wiz
09-07-2009, 10:02 AM
'Trong vòng khoảng 10 tỉ năm nữa, vũ trụ sẽ hoàn toàn là một nơi tăm tối, không có sự sống; trái tim của vũ trụ sẽ ngừng đập và các hành tinh sẽ trôi nổi không xác định trong vũ trụ bao la...
Đó chính là tuyên bố của Alan Heavens, nhà nghiên cứu vũ trụ tại Trường đại học Edinburgh. Ông và các đồng nghiệp đã tính toán rằng quá trình hình thành sao ngày nay chậm hơn 30 lần so với khoảng thời gian cách đây 6 tỉ năm, khi mặt trời được tạo ra. Mặt khác, ngày càng có nhiều sao trong quá trình phân huỷ hơn là chúng được sinh ra. "Trong vòng 5 hoặc 10 tỉ năm nữa, vũ trụ sẽ trở thành một nơi tối tăm, không có ánh sáng. Vì đây là một quá trình rất dài nên chúng ta không nhìn thấy sự thay đổi hoặc khác biệt", Heavens nói.
Kết quả nghiên cứu của Alan Heavens không làm các nhà thiên văn học khác ngạc nhiên. Theo một số báo cáo gần đây của các nhà thiên văn học, số lượng sao được hình thành trong vũ trụ ngày càng ít đi. Hiện vẫn chưa có lý do giải thích cho hiện tượng này, nhưng theo một số nhà thiên văn học, đây có thể là quá trình vận động của vũ trụ đang dần đi đến... sự thoái trào.
Các nghiên cứu trước đây đã không đánh giá đúng mức sự giảm thiểu của sao. Nó chỉ tính toán dựa trên các dải thiên hà còn sáng trong vũ trụ mà không tính đến các dải thiên hà mờ dần và đang trong quá trình tắt sáng.
Nhóm nghiên cứu của Heavens đã sử dụng dữ liệu từ Trạm quan sát Sloan Digital Sky Survey (SDSS) để tính toán tổng số lượng sao trong vũ trụ, tính từ lúc hình thành cho đến nay. Họ đã so sánh độ dài ánh sáng (phương pháp để xác định tuổi của sao) và số lượng sao có độ tuổi khác nhau từ 40.000 dải thiên hà trong vũ trụ.
Tìm thấy 40 thiên hà nhỏ
Các nhà thiên văn học vừa phát hiện ra hơn 40 thiên hà nhỏ chưa được biết đến trước đây nằm trong một chòm sao ở "ngưỡng cửa của trái đất". Để phát hiện ra điều này họ đã sử dụng kính viễn vọng Anglo-Australian ở một vùng xa xôi của Australia.
Một nhóm gồm 12 nhà khoa học từ 5 nước đã tìm thấy những vật thể này, chúng có kích thước rất nhỏ, nhìn giống như những ngôi sao nấp gần cụm Fornax của dải thiên hà. Michael Drinkwater thuộc trường ĐH Queensland - người lãnh đạo nhóm này cho biết những thiên ngân hà này thuộc về một lớp được đặt tên UCD.
Những UCD này chưa được biết cho tới khi một nhóm đã sử dụng kính thiên văn Anglo-Australian ở phía bắc bang New South Wales phát hiện ra 6 thiên hà nhỏ trong cụm Fornax vào năm 2000.
Theo các nhà khoa học những UCD này là tâm của những thiên hà lớn hơn có trước đây nhưng đã bị trơ trụi những vòng bên ngoài những ngôi sao của của chúng. Có thể chính vì nhìn chúng rất bình thường nên các nhà khoa học đã bỏ quên chúng, vì nhìn sơ quan chúng gần giống với các ngôi sao gần đó.
Liệu vũ trụ có quay quanh một trục nhất định?
Chúng ta có thể nhận thấy trái đất quay quanh trục của nó, nhờ hiện tượng ngày đêm cũng như sự di chuyển của mặt trời và các ngôi sao trên bầu trời. Tuy nhiên, không chỉ có hành tinh, vì sao, hố đen..., mà các thiên hà, thậm chí cả vũ trụ của chúng ta cũng đang quay quanh một trục nhất định.
Đó là thông báo của Tiến sĩ Wolfgang Schleich, Đại học Ulm (Đức), đăng trên tạp chí New Scientist số mới đây.
Về nền tảng lý thuyết, năm 1918, hai nhà vật lý người Áo là Joseph Lense và Hans Thirring đã chỉ ra rằng, một vật thể quay trong một không gian quay luôn để lại một hiệu ứng "chệch" vận tốc nhất định mà người ta có thể đo được. Hiệu ứng này đã được trình bày trong nhiều mô hình toán học, nhưng đến nay người ta vẫn chưa kiểm nghiệm được, vì thế vẫn chưa thể khẳng định vũ trụ của chúng ta có quay hay không.
Để kiểm chứng điều đó, nhóm nghiên cứu của Wolfgang Schleich đang thiết kế một hệ thống con quay hồi chuyển siêu chính xác (Hyper-Gyroscope) nhằm đo độ chuyển dịch của không gian. Tại đây, một dòng tia nguyên tử được chia làm hai phần. Một phần phóng vòng theo chiều kim đồng hồ trong một "chiếc nhẫn không gian" khổng lồ. Phần kia được phóng theo chiều ngược lại. Theo tính toán, nếu vũ trụ không quay thì hai tia này sẽ gặp nhau ở điểm đối điện bên kia "chiếc nhẫn không gian".
Nhưng nếu vũ trụ quay, thì hai tia được phóng ra sẽ không đến đích cùng lúc, bởi vì một tia đi ngược chiều quay của không gian, trong khi tia kia lại đi xuôi. Sự chênh này gọi làđộ lệch vận tốc. Trên mô hình lý thuyết, nhóm của Schleich đã tính ra rằng, vũ trụ của chúng ta quay với vận tốc rất nhỏ (chậm hơn của vận tốc quay của trái đất tới 100.000 lần!) Vì thế độ lệch vận tốccủa hai tia nguyên tử sẽ cực nhỏ.
Ông Arnaud Landragin, thuộc Đài thiên văn Paris, nói: "Sẽ rất khó xác định được độ lệch vận tốc này khi chúng ta đưa Hyper-Gyroscope lên không gian. Trước hết, chúng ta cần thử nghiệm hệ thống này trên mặt đất". Ông Landragin cũng tỏ ra nghi ngờ khả năng Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) có thể đưa Hyper-Gyroscope lên không gian vào năm 2010.
Vụ nổ vĩ đại ở Siberia
Năm 1908, một vụ nổ dữ dội đã xảy ra trên bầu trời Sibéria. Cách đó 50 dặm còn có người bị bỏng vì nhiệt. Các làn sóng chấn động làm sụp đổ các tòa nhà cách 40 dặm. Nguyên nhân nào đã gây ra vụ nổ này ?
Ngày : 30 tháng Sáu, 1908
Địa điểm : Sibéria - một vùng mênh mông hầu như không có người ở nước Nga.
Thời gian : khoảng 7 giờ sáng một ngày trời trong.
Bỗng nhiên, một vật gì đó bay vụt qua bầu trời từ phía nam lên phía bắc. Những người quan sát được sau đó đã mô tả vật này như một ống điếu có ánh xanh nhạt kỳ lạ tỏa ra trước khi nó phát ra tiếng nổ. Chỉ có vài giây trước khi vật lạ nổ tung. Sức mạnh dữ dội làm điếc tai những người chăn súc vật và làm bỏng những người ở cách đó 50 dặm. Trong vòng bán kính 40 dặm các tòa nhà đổ sụp do sóng chấn động. Cách đó 400 dặm, đường ray xe lửa bị bốc tung lên không trung, trong khi mặt đất rung chuyển ầm ầm.
Hàng tấn tro bụi, bùn đất bắn lên khí quyển, làm bầu trời tối sầm. Một tuần liền sau đó, những trận mưa đen kịt làm vấy bẩn vùng tuyết trắng. Đám mây bụi còn làm bầu trời châu Âu ngả vàng và trắng đục.
Vì vụ nổ xảy ra ở vùng không có dân cư và không gây tử vong, nên không một cuộc điều tra nào được tổ chức ngay. Nhưng mười ba năm sau, 1921, Leonid Kulik, một nhà khoa học người Nga cho rằng một ngôi sao băng (tức thiên thạch) từ vũ trụ đã chạm vào Trái đất và gây nổ, và ông đã đến hiện trường bằng xe bò kéo. Cuộc hành trình đầy khó nhọc. Mùa đông ở Sibéria có nhiệt độ 70oF dưới không, và mùa hè, muỗi bu vào các hành khách từng đoàn.
Kulik đã bỏ ra mười năm để nghiên cứu vùng đất nơi vụ nổ xảy ra. Những điều ông phát hiện thật đáng kinh ngạc - cây cối bị đổ rạp, nhưng không có vết nứt nào ở nơi lẽ ra sao băng phải để lại dấu vết. Trên thực tế, cây cối ngay dưới vụ nổ bị đốt cháy, nhưng vẫn đứng thẳng. Ông phỏng vấn các nhân chứng, và nhận được một bản mô tả bí ẩn về vật lạ. Họ nói nó bay đến từ phương nam, đổi hướng sang phía đông rồi quay lại phương tây. Kulik biết rằng không có thiên thạch nào có đường bay như vậy.
Bài toán càng trở nên bí hiểm khi vận tốc vật lạ được tính toán. Theo ước lượng chính xác nhất, vật lạ bay với vận tốc 700dặm/giờ. Phần lớn các thiên thạch khác bay với vận tốc 100.000 dặm/giờ. Hình dạng vật lạ - hình ống điếu - cũng không đúng; thiên thạch thường có hình tròn.
Nhiều năm qua các nhà khoa học đã cố gắng giải đáp bài toán này. Đây là một vài lời giải thích :
* Vụ nổ do một sao chổi gây ra. Vì phần lớn sao chổi cấu tạo bởi khí gas và nước, nó có thể gây nổ dữ dội và không để lại rãnh nứt trên mặt đất. Tuy vậy, không ai tìm thấy dấu vết vật chất nào của sao chổi và không có nhà thiên văn nào báo cáo rằng đã thấy một sao chổi lại gần Trái đất trong ngày hôm đó.
* Có thể đó chính là một thiên thạch, chỉ đi qua chứ không chạm vào Trái đất. Nhiều lần các nhà khoa học đã biết các thiên thạch chỉ đi qua chứ không chạm vào Trái đất. Các thiên thạch này lóe sáng trên bầu trời, gây những vụ nổ chấn động trên Trái đất, rồi lại đi ra ngoài không gian. Tuy vậy, vật thể ở Sibéria lại đổi tốc độ và hướng bay; dường như nó đi chậm lại và đổi đường bay.
* Hay vật thể lạ là một đĩa bay, một UFO (vật thể bay không xác định) chạy bằng năng lượng hạt nhân đã bị nổ tung ? Mô tả về vụ nổ Sibéria tương tự vụ nổ bom hạt nhân ở Hiroshima năm 1945, vụ nổ đã tạo những làn sóng ánh sáng dữ dội trên trời, gây sóng chấn động, và phát bức xạ làm bỏng mặt những người ở cách đó nhiều dặm và hất bùn đất lên thành những cơn mưa màu đen.
Có gì không ổn chăng ? Những nhân chứng không hề có kiến thức và bị sức nặng. Họ có thể mô tả không chính xác những gì họ thấy. Và một UFO muốn lại gần Trái đất từ ngôi sao gần nhất cũng phải đi qua hàng triệu dặm. Dù sử dụng động cơ hạt nhân, thời gian để vượt qua khoảng cách đó - tính bằng năm ánh sáng - đủ để khiến chúng ta không dám nghĩ tới một sự sống thông minh trên một con tàu vũ trụ nào. Vì vậy không ai biết điều gì xảy ra ở Sibéria năm 1908. Sự thật và dấu vết vụ nổ vẫn còn đó. Và cả câu đố về nguyên nhân của nó.
Vũ trụ trong góc nhìn mới nhất
Những nghiên cứu bầu trời do các nhà khoa học NASA công bố vào nǎm ngoái cũng cho thấy kết quả tương tự. Các thông số từ vệ tinh MAP quay quanh mặt trời cho phép giả định rằng trong vũ trụ tồn tại một loại lực đầy bí ẩn, lớn hơn nhiều so với tất cả các tương tác vũ trụ khác. Theo Phòng khoa học của Viện Nǎng lượng Mỹ, 70% tổng nǎng lượng vũ trụ là liên quan đến lực này. Người ta gọi số nǎng lượng đó là nǎng lượng tối, bởi vì chỉ biết rằng nó chống lại trường hấp dẫn. Ưu thế của nó so với lực hấp dẫn bắt đầu bộc lộ cách đây vài tỉ nǎm. Có thể nó sẽ dẫn đến tình trạng phát tán toàn bộ vật chất vào khoảng không ngày càng rộng lớn và lạnh giá. Những thiên hà khi đó sẽ trở thành những ốc đảo với những ngôi sao chết.
Những phỏng đoán đáng buồn này có thể không trở thành sự thật, còn bức phác hoạ vũ trụ sau hàng tỉ nǎm nữa sẽ có thể định hình sớm hơn nhiều nếu như ta chấp nhận giả thiết là nǎng lượng tối sẽ thay đổi theo thời gian. Người ta đã tính được rằng những kết cấu vũ trụ khổng lồ, được gọi là những tổ hợp thiên hà, sẽ phải tan rã nếu như không có lực hấp dẫn của những vật thể không nhìn thấy nằm lẫn trong tổ hợp đó. Những vật thể đó có thể là những ngôi sao đã cháy hết, những lỗ đen hoặc những hạt đặc biệt chưa được phát hiện tồn tại từ sau Vụ nổ lớn.
Không thể nhìn thấy vật chất tối, nhưng một số tác động lên môi trường xung quanh của nó thì khá rõ ràng và đôi lúc còn rất lạ thường nữa. Tháng trước, các nhà thiên vǎn học ở Viện nghiên cứu Max Planck đã được chiêm ngưỡng một hiện tượng vũ trụ kì vĩ: Một lỗ đen khổng lồ, cách chúng ta chừng 700 triệu nǎm ánh sáng, nuốt dần một ngôi sao. "Kẻ khốn khổ" có kích cỡ như mặt trời của chúng ta đã bị đẩy bật ra khỏi quĩ đạo vì lực hấp dẫn của một vật thể khác và bị quǎng vào gần trung tâm thiên hà. Tại đó đã có một lỗ đen với khối lượng khoảng 100 triệu lần lớn hơn khối lượng mặt trời, còn mật độ vật chất của nó thì lớn kinh khủng. "Đó là cuộc đụng độ giữa gã khổng lồ David và chàng Goliat nhỏ bé. Cuối cùng thì Goliat đã chiến thắng". Nhà vật lý thiên vǎn Gunter Hasinger thuộc Viện Nghiên cứu Max Planck đã mô tả ngắn gọn sự kiện kinh hoàng này như vậy.
Lỗ đen, nặng hơn ngôi sao khoảng một trǎm triệu lần, đã xé nát ngôi sao và hút nó vào trong lòng mình. Quá trình "ǎn thịt" này có tốc độ khá kinh ngạc. Trong khoảng thời gian lỗ đen ở gần ngôi sao nhất, cứ 10 phút một lượng vật chất bằng kích cỡ Trái đất bị hút vào trong lỗ đen. Ngôi sao lúc đầu bị kéo cǎng ra, sau đó bị xé bởi lực hấp dẫn. Một phần ngôi sao rơi vào lỗ đen, nóng lên tới hàng triệu độ và toả ra lượng nǎng lượng bằng nǎng lượng giải phóng khi một siêu tân tinh lớn bùng nổ. "Đó là một trong những chớp sáng mạnh nhất mà chúng tôi quan sát được, do khí trong lòng ngôi sao bốc cháy gây nên" - Bà Stefanie Komoss - người điều hành các nghiên cứu về vấn đề lỗ đen ở Viện nghiên cứu Max Planck cho biết như vậy.
Từ trước tới nay lỗ đen vẫn bị coi là kẻ huỷ diệt tàn nhẫn, là chặng cuối cùng trong tiến hoá rồi tàn lụi của vũ trụ. Vật chất rơi vào lỗ đen và biến mất, mãi mãi không còn mối liên hệ với phần còn lại của vũ trụ. Nhưng những quan sát mới đây khiến cho người ta thay đổi cách nhìn nhận. Lỗ đen bắt đầu được coi như nguồn lực khởi tạo, ảnh hưởng đến hình dạng thiên hà và sự phân bổ các vì sao. "ý tưởng kết hợp sự phát triển của các lỗ đen và các thiên hà nhất là trong hàng tỉ nǎm đầu sau Vụ nổ lớn, bắt đầu chiếm ưu thế trong xu hướng nghiên cứu chính hiện nay - Giáo sư vật lý thiên vǎn học Meg Urry thuộc trường Đại học Yale cho biết - Chúng tôi tin rằng lỗ đen đóng vai trò cơ bản trong tiến hoá của thiên hà". Những gợi ý này càng có cơ sở vững chắc khi mà trong 2 nǎm trở lại đây người ta bắt đầu so sánh bản đồ phân bổ lỗ đen với những vùng thành lập những ngôi sao mới. Trong nhiều trường hợp những địa điểm có lỗ đen trước đây từng khớp với nơi thành lập sao mới. Như vậy một lỗ đen khối lượng lớn đóng vai trò hạt nhân tích cực của thiên hà. Nó kéo những ngôi sao lân cận, bụi và khí lại gần. ở những nơi nhiều bụi và khí, nǎng lượng và vật chất được tích luỹ nhiều, đủ để khai sinh ra những vật thể vũ trụ mới. Thảm hoạ của một ngôi sao bị lỗ đen xé nát thường lại là sự bắt đầu cuộc sống mới của những ngôi sao khác.
