Những điều lịch sử 'lãng quên' về nhà khoa học khiến Einstein cũng phải nể phục

Lemaitre và Einstein

Tháng 1/1933, nhiều nhà khoa học nổi tiếng nhất bấy giờ, trong đó có những người có tên trong danh sách các nhà khoa học vĩ đại nhất mọi thời đại đã từ nhiều nơi trên thế giới đổ về Viện Công nghệ California ở Pasadena, bang California, Mỹ để nghe một loạt bài thuyết trình. Trong số những khán giả của buổi thuyết trình có cả Albert Einstein và Edwin Hubble.

Tuy nhiên, Einstein tỏ ra cực kỳ ấn tượng với bài thuyết trình của một diễn giả, đến mức phải thốt lên rằng đó là sự giải thích về tạo hóa tuyệt vời và thỏa mãn nhất mà ông từng nghe. Tác giả của bài thuyết trình đó chính là Linh mục Công giáo người Bỉ tên Georges Lemaitre.

Linh mục đam mê khoa học

Ông Georges Lemaitre sinh ngày 17/7/1894 tại Bỉ. Ngay từ khi còn nhỏ, ông đã bộc lộ đam mê nghiên cứu khoa học, đặc biệt là sự tò mò về thế giới tự nhiên; sự ra đời của các đối tượng và sự kiện mà chúng ta quan sát được. Đến tuổi trưởng thành, ông theo học ngành kỹ sư dân dụng tại Đại học Công giáo Leuven - trường đại học tiếng Pháp lớn nhất ở Bỉ lúc bấy giờ.

Tuy nhiên, việc học của ông đã bị gián đoạn khi Chiến tranh thế giới I bùng nổ. Lemaitre nhập ngũ, trở thành một sỹ quan pháo binh phục vụ trong quân đội Bỉ. Nhờ thành tích dũng cảm trong chiến đấu, ông được trao huân chương Croix de Guerre danh giá.

Cũng trong thời gian này, ông được đọc quyển Điện học và Quang học của Henri Poincaré. Cuốn sách ấn tượng với Lemaitre đến mức ông đã quyết định chuyển sang theo học vật lý và toán học sau khi từ chiến trận trở về giảng đường.

Mộ đạo từ khi còn bé, Lemaitre quyết định vừa theo đuổi nghiên cứu khoa học, vừa trở thành một thầy tu. Ngày 23/9/1923, ông được thụ phong linh mục. 3 năm sau, ông tốt nghiệp trường Leuven. Cùng năm, ông được học bổng của Đại học Cambridge (Anh) - nơi ông tiến hành các nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của nhà vật lý học thiên thể lừng danh là Athur Eddington.

Chính ông Eddington là người đã giới thiệu cho Lemaitre những nghiên cứu mới nhất trong ngành vũ trụ học hiện đại, thiên văn học và phân tích số. Đây cũng là nơi Lemaitre được làm quen với các tác phẩm của Enstein, đặc biệt, nghiên cứu của ông tập trung vào Thuyết tương đối của Einstein. Tuy nhiên, Lemaitre lập luận rằng vũ trụ đang giãn nở trong khi Einstein lập luận rằng vũ trụ tĩnh, được cân bằng bởi một thứ gọi là Hằng số vũ trụ.

Năm tiếp theo, vào năm 1924, ông nghiên cứu tại Đài thiên văn Harvard và tại Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ). Thời gian này, ông đã làm việc với nhà thiên văn học nổi tiếng về các nghiên cứu về tinh vân Harlow Shapley. Tại Viện Công nghệ Massachusetts, ông nhận được bằng tiến sĩ khoa học.

Cũng trong thời gian ở Mỹ, ông còn có cơ hội làm việc với 2 nhà thiên văn học khác là Vesto Slipher và Edwin Hubble, cùng họ thu thập nhiều chứng cứ và dữ liệu quan trọng về thiên văn. Đây cũng chính là khoảng thời gian ông Lemaitre phát hiện ra một thuyết sâu sắc mà đến ngày nay vẫn ảnh hưởng tới cách chúng ta nghiên cứu về vũ trụ. Năm 1925, ông Lemaitre trở về Bỉ, làm giảng viên bán thời gian ở trường Leuven.

Những phát hiện nền tảng

Năm 1927, ông Lemaitre công bố ý tưởng đột phá về một vũ trụ giãn nở. Sử dụng Thuyết tương đối của Einstein để làm chỉ dẫn, Lemaitre đã phỏng đoán rằng vũ trụ liên tục giãn nở nên khoảng cách giữa các thiên hà cũng tăng lên.

Ý tưởng ban đầu của ông không liên quan cụ thể tới Vụ nổ lớn Big Bang nhưng về sau việc nghiên cứu của ông đã tập trung vào ý tưởng vũ trụ được hình thành sau vụ nổ lớn. Chính linh mục Lemaitre là người đã phát hiện ra tỷ lệ giãn nở liên quan tới khoảng cách giữa các thiên hà và Trái đất - mà về sau được gọi là Định luật Hubble.

