tên tuổiđã đi vào lịch sử mà ta thường gọi là thiêntài, những cá nhân siêu việt. Nhưngđáng kể hơn là nhữnggì họ đã để lại đến hôm nay và liên quan thiết thựcđến bạn vàtôi, ấy là nhữngđóng góp haynhững ý tưởng khoahọc của họ. Màphải nói ngaylà một số những ý tưởngchủ đạo củanhững nhà khoa học này thường là chẳng caosiêu haycách biệt gì mấy, mà cũng không quá phức tạp. Nhiều khi chúng như là những điều hiển nhiên. Có mộtthựctại hiển nhiên trong thiên văn mà ítkhi ta nói đến.Đó là trời thì cao, cho nên hầu như tất cả những gì con người có thể làm được là chỉ có ngước mắt nhìn mà thôi. Công việc nhìn này, còn gọi làquan trắc bởi vì phải vừa nhìn vừa ghi chéptỉ mỉ, có khi cũng bị cản trở vì mây mù hayvì vật thể cần quansát hơi mờ. Mọi cố gắng, như làm kínhthiên văn lớn rồi manglên núi cao,hay vượtlên bầukhí quyển bằng bóngthámkhông,hay đemthiết bị quan trắc ra khỏi vùng hấp dẫn của trái đấtbằng phithuyền không gian, cùngnhững pháttriểnkỹ thuật hiện đại và tốn kém khác, hết thảy cũng chỉ để vượt qua những trở ngại này để nhìnthấycho tốt hơnmà thôi. Có nghĩa là làm gì thì làm,các quantrắc thiên văn chỉ nhằm miêu tả ba điều cơ bản: một là, vậtthể ở đâu? hai là, vậtthể sángcỡ bao nhiêu?ba là,vật thể có màu gì? Thật vậy, gần hết tri thức về thiên văn học mà loài người đã nhọc nhằnthu lượm được suốt mấy ngàn năm văn minhlà chỉ dựa trêncơ sở của ba quan sát đơn giản này[1]. 1. Chuyện ngày xưa 2. Ý tưởng đầu tiên tôi muốn đề cập đến làchuyệntrái đấtxoaychung quanh mặttrời. Có lẽ với số đông chúngta đâylàvấn đề dễ hiểu, hay ít ra cũng kháquen thuộc.Quả là tôi muốn lạm dụng sự quen thuộcnày để mong cầm chânbạnđọc lâu hơnmột chút. Sự chuyển động của trái đất vốn liên quan mật thiếtđến câu hỏi đầu bài. “Tại sao banđêmtrời tối?”Câu trả lời đã có từ gần nămtrăm năm trước mà mỗihọc sinh cấp mộtngày nayđều thuộc lòng: dotráiđất xoayquanhtrụccủa nó - một nửa về phía mặt trời là banngày, và nửakia bị khuất mặt trời là banđêm. Đây là một câu hỏicũ rích. Nhưng câu trả lời đúng đắn, hay nói chính xác hơn, câu trả lời nghiêm túc chỉ thật sự được trình bàycáchđây chưa đầy nămtrăm năm. Trong cái bể văn minhcủa nhân loại, Kim Tự Tháp năm ngànnăm hayVạn lý trường thành ba ngànnăm, thì bốn nămtrăm năm trước đây,lúc nhà toán họcngười Ba Lan Copernicuscông bố công trìnhkinhđiểncủa mình, chỉ là con số lẻ thời gianvà vẫn còn tươngđối mới. Nói như thế để thấy rằngcâuhỏi đầubài đặtra quả thựclà câu hỏikhó, các bậc cha ông đã không quản mày mò. TrướcCopernicus gần hai ngàn năm, Aristotle vàcác bậc thánh hiềnkháccũng đã màymò như thế. Họ,cũng như ông bà mình, cho rằng đêm tối là domặt trời lặn. Vũ trụ quan của họ bao gồm trái đấtlà trungtâm, và mọi thiên thể, bao gồmmặt trời,các hành tinhvà những vì sao đều xoay quanh trái đất 24 giờ một ngày; toànlà những điều mà ta chỉ cần ngước lên nhìn là thấy. Viết đếnđâytôi thấy băn khoăn. Lỡ mà có bạndọc than phiền:“Ôi dào! Vũ trụ quan với nhân sinhquan Biết đâu là đúng, đâu làsai. Đúng bây giờ mà ngàn năm sausaithì cũngvô nghĩa. Điềukhác biệtgiữa tráiđất xoayquanh mặttrời hay mặttrời xoay quanhtrái đất thì liên quangì đến thế giới này?” Bản thântácgiả cũng thông cảmvới nhữngphản ứngnhư vậy.Quả thực với nhiều người trong chúng ta,chuyện đúng sairất là vô chừng, nhiều khi cũngvô thưởng vôphạt. Nhưng bảo rằng điều này vô nghĩa, hay không liên quan đến thế giới này, khôngcó mang lạiíchlợi thiết thực đếncho cá nhân bạnđang đọcbài viết này thì