Hoá ra là trong khoa học không có điều gì là ổn định mãi mãi. Những khám phá gần đây buộc các nhà nghiên cứu đưa ra những giả thuyết mới. Rất có thể sắp tới đây chúng ta sẽ biết được rằng lực hấp dẫn - loại lực giữ chúng ta trên trái đất và không cho phép Thái Dương hệ tan rã - sẽ trở thành lực đẩy trong khoảng không vũ trụ rộng lớn. Và rất có thể nǎng lượng của khoảng không vũ trụ tác động thông qua loại lực đẩy như vậy
Lược sử thời gian
Chúng ta ở trong một thế giới đang làm chúng ta phải trầm tư suy nghĩ. Chúng ta muốn gán cho mọi vật xung quanh chúng ta một ý nghĩa nào đó và tự hỏi bản chất của vũ trụ là gì? Chúng ta đóng vai trò gì trong vũ trụ và chúng ta từ đâu tới? Tại sao vũ trụ lại như thế này?
Để trả lời những câu hỏi đó chúng ta hãy chọn một “bức tranh của vũ trụ”. Một bức tranh là hình ảnh của vô số con rùa chở trên lưng một mặt đất phẳng, còn bức tranh khác có thể là lý thuyết siêu dây. Cả hai đều là những lý thuyết về vũ trụ, song lý thuyết thứ hai toán học hơn và chính xác hơn. Cả hai lý thuyết đều thiếu cơ sở thực nghiệm: chưa ai thấy con rùa khổng lồ mang mặt đất trên lưng và cũng chưa ai thấy được một siêu dây. Song lý thuyết rùa không thể đứng vững như một lý thuyết khoa học vì theo thuyết này thì chúng ta có thể rơi từ vùng biên của thế giới. Điều này không phù hợp với thực nghiệm, nếu không hóa ra đó lại là cách giải thích cho hiện tượng nhiều người được giả định là biến mất trong tam giác Bermuda!
Nhiều lý thuyết trước đây nhằm mô tả và giải thích vũ trụ gắn liền với ý tưởng cho rằng các sự cố và hiện tượng thiên nhiên đều điều hành bởi thần linh, do đó mang sắc thái cảm tính và không có khả năng tiên đoán. Các thần linh sống giữa những vật thể như sông, núi, kể cả các tinh cầu như mặt trăng, mặt trời. Con người phải cảm tạ và cầu xin thần linh để đất đai được phì nhiêu, mưa gió thuận hòa. Song dần dần, người ta nhận thấy được một số quy luật: mặt trời luôn mọc ở phương Đông và lặn ở phương Tây bất kể là người ta có dâng vật hy sinh cho thần mặt trời hay không. Hơn nữa, mặt trời, mặt trăng và các hành tinh khác luôn chuyển động theo những quỹ đạo nhất định mà người ta có thể tính toán được trước với một độ chính xác rất cao. Mặt trời và mặt trăng có thể vẫn là những thần linh, song những thần linh này luôn tuân thủ những đinh luật rất nghiêm ngặt, không ngoại lệ, nếu người ta tin vào những truyền thuyết như mặt trời đã dừng lại cho Joshua.
Ban đầu những hiện tượng bình thường và những quy luật như thế chỉ quan sát được trong một số lĩnh vực như thiên văn học và trong một số tình huống khác. Song lúc văn minh loài người càng tiến hóa và đặc biệt trong 300 năm gần đây, nhiều định luật đã được phát hiện. Sự thành công trong việc ứng dụng những định luật đó đã dẫn Laplace ở đầu thế kỷ 19 thiết lập thuyết quyết định luận, với nội dung khẳng định rằng dựa trên các định luật chúng ta có thể xác định được sự tiến triển của vũ trụ một cách chính xác khi biết cấu hình của vũ trụ tại một thời điểm.
Quyết định luận của Laplace không hoàn chỉnh ở hai điểm. Luận thuyết đó chưa nói rõ phải chọn các định luật như thế nào và không xác định được cấu hình ban đầu của vũ trụ. Các điểm đó thuộc phần của Chúa. Chúa sẽ chọn vũ trụ bắt đầu như thế nào, những định luật nào mà vũ trụ phải tuân theo, nhưng Chúa không can thiệp vào vũ trụ nữa, một khi vũ trụ đã bắt đầu. Thực ra, Chúa chỉ giới hạn vào những lĩnh vực mà khoa học thế kỷ 19 chưa hiểu được.
Hiện nay thì chúng ta đã biết các niềm hy vọng về một quyết định luận của Laplace không thể là hiện thực được, ít nhất là theo những quan điểm của ông. Nguyên lý bất định của cơ học lượng tử buộc rằng một số cặp các đại lượng liên hợp, như vị trí và vận tốc của một hạt, không thể tiên đoán đồng thời được.
Cơ học lượng tử giải quyết tình huống này thông qua lý thuyết lượng tử trong đó hạt không thể đồng thời có vị trí và vận tốc xác định, ở đây hạt được biểu diễn bởi một sóng, những lý thuyết lượng tử là tất định với ý nghĩa rằng chúng đưa ra những định luật xác định sự tiến triển của sóng theo thời gian. Như thế khi biết sóng tại một thời điểm thì người ta có thể tính sóng ở bất cứ thời điểm nào. Điều không tiên đoán được và mang tính xác suất chỉ xuất hiện khi ta muốn đoán nhận sóng để biết vị trí và vận tốc của hạt. Nhưng có lẽ đây là một sai lầm của chúng ta: rất có thể không tồn tại vị trí, vận tốc của hạt mà chỉ tồn tại các sóng. Chẳng qua là chúng ta muốn làm ứng sóng với các tiền niệm của chúng ta về vị trí và vận tốc. Cho nên sự khó khăn trong việc đoán nhận nói trên là nguyên nhân của tính không thể tiên đoán biểu kiến của lý thuyết lượng tử.
Quả vậy, chúng ta đã định nghĩa lại nhiệm vụ của khoa học là phát kiến những định luật cho phép chúng ta tiên đoán các sự kiện với độ chính xác quyết định bởi nguyên lý bất định. Những câu hỏi còn lại là: các định luật và trạng thái ban đầu của vũ trụ đã được chọn như thế nào và vì sao?
Trong quyển sách này, tôi đã chú trọng đặc biệt đến các định luật điều hành hấp dẫn, bởi vì chính hấp dẫn đã quyết định hình dáng các cấu trúc vĩ mô của vũ trụ, mặc dầu hấp dẫn là tương tác yếu nhất trong bốn loại tương tác. Các định luật hấp dẫn không tương thích với quan niệm phổ biến đến mãi gần đây là vũ trụ không thay đổi theo thời gian: Lực hấp dẫn là lực hút, điều này buộc vũ trụ hoặc giãn nở hoặc co lại. Theo lý thuyết tương đối rộng, tồn tại một trạng thái với mật độ vô cùng trong quá khứ, vụ nổ lớn là điểm bắt đầu của thời gian. Tương tự như vậy, nếu toàn bộ vũ trụ co lại, phải tồn tại một trạng thái khác cũng với mật độ vô cùng trong tương lai, vụ nổ lớn sẽ là chung cuộc của thời gian. Ngay cả trong trường hợp toàn vũ trụ không co lại, thì cũng tồn tại những kỳ dị trong những vùng địa phương dẫn đến sự co lại thành những lỗ đen. Các kỳ dị này sẽ là điểm kết thúc của thời gian đối với ai rơi vào lỗ đen. Tại vụ nổ lớn hoặc các điểm kỳ dị khác, mọi định luật khoa học không còn đúng nữa, và Chúa toàn quyền chọn cho vũ trụ phải bắt đầu như thế nào.
Khi chúng ta tổng hợp cơ học lượng tử với lý thuyết tương đối rộng, hình như tồn tại một khả năng mới, chưa xuất hiện trước đây: không gian và thời gian có thể làm thành một không gian hữu hạn bốn chiều không kỳ dị, không biên tựa như mặt đất song với số chiều lớn hơn. Dường như ý tưởng đó có thể giải thích được nhiều điều trong vũ trụ, ví như sự đồng nhất ở thang vĩ mô cũng như những nơi lệch khỏi sự đồng nhất đó như thiên hà, các sao và thậm chí cả cơ thể như chúng ta. Cũng phải tính đến chiều của mũi tên thời gian mà chúng ta quan sát được. Nếu vũ trụ là hoàn toàn tự thân, không kỳ dị, không biên và có thể mô tả hoàn toàn được bởi một lý thuyết thống nhất, thì điều này sẽ đưa ra những ràng buộc sâu sắc cho vai trò của Chúa như là Đấng sáng tạo.
