Người 'mở khóa' vũ trụ

Tác giả: Andrew Robinson/ NXB Kim Đồng

Những nhà khoa học tiên phong

"Những nhà khoa học tiên phong" là một cuốn sách thú vị về lịch sử của những phát minh nổi tiếng. Để có được những đóng góp vĩ đại cho nhân loại, các nhà khoa học nổi tiếng đã làm việc với lòng say mê và tinh thần học hỏi không ngừng.

Người ‘mở khóa’ vũ trụ

Thuyết nhật tâm của Nicolaus Copernicus là một phát kiến quan trọng của nền thiên văn học. Nó đem tới những nhận thức đúng đắn về vũ trụ và đạp đổ những quan niệm sai lầm.

Thuyết Nhật tâm của Nicolaus Copernicus đã đạp đổ nhiều quan niệm sai lầm về vũ trụ. Ảnh minh họa: T.T.

Nicolaus Copernicus tiếp tục nghiên cứu tóm lược cuốn Almagest của Regiomontanus và phát hiện ra rằng tác giả người Đức này dựa vào phương án của Ptolemy mà dựng nên một cách thay thế ngoại luân sao cho vẫn phù hợp với các chuyển động nghịch của các hành tinh.

Regiomontanus chỉ ra rằng vai trò của các chính đạo và ngoại luân có thể chuyển đổi cho một đường tròn lệch tâm di động luôn nằm về hướng Mặt Trời. Phương án này là bước mào đầu cho hệ nhật tâm của Copernicus.

Ban đầu Copernicus đã nghĩ ra một hệ thống mà từng hành tinh vòng ngoài (Sao Hỏa, Sao Mộc và Sao Thổ) quay quanh Mặt Trời, trong khi Mặt Trời quay quanh Trái Đất. Khi đưa thêm các hành tinh vòng trong (Sao Thủy và Sao Kim) vào hệ thống, Copernicus đã phải chọn giữa việc sắp xếp các hành tinh quay quanh Mặt Trời, còn Mặt Trời quay quanh Trái Đất, hay một cách sắp xếp còn tao nhã hơn, đó là Trái Đất cũng quay quanh Mặt Trời.

Mô hình trang nhã hơn này sẽ biến Trái Đất thành một hành tinh chuyển động, qua đó giải thích được rằng chuyển động nghịch của các hành tinh và những điểm có vẻ dị thường khác trong chuyển động của các thiên thể chỉ là biểu kiến, chứ không phải thực sự như thế, và điều này thách thức các quan điểm đang thống trị.

Việc đặt tất cả hành tinh vòng quanh Mặt Trời cũng giúp xác định được các khoảng cách và chu kỳ quay quanh quỹ đạo của chúng, những con số này trong mô hình của ông đều tăng lên so với các quan niệm trước đây. Riêng Mặt Trăng thì vẫn quay quanh Trái Đất như một ngoại luân.

Nhiều thập kỷ sau, trong tác phẩm Về chuyển động quay, Copernicus đã biện minh cho mô hình của mình: “Chúng tôi không tìm ra cách sắp xếp nào khác có quan hệ hài hòa giữa kích thước quỹ đạo và chu kỳ của nó”.

Ông cũng để ý tới sự vi phạm nguyên lý chuyển động tròn đều trong lý thuyết hành tinh của Ptomely, mà cách giải quyết, được ông tìm thấy trong các mô hình của các nhà thiên văn Ả Rập, trước đó có liên quan đến đài quan sát Maragha, đã đảm bảo chặt chẽ sự chuyển động tròn đều.

Các nhà sử học đã tin rằng, đột phá trí tuệ của Copernicus diễn ra vào khoảng năm 1510, lên đến đỉnh cao trong Commentariolus (Bình luận nhỏ), một tập sách nhỏ đề cập đến thuyết hành tinh nhật tâm của ông, một mô hình cũng duy trì được chuyển động tròn đều.

Trong năm đó, Copernicus định cư hẳn ở Frombock. Phần lớn công việc chính thức ở nhà thờ của ông liên quan đến tài chính, dẫn ông đến việc viết một tiểu luận về tiền tệ và đúc tiền. Tuy nhiên, ông vẫn dành thời gian cho đam mê trí tuệ chủ yếu của mình là quan sát vị trí các hành tinh và Mặt Trời để có số liệu cần thiết cho việc xem xét mô hình của Ptomely.

Năm 1515, lần đầu cuốn Almagest được ấn hành trọn vẹn. Khi Copernicus thấy nó đồ sộ hơn hẳn bản tóm lược của Regiomontanus mà Commentariolus của ông đã dựa vào, ông đã hiểu quy mô của nhiệm vụ tự đặt lên vai mình. Để thuyết phục thế giới Phương Tây thay đổi hệ thống vũ trụ học mà họ đã tin theo hơn nghìn năm qua đòi hỏi hàng thập kỷ quan sát và tính toán.