Tài liệu QUAN SÁT THIÊN VĂN ppt

QUAN SÁT THIÊN VĂN Tác giả: Bùi Dương Hải 1. NHỮNG TÀI LIỆU VÔ GIÁ Năm 2004, Bảo tàng Anh quốc công bố tấm bản đồ sao cổ hoàn chỉnh nhất thế giới, tìm thấy ở Đôn Hoàng, Trung Quốc năm 1907, được làm vào đời Đường, khoảng năm 600 (1) . Tấm bản đồ là một cuộn giấy rộng 25cm, dài 2,1m vẽ và chú thích tên chi tiết bằng tiếng Hán 1345 ngôi sao, phân thành 257 chòm. Cho đến tận thời Phục Hưng ở châu Âu, trước khi có kính thiên văn, chưa bao giờ có một bản đồ sao chính xác và chi tiết đến thế. Trong đó có nhiều ngôi sao gần như không thể thấy được bằng mắt thường. Một phần bản đồ sao Đôn Hoàng (đời Đường, thế kỷ VII) Đây là sự kiện thú vị với những nhà khảo cổ, nhưng thực ra không lạ đối với các nhà thiên văn học, bởi từ thời thượng cổ, những người phương Đông, mà cụ thể là người Trung Hoa đã hình thành và phát triển khoa học thiên văn với trình độ rất cao mà những thành tựu đã được ghi nhận cho đến ngày nay. Với đặc trưng nền nông nghiệp lúa nước, có thể nói mọi người nông dân đồng bằng Hoàng Hà đều đã là những người quan sát tự nguyện để phục vụ việc canh tác. Khi các hình thức nhà nước được thiết lập, vì mê tín và muốn củng cố địa vị “con trời”, nên một trong những việc đầu tiên của các vị Thiên tử là tập hợp những người có kiến thức thiên văn phù trợ cho mình trong việc mong muốn tìm hiểu ý trời. Ngay từ khoảng năm 2000 trước Công nguyên (TCN), các đài quan sát thiên tượng đã được dựng ở kinh đô các quốc gia sơ khai. Lúc Tần Thủy Hoàng lên ngôi (221 TCN), đã ra lệnh đốt sách Nho giáo và các tư tưởng. Tuy sách thiên văn thuộc về bói toán, nằm ngòai danh sách phải hủy, nhưng cũng rất nhiều quyển đã chịu chung số phận, nên những gì còn lại về thời trước đời Tần chỉ rất rời rạc và hạn chế. Sau đó chính Tần Thủy Hoàng cũng trọng dụng ngay 300 người làm nghề xem sao. Dù lúc đầu chỉ là xem sao, tính lịch và bói toán, nhưng dần dần với thiên hướng ghi chép lại mọi sự vật hiện tượng diễn ra, các chiêm tinh gia đã chuyển thành nhà thiên văn học, đứng đầu là các quan Thái sử, đảm nhiệm chép sử, xem thiên tượng, làm lịch, tính ngày, xem địa lý và cả khí tượng. Các ý kiến về quan sát thiên văn sớm nhất ở Trung Hoa không thống nhất. Có người đẩy về tận năm 6000 TCN, mà dấu tích còn lại trên một vài vách đá, hoặc một số bài thơ truyền miệng. Đa số cho rằng nó vào khoảng thế kỷ 24 TCN, với dấu tích là các giáp cốt văn (ghi trên xương thú, mai rùa). Các ghi chép bắt đầu rõ ràng vào khoảng đời nhà Thương - 1500 TCN. Thời điểm này có có ý kiến là do có sự giao lưu với văn hóa Babylon, tuy nhiên trong khi nền văn hóa Babylon gần như không còn để lại dấu tích nào về thiên văn, thì người Trung Hoa lại gìn giữ những ghi chép liên tục cho đến tận ngày nay. Trước sự hốn độn, không thống nhất, không đối xứng của các vì sao, người Trung Hoa gọi bầu trời nói chung là Hỗn Thiên. Từ Thiên Văn mà ta dùng ngày nay, mang nghĩa “Hình tượng trên bầu trời”. Trước khi có phát hiện về bản đồ sao Đôn Hoàng, bản đồ sao hoàn chỉnh sớm nhất của loài người được ghi nhận là bản đồ sao đời Bắc Tống, vẽ vào thời Nguyên Phong (1078 - 85), được khắc lên bia đá năm 1247, đặt trong khu đền Khổng Tử, đến nay vẫn còn nguyên vẹn. Trên tấm bia Thiên Văn đồ đó chia rõ phương vị, cung độ, gồm 1434 vì sao được chia thành các chòm, có đủ Hoàng đạo, Thiên xích đạo, Ngân hà. Bên dưới là bài văn bia 209 chữ chép rõ về các kiến thức thiên văn. Cho đến triều Thanh, người Trung Hoa đã quan sát và ghi lại khoảng 3000 ngôi sao có cấp độ sáng từ 6 trở lên, phân thành 283 chòm sao. Khác với các chòm sao của Hy Lạp đặt tên theo các vị thần hoặc anh hùng thần thoại, các chòm sao ở phương Đông mang tên tất cả những gì thuộc về cuộc sống; từ tên các chức tước trong triều đình, tên các vùng đất, các nghề nghiệp, cho đến con vật như trâu bò, đồ vật như cái cày, cái đấu. Họ không giải thích các hiện tượng, mà chỉ đơn giản là quan sát và ghi nhận chúng, coi đó là khách quan của “Trời”. Trong khoảng thời gian từ 12 tháng 12 năm 146 TCN cho đến 3 tháng 2 năm 1761 các quan sát thiên văn liên tục của Trung Hoa đã ghi lại thời gian, đặc điểm 173 hiện tượng rất đặc biệt trên bầu trời, gồm 66 lần Nhật thực, 83 hiện tượng bùng nổ của các ngôi sao, 24 hiện tượng khác. Tất cả các quan sát đó đã được thiên văn học hiện đại kiểm chứng, và không có trường hợp nào sai lệch. Hiện tượng Nhật thực lần đầu tiên được ghi lại là vào năm 2136 TCN: “Năm thứ 5 đời Trọng Khang nhà Hạ, mùa thu, hạ tuần tháng 9, ngày Canh Tuất, có hiện tượng Nhật thực” (2) Khi có Nhật thực, người Trung Hoa tin rằng đó là do mặt trời bị ăn mất (thực - ăn), nên làm lễ cầu nguyện, cúng bái, dùng âm thanh để “xua đuổi quái vật ăn mặt trời”. Hiện tượng Nguyệt thực thường xảy ra hơn, nên cũng ít được chú ý hơn. Lần ghi chép về nguyệt thực đầu tiên là năm 1065 TCN. Sau đó họ ghi lại khoảng 1000 lần nguyệt thực nữa cho đến cuối triều Thanh. Một tài liệu đời Tây Hán (TK 2 TCN) tìm được năm 1973 ghi rõ chu kỳ của Sao Kim là 584,4 ngày, Sao Mộc là 377 ngày, Sao Thổ là 594,4 ngày, chỉ sai lệch so với kết quả tính toán hiện đại chưa đến 0,3 ngày. Đời Hán Cao Tổ, hiện tượng 5 hành tinh của Hệ mặt trời ở vị trí thẳng hàng đã được gọi là “Chuỗi ngọc 5 sao”. Vào khoảng năm 484 TCN, các tính toán cũng xác định độ dài chính xác của một năm là 365,25 ngày, là cơ sở cho việc đặt hệ thống Âm-dương lịch khá hoàn chỉnh. Hệ thống lịch này được điều chỉnh một số lần, càng về sau càng chính xác. Tuệ tinh (Sao chổi) được quan sát sớm nhất thế giới, từ năm 613 TCN. Trong một lăng mộ cổ từ thế kỷ 5 TCN được khai quật năm 1973 có cuộn lụa vẽ lại 29 ngôi sao chổi, thành quả quan sát hơn 300 năm. Trong đó có ngôi có 2 đuôi, ngôi có đuôi thẳng và dài, có ngôi lại có đuôi móc câu. Họ cũng nhận xét là hầu hết các sao chổi có đuôi bay ngược chiều mặt trời, và cho rằng đó là Thiên khí từ mặt trời thổi ra. Ngôi sao chổi Halley xuất hiện năm 240 TCN (năm thứ 7 đời Tần Thủy Hoàng) đã quay lại vào năm 164 TCN, rồi lại được nhìn thấy vào những năm sau đó, đã giúp các nhà thiên văn Trung Hoa tìm ra chu kỳ 76 năm của nó. Thực ra quan sát thấy sao chổi đầu tiên năm 613 TCN (ghi trong Kinh Xuân thu) chính là Halley, nhưng bị gián đoạn. Quĩ đạo của hơn 40 sao chổi đã từng xuất hiện cũng được ghi lại cẩn thận trong các bản đồ cổ, đặc biệt năm 600, một sao chổi được ghi lại là “sáng như mặt trăng”. Trong toàn bộ thời phong kiến, từ thời Ân đến 1911, có 360 văn bản ghi lại sự xuất hiện của sao chổi, trong đó sao chổi Halley là 31 lần. Một quan sát đặc biệt quan trọng của người Trung Hoa đó là sao Khách – những vì sao sáng rực lên trong một thời gian ngắn rồi tối đi, giống như người khách qua đường. Ngày nay ta gọi đó là các Siêu tân tinh. Quan sát đầu tiên trên thế giới của họ được ghi lại