Einstein đã một lần nêu ra câu hỏi: “Chúa có bao nhiêu phương án khi xây dựng vũ trụ?”. Nếu quả giả thiết không có biên là đúng, thì Chúa không còn tự do để chọn các điều kiện ban đầu nữa. Lẽ dĩ nhiên Chúa còn có thể chọn các định luật mà vũ trụ phải tuân theo. Song sự lựa chọn cũng không được nhiều lắm, có thể chỉ một, hai hoặc một số ít các lý thuyết thống nhất hoàn chỉnh, như thuyết dây hỗn hợp, là không chứa mâu thuẫn và cho phép sự tồn tại những cấu trúc phức tạp như con người là những sinh vật có khả năng nghiên cứu các định luật của vũ trụ và đặt ra câu hỏi về bản chất của Chúa.
Cho dầu chỉ có một lý thuyết thống nhất là khả dĩ, thì lý thuyết đó cũng gồm cả một tập hợp những quy luật và phương trình. Điều gì đã thổi sức sống vào những phương trình đó và tạo ra vũ trụ để chúng có thể mô tả được? Cách tiếp cận của khoa học để xây dựng một mô hình toán học không thể cung cấp câu trả lời vì sao tồn tại một vũ trụ để có thể mô tả. Vì sao vũ trụ phải chịu trải qua mọi sự phiền hà của cuộc sống? Lý thuyết thống nhất có phải vì quá hấp dẫn mà phải tồn tại không? Hoặc vũ trụ cần một Đấng sáng tạo, và nếu quả như vậy, Đấng sáng tạo có tác dụng gì khác đối với vũ trụ? Và ai sáng tạo ra Đấng sáng tạo?
Đến thời điểm này, đa số các nhà khoa học quá bận rộn vào việc phát triển những lý thuyết để trả lời câu hỏi như thế nào và chưa bận tâm tới câu hỏi vì sao? Mặt khác, những triết gia là những người mà công việc là đặt ra câu hỏi vì sao, lại không đủ điều kiện để thông tuệ được các lý thuyết hiện đại.Ở thế kỷ thứ 18, các nhà triết học xem toàn bộ kiến thức của loài người trong đó có khoa học tự nhiên là thuộc lĩnh vực của họ và nêu ra những câu hỏi như: vũ trụ có điểm ban đầu không? Song đến các thế kỷ 19 và 20, khoa học trở nên quá kỹ thuật và toán học hóa đối với những nhà triết học nói riêng và nói chung là đối với nhiều người trừ một số chuyên rất sâu. Các triết gia giới hạn các câu hỏi đến mức mà Wittgenstein, nhà triết học danh tiếng nhất của thế kỷ này đã thốt lên: “Nhiệm vụ duy nhất còn lại của triết học là phân tích ngôn ngữ”. Thật là một thoái trào lớn khởi truyền thống lớn lao của triết học từ Aristotle đến Kant.
Song nếu chúng ta phát kiến được một lý thuyết đầy đủ, thì lý thuyết đó cũng không được hiểu ngay bởi đa số, ngoại trừ một số chuyên gia. Nhưng sau đó, tất cả chúng ta, các nhà khoa học, các triết gia và cả mọi người bình thường sẽ hiểu được và tham gia thảo luận câu hỏi vì sao vũ trụ và chúng ta tồn tại. Nếu chúng ta tìm được câu trả lời, thì đó là sự thắng lợi cuối cùng của trí tuệ con người.
GALILEO GALILEI
Có lẽ Galileo hơn ai cả là người có công lớn trong sự ra đời của khoa học hiện đại. Ông đã chống lại Nhà thờ Thiên chúa giáo, sự chống đối này là điểm trung tâm triết học của ông. Galileo là một trong những người khẳng định rằng con người có thể hy vọng hiểu được vũ trụ hoạt động như thế nào, và ngoài ra, chúng ta có thể làm được điều đó bằng cách quan sát vụ trụ thực tại.
Galileo tin vào lý thuyết Copecnicus (cho rằng các hành tinh quay xung quanh mặt trời) từ lâu, nhưng chỉ khi tìm ra được những điều hiển nhiên chứng minh cho lý thuyết đó thì ông mới phát biểu công khai. Galileo viết về lý thuyết của Copecnicus bằng tiếng Italy (không phải bằng tiếng Latinh hàm lâm), và quan điểm của ông được ủng hộ rộng rãi ngoài các trường Đại học. Điều này làm các giáo sư phái Aristotle giận dữ, họ liên minh chống lại Galileo và thuyết phục nhà thờ Thiên chúa triệt bỏ lý thuyết Copecnicus.
Galileo bèn đến Rome yết kiến chính quyền tôn giáo. Ông lý luận rằng Kinh thánh không nhằm mục đích nói với chúng ta mọi điều về các lý thuyết khoa học, và phải giả định rằng, những đoạn mà Kinh thánh trái với lương tri chỉ là những đoạn có tính chất phúng dụ, biểu tượng mà thôi. Nhưng Nhà thờ, lo sợ đến một vụ bê bối có thể làm thất bại cuộc đấu tranh chống đạo Tin lành, nên đã sử dụng những biện pháp đàn áp. Nhà thờ tuyên bố luận thuyết Copecnicus là “giả dối và sai lầm” vào năm 1616 và yêu cầu Galileo đừng bao giờ “bảo vệ và giữ quan điểm” lý thuyết đó. Galileo đã phục tùng.
Năm 1623, một người bạn cố tri của Galileo lên giữ chức Giáo hoàng. Lập tức Galileo tìm cách hoạt động để Nhà thờ thủ tiêu sắc lệnh năm 1616. Ông đã thất bại, tuy vậy cũng được phép viết một cuốn sách bàn luận về hai thuyết Aristotle và Copecnicus dưới hai điều kiện: không được đứng về phái nào và phải kết luận rằng con người không bao giờ xác định được vũ trụ hoạt động như thế nào bởi vì Chúa có khả năng tạo ra những hệ quả bằng cách con người không hình dung được, con người không thể áp đặt giới hạn cho quyền lực vô biên của Chúa.
Cuốn sách “Đối thoại của hai hệ thống chủ yếu của thế giới” được hoàn thành và xuất bản năm 1632. Với sự giúp đỡ triệt để của kiểm duyệt, cuốn sách ngay lập tức được hoan nghênh khắp châu Âu như là một kiệt tác về văn chương và triết học. Liền sau đó, Giáo hoàng hiểu ngay rằng độc giả đã thấy rõ cuốn sách là một tác phẩm đầy thuyết phục của lý thuyết Copecnicus và hối tiếc vì đã cho phép xuất bản. Giáo hoàng lý luận rằng mặc dầu cuốn sách đã được kiểm duyệt, nhưng Galileo vẫn vi phạm sắc lệnh năm 1616. Giáo hoàng đã đưa Galileo ra trước Tòa án dị giáo, tòa án này đã tuyên án quản thúc Galileo tại gia suốt đời và buộc ông công khai tuyên bố từ bỏ thuyết Copecnicus. Lần thứ hai, Galileo phục tùng.
Galileo vẫn là một người Thiên chúa giáo ngoan đạo, song sự tin tưởng của ông vào tính độc lập của khoa học không bao giờ bị lay chuyển. Bốn năm trước khi chết, năm 1642, trong khi ông vẫn bị quản thúc, một bản thảo của cuốn sách kiệt tác thứ hai của ông đã lọt đến một nhà xuất bản Hà Lan. Đó là cuốn “Hai khoa học mới”, cuốn sách này không chỉ là sự ủng hộ Copecnicus, mà còn là sự hình thành của vật lý hiện đại.
VŨ TRỤ TUẦN HOÀN
Nicolaus Copernicus:
và tác phẩm De Revolutionibus Orbium Coelestium
Ngay từ thời tiền sử, con người đã bị mê hoặc bởi quang cảnh bầu trời hùng vĩ: Mặt trời, mặt trăng, các hành tinh, các ngôi sao và sự tuần hoàn không lúc nào ngừng của các vì tinh tú ấy. Mặt trời mọc rồi lặn, mặt trăng tròn rồi khuyết, bốn mùa thay đổi, các hành tinh xuất hiện rồi biến đi không những chỉ là những sự kiện có thể quan sát được mà trên nhiều phương diện còn ảnh hưởng đến đời sống hàng ngày của nhân loại. Vì vậy, không lạ gì có hàng vạn chuyện hoang đường và ngay cả vô số tín ngưỡng, tôn giáo đã phát sinh từ những hiện tượng của bầu trời ấy.