Ông cũng chính là người phát hiện ra điều mà bây giờ được gọi là Hằng số Hubble. Theo các nhà nghiên cứu, Lemaitre mới là người đã nghiên cứu các vấn đề trên trước khi Hubble công bố công trình tương tự và đóng góp thực sự của Hubble chỉ là cung cấp cơ sở quan sát cho lý thuyết dựa trên các phát hiện của Lemaitre.

Mô tả vụ nổ Big Bang và sự hình thành vũ trụ

Tuy nhiên, ở thời điểm Lemaitre công bố những phát hiện của mình, nghiên cứu được cho là xứng đáng giành giải Nobel của ông lại không được chú ý bởi nó chỉ được đăng trên một tạp chí khoa học ở Bỉ. Thầy giáo cũ của ông là Eddington không có bình luận gì về thuyết này, còn nhà khoa học Enstein, khi đó đã là bạn với ông Lemaitre, cũng không lên tiếng ủng hộ ý tưởng vũ trụ giãn nở của Lemaitre.

Einstein khi đó cho rằng tính toán của ông Lemaitre đúng nhưng phần vật lý không tốt. Lý thuyết vũ trụ giãn nở của ông đã bị cười nhạo và gọi đùa gọi là “Lý thuyết Big Bang” của Lemaitre. Trong bài báo đăng trên tờ Tablet năm 2008, John Farrell - tác giả cuốn sách “Ngày không có Ngày hôm qua: Lemaitre, Einstein và Khai sinh Vũ trụ học hiện đại” cho rằng sở dĩ cộng đồng khoa học lúc bấy giờ không công nhận luận thuyết của ông Lemaitre vì cho rằng ông hướng đến một lời lý giải mang tính tôn giáo cho khởi thủy của vũ trụ.

Phải đến năm 1929, khi Hubble công bố những nghiên cứu của mình thì Enstein và Eddington mới nghĩ lại. Einstein đã hối tiếc về nhận định từng đưa ra với nghiên cứu của Lemaitre và đã đề cử ông giành giải thưởng Francqui - giải thưởng nghiên cứu khoa học danh tiếng nhất ở Bỉ. Giải thưởng đã được Vua Leopold III trao cho Lemaitre năm 1934.

Trước câu hỏi Ai là nhà khoa học đầu tiên đưa ra Lý thuyết Big Bang, hầu hết mọi người sẽ nói rằng đó là Albert Einstein hoặc Edwin Hubble. Tuy nhiên, trên thực tế, Lemaitre mới là câu trả lời đúng. Cụ thể, sau khi công bố công trình về tỷ lệ giãn nở liên quan tới khoảng cách giữa các thiên hà và Trái đất, Lemaitre và những người hoài nghi đặt ra câu hỏi: Vũ trụ tiếp tục giãn nở nhưng quá trình giãn nở này diễn ra thế nào và khi nào?

Chỉ vài tháng sau đó, sử dụng bài thuyết trình của Eddington năm 1931 về kết thúc của vũ trụ làm chỉ dẫn, Lemaitre đã nảy ra một học thuyết đột phá khác. Học thuyết này được Lemaitre đưa vào một loạt bài luận mang tên “Nguyên tử sơ khai”, trong đó ông gọi sự khởi nguyên là “bây giờ không có hôm qua”. Đây cũng chính là nền tảng của “Thuyết Big Bang” vốn được một số nhà khoa học khác bổ sung trên nền tảng học thuyết của ông Lemaitre.

Học thuyết của ông cho rằng khi nguyên tử sơ khai nổ, nó sẽ tạo ra thời gian và không gian rồi làm vũ trụ giãn nở. Nhiều người lúc bấy giờ không đồng ý với học thuyết gốc này vì nghĩ rằng Lemaitre là một linh mục nên ông đã bị tôn giáo ảnh hưởng tới nghiên cứu khoa học.

Năm 1933, sau khi Lemaitre trình bày công trình nghiên cứu của mình, Einstein đã đứng lên và khẳng định rằng đó là sự giải thích về tạo hóa tuyệt vời nhất và thỏa mãn nhất mà ông từng nghe.

Năm 1931, muốn thuyết của mình được nhiều người đọc hơn, Lemaitre đã gửi bài viết cho nhà vật lý thiên văn Arthur Eddington. Eddington sau đó đã dịch công trình của Lemaitre và đăng trên “Thông báo tháng của Hiệp hội Thiên văn học Hoàng gia” - một tạp chí danh tiếng hiện vẫn duy trì xuất bản.

Có điều, bản dịch này bị thiếu 2 trang so với công trình gốc bằng tiếng Pháp, cũng chính là các trang nói về Hằng số Hubble. Đó là lý do nhiều người vẫn gắn hằng số này với Edwin Hubble thay vì Georges Lemaitre. Năm 1966, Lemaitre qua đời chỉ ít lâu sau khi phát hiện sự tồn tại của bức xạ nền vũ trụ - phát hiện đã tăng thêm sức nặng cho học thuyết về sự ra đời của vũ trụ của ông.

Thúy Quỳnh