là năm 14 TCN. Hiện tượng nổi tiếng nhất là vào đời nhà Tống. Ngày 4 tháng 6 năm 1054, một ngôi sao bống rực sáng trên bầu trời phía đông, thậm chí thấy rõ trong ánh sáng ban ngày suốt 23 ngày khiến người Trung Hoa kinh hoàng. Các quan khâm thiên quan sát suốt ngày đêm không nghỉ, cho đến khi nó tối hẳn vào cuối tháng 4 năm 1056, sau 643 ngày bùng nổ. Vị trí của nó ở gần Hoàng đạo và sao Tất (Zeta Taurius), ngày nay Siêu tân tinh đó được biết đến dưới cái tên Crab Nebula, và đến năm 1968 vẫn còn tiếp tục phun vật chất vào vũ trụ. Năm 2001, các nhà thiên văn NASA đã có bằng chứng về một sao pulsar trong chòm Sagittaurius, tại đúng vị trí mà năm 386 người Trung Quốc đã ghi nhận là có hiện tượng bùng nổ của một siêu tân tinh rất lớn. Đây là ngôi sao pulsar thứ hai được tính chính xác tuổi là 1615 năm cho đến thời điểm được phát hiện. Ngoài ra, Trung Hoa cũng là nơi đầu tiên phát hiện về Vết mặt trời và ghi chép mưa thiên thạch. Quan sát đầu tiên là vào thế kỷ 4 TCN, tiếp theo là vào năm 165 TCN, vết đen được ghi lại là có hình chữ Vương, và cho đến năm 1638, họ ghi lại 112 lần hiện tượng này. Khi đó họ đoán là có ngôi sao nào đó xuất hiện trên mặt trời. Những quan sát tương tự ở châu Âu đến năm 807 mới có. Hiện tượng quầng lửa trên mặt trời cũng được quan sát thấy, họ mô tả mặt trời căng phồng lên, những đốm lửa bùng lên. Tuy vậy, trong các văn bản cổ, cũng có những sai lệch. Đặc biệt là có khoảng 10 chỗ phi lý đến đáng ngờ. Cuối cùng các nhà khoa học cũng tìm ra được nguyên nhân. Đó là sự sai lệch có chủ ý của các quan thiên văn. Khi biết vua chúa thường tin vào các điềm báo của bầu trời, họ đã cố tình sửa các quan sát của mình để trục lợi. Chẳng hạn, đời Hán Thành đế, quan khâm thiên được đút lót đã thay sao Thương vào vị trí Hỏa Tinh, và tuyên bố sắp có kẻ mưu sát vua, khiến ông vua mê tín đã xuống tay hạ sát mấy vị đại thần. Tương tự như vậy, sao Thiên Lang – vốn được coi là nơi thể hiện điềm báo – thường được gán cho các màu sắc đặc biệt để báo trước tai họa hay phúc lành, dù rằng ngôi sao sáng nhất bầu trời này không bao giờ thay đổi màu sắc. Những sai lệch này có nguyên nhân chính trị và mê tín hơn là do quan sát. Crab Nebula ngày nay Hỗn Thiên Nhất thống Tinh tượng Toàn đồ - 1500 Việc sử dụng Thiên tượng như là điềm báo trước rất phổ biến, đặc biệt cho triều đình phong kiến, nên nó được lợi dụng không ít lần. Các hiện tượng sao Chổi, Nhật thực, sao Khách đều gây xáo trộn nhất định. Nhưng cũng vì thế mà nó được ghi chép lại rất tỉ mỉ, để lại cho đời sau những tài liệu vô giá. Cùng với các quan sát tỉ mỉ, các hệ thống công trình cũng được triều đình cho xây dựng. Đầu công nguyên, nhà Hán đã xây dựng một loạt đài thiên văn dọc theo Trường thành để đo thời gian và chuyển động của các thiên thể. Theo một số học giả thì hệ thống các đài định vị này còn mở rộng khắp đất Trung quốc, xuống tận miền nam đến Việt Nam, thậm chí cột đồng Mã Viện cũng chỉ là cột định vị của hệ thống này (Trần Đai Sĩ, 2001). Thậm chí có tài liệu viết rằng vào khoảng năm 721-725, dưới thời Đường, một hệ thống cột định vị (gnomon) được dựng theo hướng Bắc - Nam, cận nam từ tận miền Trung Việt Nam, cực bắc lên đến sát Trường Thành. Cột đồng lớn nhất được dựng năm 1276 đời Tống, cao đến 12 m. Do nhận ra chu kỳ quay tròn của bầu trời, người Trung Hoa cũng chia vòng tròn thiên cầu thành các độ, tuy nhiên độ này