Khi trình độ văn minh tiến bộ, các triết gia đã tìm cách giải thích chuyển động tuần hoàn của bầu trời bằng những danh từ hợp lý. Các nhà khoa học và tư tưởng tiến bộ hơn hết về khoa thiên văn thời xưa là người Hy Lạp, bắt đầu với Pythagoras vào thế kỷ thứ năm và Aristotle vào thế kỷ thứ tư trước Công nguyên. Một người Ai Cập, Claudius Ptolemy sinh sống ở Alexandria khoảng năm 150 sau Công nguyên đã hệ thống lại những hiểu biết của mình và của các đời trước thành một số những lý thuyết dễ hiểu. Trong khoảng từ 1.500 thuyết của Ptolemy, như được trình bày trong quyển “The Almagest” đã chế ngự trí óc con người và được công nhận như là quan niệm chính xác về vũ trụ.
Thuyết của Ptolemy được tạo dựng trên ý niệm: Quả đất là một khối đứng yên, bất động, nằm giữa trung tâm vũ trụ và tất cả các thiên thể gồm mặt trời và các định tinh đều quay xung quanh nó. Hồi đó người ta tin tưởng quả đất là trung tâm của hệ thống các tinh cầu. Các hành tinh được kết cứng vào hệ thống đó. Các ngôi sao thì được cột chặt vào một quả cầu khác bọc bên ngoài hệ thống đó, và tất cả đều quay mỗi vòng trong hai mươi bốn giờ. Sự chuyển động phức tạp của các định tinh đã được giải thích là đã được đính vào các vòng ngoài (épicycles), còn các vòng đính các hành tinh nằm ở trong (planetary spheres) thì quay ngược chiều với vòng hình cầu của các vì sao (sphere of stars) nhưng lại bị lôi cuốn theo bởi một lực mạnh hơn. Sao Thổ được coi là hành tinh xa tâm điểm nhất và gần vòm hình cầu của các vì sao hơn hết, do đó nó quay một vòng phải mất một khoảng thời gian lâu hơn cả. Mặt trăng gần tâm điểm nhất nên xoay xong một vòng với thời gian ít nhất. Rosen mô tả quan niệm của Ptolemy như sau:
“Lý thuyết thông thường lúc bấy giờ chủ trương rằng các hành tinh thường di chuyển về hướng đông, đồng thời chậm dần lại cho tới khi ngừng hẳn, rồi tự đảo ngược một lần thứ hai để tiếp tục cuộc hành trình về phía Đông, và cứ tiếp tục như thế mãi mãi”.
Vũ trụ do đó được coi như một khoảng có giới hạn bởi một cái bao hình cầu bọc lại. Bên ngoài vũ trụ không còn gì nữa.
Người ta dễ dàng chấp nhận thuyết của Ptolemy vì hai yếu tố mà hai yếu tố đó chính là phản ánh bản tính của con người: Yếu tố thứ nhất là vì thuyết đó có vẻ phù hợp với những điều mà người nào ngẫu nhiên quan sát cũng thấy. Yếu tố thứ hai là vì nó nuôi dưỡng cái chủ quan của con người. Sung sướng bao nhiêu khi người ta tin rằng quả đất là tâm điểm của vũ trụ, mọi hành vi và định tinh đều quay xung quanh mình. Cả vũ trụ hình như chỉ được Chúa Trời tạo dựng để phục vụ con người.
Lâu đài vũ trụ kiến trúc xinh đẹp như nói trên vẫn còn nguyên vẹn cho tới khi xuất hiện trào lưu Phục hưng, một trào lưu vĩ đại về sự bừng tỉnh trí thức ở châu Âu.
Phá hủy lâu đài kiến thúc ấy là công lớn của Nicolaus Copernicus, “một giáo sĩ, vừa là họa sĩ, thi sĩ, vật lý gia, chiến sĩ và vừa là nhà khoa học...”, một trong những nhân vật uyên bác toàn diện đã làm cho thời Phục hưng được muôn đời ca tụng.
Bảy mươi tuổi đời của Copernicus từ năm 1473 đến năm 1543 là giai đoạn hào hứng nhất và cũng nhiều sự kiện nhất của lịch sử châu Âu: Columbus tìm ra châu Mỹ; Magellan đi vòng quanh trái đất; Vasco de Gama lần đầu tiên vượt biển sang ấn Độ; Martin Luther khởi xướng đạo Tin Lành cải cách; Michel Angelo xây dựng một thế giới nghệ thuật mới; Paracelsus và Vesalius đặt nền móng cho khoa y học hiện đại; và Leonardo da Vinci, “một thiên tài toàn diện”, nổi tiếng là họa sĩ, nhà điêu khắc, kỹ sư, nhà kiến trúc, nhà vật lý, nhà sinh vật học và triết gia. Đó quả là một thời đại thuận lợi biết bao để một thiên tài khác, Copernicus cống hiến cho nhân loại một vũ trụ quan mới.
Nicolaus Copernicus sinh tại Torun, một thị trấn trên bờ sông Vistula của Ba Lan, một thị trấn trước kia nằm trong Hiệp hội những thành phố tự do ở Phổ. Về hướng nghiệp ông sớm bị ảnh hưởng sâu rộng của người cậu là Lucas Watzelrode sau này làm Tổng Giám mục ở Ermeland. Ông được hấp thụ một nền giáo dục lâu dài và phức tạp, trước ở Trường sơ cấp Torun, sau năm 1491, tại Trường đại học Krakow. Trường đại học này cuốn hút ông vì nổi tiếng là trung tâm lãnh đạo châu Âu về toán học và thiên văn học. Năm năm sau Copernicus du lịch sang Italia, tiếp tục học ở Bologna, một trong những trường đại học cổ xưa nhất và nổi tiếng nhất châu Âu. Ông bỏ hết thì giờ vào việc học Giáo luật và thiên văn học. Sau đó ông đến sống ở Rome một năm, vừa dạy toán vừa dạy thiên văn. Sau cùng, năm năm học Y khoa và Giáo luật ở Padua và Ferrara, đã hoàn tất chương trình học vấn của ông. Văn bằng Tiến sĩ Giáo luật được cấp cho ông năm 1503 ở Ferrara.
Trong khi đó, do ảnh hưởng của người cậu, Copernicus được phong linh mục ở Vương cung Thánh đường thánh Frauenburg và đó là nơi ông sống 37 năm còn lại đời mình sau khi từ Italia trở về vào năm 1506.
Nhiệm vụ linh mục của Copernicus rất phức tạp: ông chăm sóc thuốc men cho các tu sĩ và giáo dân; giúp việc phòng thủ quận của ông về quân sự trong cuộc chiến tranh tái phát giữa Ba Lan, Phổ và các chiến binh người Đức; tham dự hội nghị hòa bình được triệu tập sau khi chiến tranh kết thúc; góp ý cải tổ vấn đề đúc tiền và lưu hành tiền tệ, cai quản những họ đạo xa xôi thuộc địa phận ông; và để giải trí, ông vẽ và dịch các tác phẩm thi ca Hy Lạp sang tiếng Latinh.
Nghiên cứu thiên văn chỉ là một trong những hoạt động của Copernicus, con người có tri thức toàn diện. Nhưng dần dần môn khoa học đó trở thành mối quan tâm lớn nhất của ông, khi ông thấy phát sinh những nhận định về các hiện tượng thiên văn, những ý niệm này hình như đã nảy nở trong tâm trí ông từ trước và được tăng lên qua sự học hỏi ở các trường đại học Krakow và Italia. Copernicus âm thầm và đơn độc tiếp tục tìm kiếm, không một ai giúp đỡ và góp ý. Để có một trạm quan sát thiên văn, ông đã dùng một tháp canh trên bức tường bao quanh thánh đường.
Các dụng cụ thiên văn của Copernicus rất thô thiển. Công trình của ông được thực hiện gần một thế kỷ trước khi kính viễn vọng được phát minh. Để đo lường, ông có một cái đồng hồ dùng bóng mặt trời; một cái thước đo chiều cao (một dụng cụ thô sơ bằng gỗ có ba mặt) tự ông chế ra để tính độ cao của các vì sao và các hành tinh, một cái kính trắc tinh, một hình cầu trong đó có những vòng dọc ngang. Hơn nữa khí hậu gây trở ngại cho việc quan sát thiên văn: biển Baltic và những con sông ở gần đó thường xuyên tạo ra mây và sương mù. Hiếm có những ngày và đêm bầu trời hoàn toàn trong sáng. Tuy nhiên, hết năm này qua năm khác, mỗi khi có cơ hội là Copernicus lại vùi đầu vào các tính toán.
Lý thuyết của Copernicus đại khái là: trái đất không đứng yên mà quay tròn, tựa như trên một trục, mỗi ngày một vòng. Một quan niệm như vậy vào thế kỷ 16 quả là quá kỳ dị, đến nỗi Copernicus không dám công bố sớm, trước khi ông tin chắc rằng những điều ông đưa ra không thể chối cãi được...