ngườiviết khôngđồngý. Ta sẽ bàn tiếp vấn đề này, nhưng bâygiờ thì hãy trở lại câuchuyện của đầubài.Hệ địa tâm, tức là mô hình mà mọi thiên thể xoay quanh trái đất, dựa trên mộtdữ kiện thiên văn quantrọng:có ngày và cóđêm trong vòng 24tiếng đồnghồ. Mặt trời xoayquanh trái đất thì mới cóngày có đêm. Nếu bảo là trái đất xoay quanh mặt trời, thì dường như hệ quả trực tiếp mà ta buộc phải lựa chọn cho thế giới nàylà, mộtnửa sẽ là sáng lòa thiên thâu, nửa còn lạilà triềnmiên đêm tối - chứ không cónối tiếp hết ngày rồi đêm như ta thấy. “Không nhấtthiết phải như thế,” Copernicusđã ôn tồn chỉ ra từ gần năm trăm năm trước. Để cho ngày và đêm vẫn thayphiênnhauhiện diện trên mặt đất, Copernicusđã làm một chuyện không ôn tồn chút nào,một chuyện “động địa”: ông bắt trái đất xoayquanhchínhnó. Dĩ nhiên đámhậu sinh chúngta đã “biết” được câu trả lời này. Nhưngđây khôngphải là điều dễ hiểu, haydễ chấp nhậnđối với những người đương thời của Copernicus,chưa kể tới áp lực từ tòa thánh LaMã vốn cho rằngtrái đấtlà trung tâmcủa vũ trụ. Thời kỳ này Columbus vừa mớitìm thấy châu Mỹ, con người bắt đầu nhận ra là trái đất tròn. Dù sao,trong kinh nghiệm thườngnhật của chúng ta, trái đấtvẫn là bất dibất dịch. Nếu mà trái đấtxoay quanh chínhnó haydi chuyển quanh mặt trời, tại sao ta không cảmthấychuyển động này?Còn nữa, cáigì làm trái đấtphải xoayvần như con vụ thế? Cứ thử tưởng tượng, ông bàchúng ta thời ấy - cũng sống trong cảnh đất nướctháibình như bây giờ, cuộc chiến tranhgầnhọ nhất đã chấm dứt hơn một trăm năm, cái thời kháng chiếnmười năm chống quân Minh củaLê Lợi Nguyễn Trãi - mànghelờiđề nghị của Copernicus,rằng nhữnglời dạy của các bậc thánh hiền về một trái đấttrung tâm vũ trụ là không đúng,và hãy để cho trái đất quay mà tạo ra ngày và đêm,thì họ sẽ phản ứng ra làm sao?Tôie rằng ông bà ta sẽ phì cười.Người dễ dãi hơn trongsố họ sẽ bảo: “Sao mà chẳng được.” Đa phầnchúng ta có lẽ cũng sẽ phản ứng lấy lệ như thế; cuộc sốngcòn bề bộn biết bao nhiêu điều thiết thực hơn để lo (nhữngngười hammê thiên văn trong nước ngày naykhi đề cập đến việc phát triển ngành này cũng nhậnđược phản ứng tương tự từ cấplãnh đạokhoahọc ). Vào thời điểm ấysố người tin vàonhữngđề xuất củaCopernicuscó thể kể trên đầu ngón tay.Sự phủ nhận của Tòa Thánh Vatican về hệ nhật tâm ngự trị rất lâu trongsuy nghĩ của con người trongxã hội châu Âu suốtthời kỳ phục hưng. TychoBrahe, nhà thiên văn người Đan mạch cùng thời của Copernicus,cũngkhông tin vàomô hình Nhật tâm. Nhưng ông cũng khôngđồng ý với việc Tòa Thánh dùng quyền lựccủa Giáo hội để áp đặt lên quátrình nhậnthứccủa con người về bản chất của tự nhiên. Tưởngcũng nên nhắc lại, ý tưởng tráiđất đi quanhmặt trời khôngphải là một nổi loạn tư duy vôcớ, mà chính là xuất phát từ thực tiễn quan sát. Các nhà thiên văn thờiấy đã bắt đầu phát hiện mộtchi tiết lạ: sao Hỏatrong quá trìnhdịch chuyển trên bầu trời (hay là xoay quanh trái đất theo cách suynghĩ cũ), thỉnhthoảng lại đi giật lùi một chút trước khiquay trở lại để đi theo hướngcũ. Đây làchi tiếtquyết định khiến Copernicuscho rằng trái đất, sao Hỏavà cáchành tinh khác cùngxoay quanhmặt trời. Vàviệc saoHỏa xuất hiệnnhư đi giật lùi chỉ là do chuyển động của trái đất, vốn nằm gần mặt trờihơn. Nghĩa là nhìntừ hướng mặttrời ra, viêc sao Hỏa xuất hiện như đi giật lùi sẽ xảy ra khi trái đất đi từ phía sau mà vượt lên trước saoHỏa,vốn nằm ở quĩ đạo bên ngoài. Xét ra thì ý tưởng của Copernicusđâu có gì là phứctạp