ứng với các ngày trong năm, nên một vòng tròn có 365 và ¼ độ. Vào đầu công nguyên họ cũng tính ra độ dài của 1 cung kinh độ là khoảng 155 km, đến đời Đường (TK 7) họ tính lại là 123.7 km (thực tế khoảng 111 km) Cũng như nhiều kiến thức khoa học, Thiên văn học cũng chịu sự tác động qua lại của các nền văn minh khác. Sự tác động sớm nhất là thiên văn Babylon, thông qua con đường tơ lụa (khoảng thế kỷ 1, 2 TCN), sau đó chịu ảnh hưởng rất mạnh của Ấn Độ, thông qua Phật giáo (đầu CN). Đến cuối TK 13 thì tư tưởng thiên văn Hồi giáo truyền vào cùng với sự bành trướng của đế quốc Nguyên Mông, và thế kỷ 16 là thiên văn phương Tây, theo chân các nhà truyền giáo. Những công trình thiên văn cổ của Trung Quốc tại Bắc Kinh còn lại ngày nay được xây dựng trong triều Minh và Thanh. Đến triều Thanh thì lịch pháp đã dựa rất nhiều vào kiến thức phương Tây, và các đài thiên văn đều có bàn tay của giáo sĩ nước ngoài. Những công trình cổ còn lại Công trình cổ sớm nhất còn lại hiện nay là đài thiên văn ở Nam Kinh, được thiết kế và xây dựng vào những năm 1231-1314 đời Tống. Cùng thời đó nhà Tống còn cho xây thêm 4 đài thiên văn nữa rải rác khắp đất nước. Thiên Văn đồ cũng được vẽ và khắc vào giai đoạn này. Sau này một số thiết bị quan trắc được dựng tại đài Nam Kinh theo bản vẽ cổ. Đài thiên văn Nam Kinh Năm 1442, triều đình nhà Minh cho xây tại Bắc Kinh đài thiên văn bằng đá cao 14 m, trên đó có các thiết bị bằng đồng dành cho quan sát thiên tượng, gồm các vòng tròn dựng trên giá gồm những con rồng, một cột đồng đo bóng mặt trời để tính thời gian, và một thiên cầu. Trong những năm sau đó, các thiết bị dùng để vẽ lại vị trí các thiên thể được thêm vào. Toàn cảnh đài thiên văn Bắc Kinh Đến triều nhà Thanh (1673), những thiết bị dùng để đo góc giữa các vì sao làm bằng đồng chạm khắc cầu kỳ được dựng thêm lên. Khung hỗn thiên gồm thiên xích đạo, hoàng đạo, và một thiên cầu đường kính hơn 1 m chạm nổi các chòm sao, dùng để mô tả chuyển động của các hành tinh, tính toán thời gian. Những thiết bị này đều có giá đỡ là những con rồng, con vật huyền thoại thống lĩnh bầu trời. Công trình này có sự góp sức rất lớn của nhà truyền giáo Ferdinand Verbiest. Ngày nay đây là điểm tham quan hấp dẫn khách du lịch. Cùng với các phát minh quan trọng như La bàn, thuốc nổ, giấy và nghề in, những thành tựu nghiên cứu về thiên văn vũ trụ, lịch pháp, dù với mục đích nào, cũng đã để lại cho hậu thế những kho tri thức vô giá. Những kiến thức đó là chung cho nhân loại chứ không riêng quốc gia, dân tộc nào. (1) Theo tin Vnexpress: http://www.vnexpress.net/Vietnam/Khoa-hoc/2004/05/3B9D2329/ (2) Tư liệu trên là do đời sau ghi lại, một số nhà nghiên cứu cho rằng không đáng tin cậy, và cho rằng lần ghi Nhật thực đầu tiên mãi đến năm 1300 TCN mới được thực hiện. Thông thường người Trung Hoa thường coi những ghi chép trên xương, mai rùa là văn bản chính thức, trong khi đó giới học giả phương Tây không phải lúc nào cũng đồng ý. Chẳng hạn có giáp cốt văn năm 1400 TCN ghi “Ngày thứ 7 trong tháng, có sao mới xuất hiện gần sao Tâm”, nhưng không được công nhận là ghi chép về Siêu tân tinh. . QUAN SÁT THIÊN VĂN Tác giả: Bùi Dương Hải 1. NHỮNG TÀI LIỆU VÔ GIÁ Năm 2004, Bảo tàng Anh quốc công bố. thiên văn Nam Kinh Năm 1442, triều đình nhà Minh cho xây tại Bắc Kinh đài thiên văn bằng đá cao 14 m, trên đó có các thiết bị bằng đồng dành cho quan sát