Lý thuyết mang tính cách mạng mà Copernicus cố gắng biện minh đúng hay sai qua những nghiên cứu lâu dài ngược hẳn với thuyết của Ptolemy mà bấy lâu nay vẫn được tôn sùng. Lý thuyết của Copernicus đại khái là: trái đất không đứng yên mà quay tròn, tựa như trên một trục, mỗi ngày một vòng. Một quan niệm như vậy vào thế kỷ 16 quả là quá kỳ dị, đến nỗi Copernicus không dám công bố sớm, trước khi ông tin chắc rằng những điều ông đưa ra không thể chối cãi được. Đó là lý do khiến Copernicus phải chờ đợi 30 năm, mới quyết định công bố lý thuyết của mình cho thế giới.
Trước đó, có vài nhà thiên văn Hy Lạp cho rằng trung tâm của vũ trụ là mặt trời chứ không phải là trái đất. Nhưng Aristarchus, “Copernicus của thời thượng cổ”, vào khoảng thế kỷ thứ ba trước Công nguyên đã giải thích việc mặt trời mọc và lặn mỗi ngày bằng cách đưa ra giả thuyết rằng trái đất quay tròn trên chính mình nó mỗi ngày một vòng. Tuy nhiên, giả thuyết này cùng với các giả thuyết tương tự của các nhà thiên văn khác đã bị Aristotle và Ptolemy bác bỏ và chỉ bênh vực giả thuyết trái đất là trung tâm của vũ trụ.
Nhờ đọc những áng văn cổ điển, Copernicus đã biết những giả thuyết cổ xưa ấy và rất có thể những giả thuyết này đã thúc đẩy ông tới chỗ xét lại vấn đề. Theo Copernicus hình như từ 1800 năm trước đó Arstarchus đã đưa ra một lối giải thích về chuyển động của bầu trời đơn giản hơn thuyết của Ptolemy nhiều.
Có lẽ ngay từ năm 1951 Copernicus đã viết một bản tóm tắt về lý thuyết mới của ông. Nhan đề là Commentariolus (hay là Tiểu luận). Quyển đó không được ấn hành trong khi tác giả còn sống nhưng có một số bản viết tay được lưu hành trong giới sinh viên khoa thiên văn học. Trong số những bản viết tay đó, nay còn lại hai bản. Trong quyển Commentariolus Copernicus cho thấy sở dĩ ông bắt đầu khảo cứu vì ông thấy các lý thuyết của Ptolemy về vũ trụ vừa quá phức tạp vừa quá vô lý, lại không đưa ra được những giải thích thỏa đáng về các hiện tượng của bầu trời. Kết quả chính yếu mà Copernicus đã phát hiện thấy là: quả đất không phải là trung tâm của thái dương hệ mà chỉ là trung tâm của quỹ đạo mặt trăng, và các hành tinh khác đều quay xung quanh Mặt trời. Quyển Tiểu luận thể hiện một giai đoạn dứt khoát trong sự phát huy tư tưởng của nhà địa thiên văn.
Ai có thể ngờ rằng tác phẩm kiệt xuất mà Copernicus đã dụng công xây dựng, ba mươi năm trời vẫn chưa được in thành sách? Do đó tác phẩm rất có thể bị thất lạc nếu không có những cố gắng của một học giả trẻ tuổi người Đức. Mùa hạ năm 1539, một giáo sư 25 tuổi dạy toán ở trường đại học Wittenberg tới Frauenburg thăm Copernicus. Đó là George Joachim Rheticus. Danh tiếng đang lên của Copernicus đã cuốn hút Rheticus và ông này tìm đến cốt để dò xét xem danh tiếng kia có xác đáng không. Ông tính chỉ ở lại vài tuần lễ nhưng ông được Copernicus đón tiếp nồng hậu khiến ông đã ở đó hơn hai năm. Rheticus nhận thấy ngay rằng chủ nhà là một thiên tài vào bậc nhất.
Trong ba tháng ông nghiên cứu và bàn cãi về các tài liệu do Copernicus ghi chép. Sau đó Rheticus đã viết một bản tóm tắt về tư tưởng Copernicus và gửi cho ông thầy cũ của mình là Johann Schoner dưới hình thức bức thư. Bức thư được in ở Dantzig năm 1540. Bài Narratio prima hay là Bản tóm tắt thứ nhất của Rheticus là bản văn đầu tiên trình bày lý thuyết làm rung chuyển địa cầu của nhà thiên văn Ba Lan. Thực ra quyển sách nhỏ ấy chỉ trình bày chi tiết một phần trong toàn bộ lý thuyết của Copernicus: đó là sự khảo sát về chuyển động của quả đất. Tiếp theo “Bản tóm tắt thứ nhất” Rheticus còn tính cho ra thêm những bản “tóm tắt” khác, nhưng những bản tóm tắt sau đều không cần thiết. Niềm thán phục của Rheticus đối với Copernicus biến thành gần như sự tôn sùng và đã bộc lộ ra trong việc ông tặng Copernicus danh hiệu “Tiến sĩ Quán Thế” (Dominus Doctor) trong văn bản của ông.
Cho tới đó Copernicus vẫn kiên quyết không chịu cho ấn hành toàn bộ công trình của ông. Ông vốn cầu toàn và cho rằng mỗi điều quan sát thấy đều phải được thẩm tra nhiều lần. Nguyên bản viết tay tìm thấy được ở Praha vào giữa thế kỷ 19 sau khi bị thất lạc 300 năm đã chứng tỏ rằng bản văn đã được sửa lại từ trên xuống dưới sáu lần.
Thêm vào những ngần ngại nói trên, Copernicus có thể còn bị cản trở vì Giáo hội Thiên Chúa lúc đó ngấm ngầm phản đối.
Cuộc cải cách tôn giáo của giáo phái Tin lành, sự bừng tỉnh tri thức của thời Phục hưng đã làm cho các giới tôn giáo nghi ngại các lý thuyết có tính chất cách mạng cũng như những tư tưởng có thể đưa người ta xa rời các giáo lý chính thống. Copernicus, một giáo sĩ tin đạo mãnh liệt, tất nhiên không muốn trở thành kẻ phản đạo cũng không muốn hy sinh vì một lý thuyết.
Tuy nhiên, cuốn Narratio prima (Bản tóm tắt thứ nhất), đã được tiếp nhận nồng hậu. Rheticus và nhiều người khác yêu cầu ấn hành toàn văn tác phẩm. Cuối cùng Copernicus phải nhượng bộ. Bản thảo viết tay được giao phó cho Rheticus ông này đem về Nuemberg và trông nom việc ấn loát.
Trước khi công việc ấn hành hoàn tất thì Rheticus được chỉ định làm giáo sư tại trường đại học Leibzig, và Andreas Osiander một mục sư Tin lành được chỉ định trông coi việc ấn loát.
Hình như Osiander đã lo ngại trước những ý kiến cấp tiến của Copernicus. Không xin phép và âm thầm, ông tự ý bỏ phần giới thiệu của quyển một. Thay vào đó ông viết bài tựa nói rằng: “Quyển sách chỉ gồm những giả thuyết có lợi cho các nhà thiên văn; việc trái đất quay không phải là điều nhất thiết đúng hay có thể đúng”. Nói cách khác đi, những điều viết trong quyển sách không có gì bảo đảm đã chính xác. Chắc Osiander muốn né tránh những lời chỉ trích của phe đối lập, và như Mizwa đã nhấn mạnh: “Có thể là vô tình mà Osiander đã góp phần lớn lao vào việc bảo toàn công trình vĩ đại này hơn ông tưởng. Vì bài tựa giả dối và ôn hòa vô hại của ông khéo léo núp dưới tên của tác giả (gửi cho người đọc định được thuyết nêu ra trong sách), nên Giáo hội Thiên Chúa không quan tâm đến tính chất cách mạng của quyển De Revolutionibus (về sự chuyển động). Phải tới năm 1616 họ mới kịp nhận ra và ghi nó vào bảng sách cấm”.
Trước khi việc ấn loát hoàn tất, Copernicus bị bệnh nặng. Một câu chuyện đáng tin cậy đã kể lại trong đoạn bi thảm nhất rằng, một sứ giả tới Frauenburg, mang từ Nuremberg bản in đầu tiên cuốn sách kiệt tác của Copernicus và chỉ kịp đặt vào tay ông vài giờ trước khi ông chết. Hôm đó là ngày 24 tháng 5 năm 1543. Quyển sách đề là De Revolutionibus Orbium Celestium nghĩa là về sự vận động của các thiên thể”. Cũng như các tác phẩm giáo khoa hồi đó, quyển sách được viết bằng tiếng Latinh.
Vừa vì khôn ngoan vừa vì xã giao, Copernicus đề tặng tác phẩm cho Giáo hoàng Paul III. Qua lời đề tặng ấy, rõ ràng Copernicus đã tiên đoán một số khó khăn sẽ gặp phải.