quáđâu. Brahehiểu mô hình hệ nhật tâm của Copernicus.Từ khi còn rất trẻ, Braheđã nhận rarằngđa số nhữngdữ liệu thiên văn là không chính xác, và ông tin rằng những luậncứ của Copernicuscóthể bác bỏ được nếu dựa trênnhững dữ liệu thiên văn đáng tincậy hơn.Dữ liệu thiên văn ở đây chỉ bao gồm vị trí của cáchànhtinh trên bầu trời theo thời gian (câu hỏi “vật thể ở đâu?” đóng vai trò quyết định). Brahe dành gần haimươi năm thuthập những dữ liệu này. Ôngmuốn xét lại,có thực là sao Hoả và các hành tinh khác đã đi lùi một chút haychỉ là sai lầm trong việcquansát. Hãy nhớ rằng là chođến thời điểm này,người ta vẫnchưa biết đếnkính thiên văn. Brahevà những nhà thiên văn khácphải dựa trên các loại thước lượng giác đinh hướngthô sơ để đo đạc vị trí của các thiên thể. Brahenghilà những dữ liệu mà Copernicus dùng cómức sai số khá lớn, chừng10’hay là 1/6độ. Các đo đạcthiênvăn của Brahe chính xáchơn hai chục lần, với saisố chưa đây0,5’, con số này tương đương với góc chắncủa một hạt cát khiđể cách mộtsải tay.Có trong taynhững dữ liệu quí báu hơn hai mươi năm, nhưngTycho Brahe không biết làm sao để diễn dịch chúng. Ông giao việc phân tích những dữ kiện nàycho Kepler, một nhà toánhọctrẻ người Đức. Trớ trêu thay,Keplerchỉ ra rằng nhữngdữ kiệncủa Brahecho thấy là Sao Hỏa đã có những bước đi giật lùi rấtrõ rệtvà xácnhậnCopernicusđã đúng mộtcáchxuất sắc[2]. Quĩ đạo của saoHỏa, nhìn từ Mặt Đất. Khi trái đất và saoHỏa gần đối nghịch nhau (nhìntừ mặt trời), saoHỏa sẽ xuấthiện như đi ngượclại sovới hướng trướcđó. Cuốn sách De RevolutionibusOrbiumCoelestium (Về NhữngVòng Xoay của Các Thiên thể) của Copernicus,côngbố vào năm1543 trong lúc ông đanghấp hối trên giường bệnh, chính là tảng đá đặtnền móng cho khoahọc hiện đại. Từ Revolutionibustrong tiếng La tinh(hayRevolutiontrongtiếng Anh) vốncó nghĩa là VòngXoay, từ sau Copernicusđã mang một ý nghĩamới, xứng đáng hơn: Cách mạng. Dĩ nhiênsự việc khôngđơn giản là nhân loại bỗng một hôm đọc “Vòng Xoay”rồibừng sáng trongtim với một “mặt trời chân lý,” và người ngườiđua nhau làm thí nghiệm ngaysauđó. Cuộc cáchmạng khoahọcdiễn ra thầm lặng hơn, rời rạc vàdai dẳng hơn, nhưngcũng không kém phầnkhốc liệt. Những kẻ trong nhóm đổi mới đã phải trả một giá đắt: gần sáu mươi nămsau ngày Copernicus mất và chỉ vài năm trước khiKeplercôngbố kết quả phân tíchvề quỹ đạo sao Hỏa, Giordano Bruno đã phải lên dàn hoả thiêu vì cổ xuý chomô hìnhnhật tâm. Gần ba mươi năm sau cònxảyra vụ án Galileo,người đầu tiên dùng thấu kính mà saunày ta gọi là kính thiên vănđể quan sát và phát hiện racác vệ tinh của sao Mộc cũngcó những chuyển động tương tự. Để tránh giàn hỏathiêu, Galileophải tự phê bìnhvà kiểm điểm trước Tòa án Giáo đình(The Inquisisiton)về việc raodạy tư tuởng thiên văn mới. Tác giả phía trướcNhà thờ Týn trong Phố cổ, Praha,Czech.Phần mộ của TychoBrahe(1546-1601) nằm trong nhà thờ cổ xưa này, vốnđuợc xây từ trước thế kỷ 13. . Tại sao đêm tối Mỗi ngôi sao là một Mặt Trời, tại sao ban đêm lại tối ?Các quan trắc thiên văn chỉ nhằm miêu tả ba điều cơ bản: một. ngàn năm văn minh là chỉ dựa trên cơ sở của ba quan sát đơn giản này Mỗingôi sao là một Mặt Trời, tại sao ban đêm lạitối ? Các quantrắcthiên văn chỉ nhằm miêu tả ba điều cơ bản: mộtlà, vật thể. lâu hơnmột chút. Sự chuyển động của trái đất vốn liên quan mật thiếtđến câu hỏi đầu bài. Tại sao banđêmtrời tối? ”Câu trả lời đã có từ gần nămtrăm năm trước mà mỗihọc sinh cấp mộtngày nayđều thuộc