“Tâu Đức Thánh Cha, con có thể tin chắc rằng một số người khi nghe nói đến sự xoay vần của địa cầu trong những cuốn sách này lập tức tuyên bố đấy là những ý kiến cần phải loại bỏ. Lúc này, những giả thuyết của chính con cũng chưa làm cho con hoàn toàn thỏa mãn đến độ không quan tâm đến những lời người khác có thể chê trách. Khi con bắt đầu nghĩ đến dư luận của những người công nhận quả đất đứng yên (như quan niệm phổ biến từ bao thế kỷ nay) đối với thuyết quả đất quay của con, con đã lưỡng lự rất lâu không biết có nên công bố những điều con đã viết để chứng minh sự xoay vần của quả đất không, hay tốt hơn là nên theo gương các triết gia thuộc nhóm Pythagore chỉ bác lại các điều huyền bí của triết học cho bà con và bạn bè bằng nói miệng thôi. Sau khi suy nghĩ kỹ, con gần như bị thúc đẩy đến chỗ xếp lại toàn bộ tác phẩm đã viết, vì con nhìn thấy trước sự khinh bỉ của người đời đối với tính chất mới lạ và có vẻ phi lý của nó.
Tuy nhiên, các bạn bè khuyên con bỏ ý định đó và bảo con phải ấn hành quyển sách con đã giấu kín trong nhà không phải chín năm mà tới bốn lần cái chín năm đó. Không thiếu những nhân vật danh tiếng và có học thức đã yêu cầu con ấn hành quyển sách. Họ bảo rằng không có gì đáng lo ngại mà phải trì hoãn cống hiến công trình của con cho ích lợi chung của toán học...
Con tin chắc rằng những người thông minh và học rộng sẽ đồng ý với con nếu họ thành thật có thiện chí tìm hiểu và cân nhắc các bằng chứng con đưa ra trong quyển sách. Nhưng để cả người thức giả lẫn người thường dân có thể thấy rằng con không sợ sự phê phán của người đời, con muốn đề tặng quyển sách này, kết quả những đêm dài vất vả của con, cho Đức Thánh Cha hơn là bất cứ ai. Dù là một người ở trong một xó xa xôi của địa cầu, con vẫn coi Đức Thánh Cha là người vĩ đại nhất về địa vị và tha thiết nhất với khoa học và toán học. Do vậy Đức Thánh Cha nhờ địa vị và nhận xét của người, có thể loại bỏ dễ dàng lời lẽ của những người xấu miệng, mặc dầu tục ngữ có câu rằng không có thuốc gì chữa được vết cắn của kẻ nói xấu. Cũng có thể có trường hợp những bọn có thói quen gièm pha, lười biếng, dốt toán sẽ đòi quyền chỉ trích công trình của con bằng cách viện dẫn một vài đoạn trong Thánh Kinh mà họ đã vo tròn bóp méo theo ý họ. Nếu có kẻ nào dám liều lĩnh chỉ trích và tỏ ý than phiền về chủ trương của con, con sẽ không quan tâm đến, và con coi những phán đoán của họ là không chín chắn và đáng khinh”.
Copernicus đã tóm tắt vũ trụ quan của ông mấy lời sau đây:
“Xa hơn hết là vòm hình cầu của các định tinh nó chứa đựng đủ thứ và chính vì lý do đó, không chuyển động. Thực ra đó là cái khung của vũ trụ mà sự chuyển động và vị trí của các vì sao phải quy chiếu vào. Tuy một số người nghĩ rằng nó có thể chuyển động theo lối nào đó, chúng tôi vẫn gán một lý do khác cho điều tại sao nó lại xuất hiện như vậy trong thuyết của chúng ta về sự chuyển động của trái đất. Trong số các hành tinh, trước hết phải kể sao Thổ, đi trong ba mươi năm mới hết một vòng. Sau đó là sao Mộc vận chuyển mười hai năm một vòng. Thứ tư trong số đó là hành tinh quay một năm một vòng mà chúng tôi đã nói, đó là trái đất với quỹ đạo mặt trăng (lunar orbit) như là một vòng ngoài. Thứ năm đến sao Kim quay một vòng đến chín tháng. Sao Thủy đứng hạng sáu đi một vòng hết tám mươi ngày. Ở giữa các hành tinh đó là mặt trời. Thật ra giữa ngôi đền đẹp hơn hết thảy ấy, ai đặt được một bó đuốc vào bất cứ chỗ nào khác hơn là nơi, từ đó nó có thể soi sáng toàn thể và cùng một lúc?... Cho nên chúng tôi thấy bên dưới sự xếp đặt có trật tự ấy một sự cân đối huyền diệu trong vũ trụ, và một liên hệ rõ rệt trong sự chuyển động và tầm vóc vĩ đại của các tinh cầu. Sự cân đối ấy và mối liên hệ ăn khớp ấy thuộc loại chúng ta không thể có được bằng bất cứ một phương pháp nào khác”.
Mấy nét đại quát về nội dung quyển De Revolutionibus đủ cho ta thấy phương pháp trình bày của tác giả. Tiếp theo lời đề tặng Giáo Hoàng Paul III và bài tựa đánh lạc hướng của Osiander, tác phẩm được chia làm sáu “quyển” hay sáu phần chính. Mỗi phần chia ra nhiều chương.
Phần một gồm vũ trụ quan của Copernicus, những lập luận ông đưa ra để bênh vực thuyết mặt trời là trung tâm của Thái dương hệ, ý niệm quả đất quay quanh mặt trời như các hành tinh khác và sự khác nhau giữa các mùa trong năm. Nhiều chương ở cuối phần này trình bày về lượng giác và những nguyên tắc lượng giác này được Copernicus dùng trong những phần sau.
Phần II bàn về sự chuyển động của các thiên thể đã được đo lường một cách chính xác và kết thúc bằng bảng liệt kê các tinh tú, xác định vị trí chúng trong bầu trời. Bảng liệt kê phần lớn mượn của Ptolemy tuy có sửa đổi đi chút đỉnh.
Bốn phần sau mô tả chi tiết sự chuyển động của trái đất, mặt trăng và các hành tinh khác. Trong mỗi trường hợp sau, phần giải thích sự chuyển động đều kèm theo hình vẽ đường đi của hành tinh ấy trên bầu trời theo những tính toán của Copernicus.
Một trong những lý lẽ chính yếu chống lại thuyết trái đất xoay vần trước đó đã được Ptolemy đưa ra: trái đất phải yên, nếu không thể, bất cứ vật gì bay trên không gian như, mây trời, chim chóc sẽ bị bỏ lại đằng sau và một vật tung vào trong không gian khi rơi xuống sẽ phải chếch về phía tây rất xa. Nguy hại hơn hết là nếu địa cầu quay một cách mau chóng, kinh khủng như vậy thì nó sẽ sớm tan thành muôn mảnh và bay vào không gian. Trước khi Galileo tìm ra cơ học và Newton tìm ra luật hấp dẫn thì những lập luận của Ptolemy quả là khó mà phủ định.
Copernicus trả lời bằng cách đưa ra ý kiến rằng không khí quanh mặt đất bị trái đất lôi theo trong khi quay, và quan niệm rằng trái đất quay chứ không phải cả vũ trụ quay nghe vẫn thuận lý, hơn vì nếu trái đất không quay thì bầu trời phải quay để có ngày và đêm. Những lý lẽ bào chữa lại càng thêm mạnh nhờ những suy luận mang tính triết lý: thiên nhiên không tự diệt và Thượng đế không tạo dựng nên vũ trụ để rồi nó lại tự diệt nó.
Có 30 tỷ Trái đất trong dải Ngân hà
Theo phát hiện của các nhà khoa học, trái đất không hề cô đơn mà có những 30 tỷ "anh em" trong dải ngân hà của chúng ta. Họ đưa ra đánh giá này sau khi khám phá hành tinh mang tên HD 2039. Đó là một "quả cầu khí" khổng lồ giống tất cả các hành tinh khác đã được phát hiện và có quỹ đạo tương tự Mặt trời. Các khoa học gia đặt ra câu hỏi có bao nhiêu hành tinh có thể tồn tại trong giải Ngân hà và trong đó bao nhiêu hành tinh giống Trái đất. Câu trả lời cho 2 câu hỏi đó là hàng tỷ.
Khoảng 10% ngôi sao được phát hiện đều là các hệ hành tinh. Vì thế, với 300 tỷ ngôi sao trong dải ngân hà của chúng ta, có khoảng 30 tỷ hệ hành tinh và hầu hết chúng đều có thể chứa một trái đất khác.
Kịch bản thứ ba về ngày tận thế của vũ trụ
Vũ trụ sẽ kết thúc trong sự nở rộng vô tận, nhưng không âm thầm như ta vẫn tưởng, mà mãnh liệt đến mức các thiên hà, hành tinh và ngay cả các đơn nguyên tử cấu thành nên con người cũng sẽ bị xé toạc trong vài phần tỷ giây... Tuy nhiên, chuyện đó chỉ xảy ra sau 22 tỷ năm nữa.
"Người ta vẫn tin rằng vũ trụ hoặc là sẽ co cụm lại trong một Cú sụp lớn (Big Crunch), hoặc thầm lặng mở rộng mãi mãi tới trạng thái cực loãng. Nhưng nay, chúng tôi tìm ra một khả năng mới - một Vụ xé lớn (Big Rip)" - Nhà vật lý Robert Caldwell ở Đại học Dartmouth (New Hampshire, Mỹ) tuyên bố.
Hầu hết các nhà khoa học đều thống nhất rằng vũ trụ được sinh ra sau Vụ nổ lớn (Big Bang), khoảng 12-14 tỷ năm về trước. Kể từ đó, nó không ngừng mở rộng dưới sức mạnh của một lực bí ẩn được gọi là năng lượng tối. Giới nghiên cứu cũng tin rằng gia tốc giãn nở của vũ trụ cuối cùng sẽ giảm đi, hoặc ít nhất giữ nguyên như ngày nay. Tuy nhiên, theo Caldwell, năng lượng tối - mà ông gọi là "năng lượng ma quỷ" - có thể ngày càng mạnh hơn và làm tăng tốc quá trình giãn nở. Theo kịch bản đó, vũ trụ sẽ duỗi căng ngày một khốc liệt hơn, cho đến khi ánh sáng từ các ngôi sao không thể đến được với chúng ta. Và cuối cùng, năng lượng ma quỷ sẽ xóa nhoà tất cả những gì được gọi là ranh giới, dứt đứt các mối liên kết điện từ từng kéo vật chất co cụm lại với nhau. Trong kịch bản mạnh mẽ nhất, Vụ xé lớn sẽ xảy ra trong vòng 22 tỷ năm nữa và Milky Way sẽ tan thành mây khói theo đúng nghĩa của nó khoảng 60 triệu năm trước ngày tận thế của vũ trụ.
"Vào những giây phút cuối cùng, ngay cả các hạt nhân nguyên tử cũng sẽ bị kéo tan thành nhiều mảnh" - Caldwell cho biết. Nghiên cứu của ông và cộng sự tại Viện Công nghệ California vừa được công bố trên tạp chí Physical Review. Giả thuyết bất ngờ của Caldwell chắc chắn sẽ thổi một luồng sinh khí mới vào cuộc tranh luận về sinh diệt của vũ trụ đã bắt đầu từ lâu trong giới thiên văn học.
Những phát hiện về vạn vật và con người
"Thời gian là nhà khám phá vĩ đại nhất", Francis Bacon (1625). Khám phá vĩ đại đầu tiên là thời gian, khung của kinh nghiệm. Chỉ khi biết phân định năm tháng, tuần lễ, ngày giờ, phút giây, con người mới thoát ra được cái chu kỳ đơn điệu của thiên nhiên.
Dòng chảy của bóng tối, cát, nước và của thời gian, được chuyển đổi thành những đoạn ngắt đều của đồng hồ. Nó đã trở thành một dụng cụ hữu ích để con người đo lường chuyển động trên khắp hành tinh. Các khám phá về thời gian và không gian sẽ trở thành một chiều kích liên tục. Các cộng đồng của thời gian sẽ mang đến cho các cộng đồng tri thức đầu tiên những cách thức để chia sẻ khám phá, một giới tuyến chung về cái còn chưa được biết đến.
Bầu trời bao la
"Thượng Đế đã tạo dựng các hành tinh và các ngôi sao không phải để chúng thống trị con người, nhưng để chúng cũng như các tạo vật khác, vâng phục và phục vụ con người" - Paracelsus (1541)
Sự quyến rũ của mặt trăng
Từ cực tây bắc Greenland tới cực nam Patagonia, người ta đâu đâu cũng đón chào trăng mới - một thời gian để ca hát và cầu nguyện, ăn uống và vui chơi. Người Eskimô mở một lễ hội, trong đó các pháp sư của họ cử hành, họ tắt hết đèn rồi vui vẻ với những người phụ nữ. Các thổ dân Nam Phi hát một bài thánh ca: "Trăng Mới!.. Kính chào, Kính chào Trăng Mới!". Dưới ánh trăng, mọi người đều thích khiêu vũ. Và mặt trăng còn có những sự quyến rũ khác. Theo lời kể của sử gia Tacitus cách đây gần 2000 năm, những cộng đồng người Đức cổ đại thường tổ chức lễ hội vào những ngày trăng non hay trăng tròn, là "những mùa được coi là tốt đẹp nhất để bắt đầu công việc làm ăn".
Khắp nơi ta đều tìm thấy những ý nghĩa thần thoại, huyền bí và lãng mạn về mặt trăng - mặt trăng được gọi là chị Hằng, chị Nguyệt; mặt trăng gắn liền với truyện Thằng Cuội ngồi gốc cây đa; mặt trăng được coi là khung cảnh lý tưởng để đôi trai gÃ
sưu tầm
Đó chính là tuyên bố của Alan Heavens, nhà nghiên cứu vũ trụ tại Trường đại học Edinburgh. Ông và các đồng nghiệp đã tính toán rằng quá trình hình thành sao ngày nay chậm hơn 30 lần so với khoảng thời gian cách đây 6 tỉ năm, khi mặt trời được tạo ra. Mặt khác, ngày càng có nhiều sao trong quá trình phân huỷ hơn là chúng được sinh ra. "Trong vòng 5 hoặc 10 tỉ năm nữa, vũ trụ sẽ trở thành một nơi tối tăm, không có ánh sáng. Vì đây là một quá trình rất dài nên chúng ta không nhìn thấy sự thay đổi hoặc khác biệt", Heavens nói.
Kết quả nghiên cứu của Alan Heavens không làm các nhà thiên văn học khác ngạc nhiên. Theo một số báo cáo gần đây của các nhà thiên văn học, số lượng sao được hình thành trong vũ trụ ngày càng ít đi. Hiện vẫn chưa có lý do giải thích cho hiện tượng này, nhưng theo một số nhà thiên văn học, đây có thể là quá trình vận động của vũ trụ đang dần đi đến... sự thoái trào.
Các nghiên cứu trước đây đã không đánh giá đúng mức sự giảm thiểu của sao. Nó chỉ tính toán dựa trên các dải thiên hà còn sáng trong vũ trụ mà không tính đến các dải thiên hà mờ dần và đang trong quá trình tắt sáng.
Nhóm nghiên cứu của Heavens đã sử dụng dữ liệu từ Trạm quan sát Sloan Digital Sky Survey (SDSS) để tính toán tổng số lượng sao trong vũ trụ, tính từ lúc hình thành cho đến nay. Họ đã so sánh độ dài ánh sáng (phương pháp để xác định tuổi của sao) và số lượng sao có độ tuổi khác nhau từ 40.000 dải thiên hà trong vũ trụ.
Tìm thấy 40 thiên hà nhỏ
Các nhà thiên văn học vừa phát hiện ra hơn 40 thiên hà nhỏ chưa được biết đến trước đây nằm trong một chòm sao ở "ngưỡng cửa của trái đất". Để phát hiện ra điều này họ đã sử dụng kính viễn vọng Anglo-Australian ở một vùng xa xôi của Australia.
Một nhóm gồm 12 nhà khoa học từ 5 nước đã tìm thấy những vật thể này, chúng có kích thước rất nhỏ, nhìn giống như những ngôi sao nấp gần cụm Fornax của dải thiên hà. Michael Drinkwater thuộc trường ĐH Queensland - người lãnh đạo nhóm này cho biết những thiên ngân hà này thuộc về một lớp được đặt tên UCD.
Những UCD này chưa được biết cho tới khi một nhóm đã sử dụng kính thiên văn Anglo-Australian ở phía bắc bang New South Wales phát hiện ra 6 thiên hà nhỏ trong cụm Fornax vào năm 2000.
Theo các nhà khoa học những UCD này là tâm của những thiên hà lớn hơn có trước đây nhưng đã bị trơ trụi những vòng bên ngoài những ngôi sao của của chúng. Có thể chính vì nhìn chúng rất bình thường nên các nhà khoa học đã bỏ quên chúng, vì nhìn sơ quan chúng gần giống với các ngôi sao gần đó.
Liệu vũ trụ có quay quanh một trục nhất định?
Chúng ta có thể nhận thấy trái đất quay quanh trục của nó, nhờ hiện tượng ngày đêm cũng như sự di chuyển của mặt trời và các ngôi sao trên bầu trời. Tuy nhiên, không chỉ có hành tinh, vì sao, hố đen..., mà các thiên hà, thậm chí cả vũ trụ của chúng ta cũng đang quay quanh một trục nhất định.
Đó là thông báo của Tiến sĩ Wolfgang Schleich, Đại học Ulm (Đức), đăng trên tạp chí New Scientist số mới đây.
Về nền tảng lý thuyết, năm 1918, hai nhà vật lý người Áo là Joseph Lense và Hans Thirring đã chỉ ra rằng, một vật thể quay trong một không gian quay luôn để lại một hiệu ứng "chệch" vận tốc nhất định mà người ta có thể đo được. Hiệu ứng này đã được trình bày trong nhiều mô hình toán học, nhưng đến nay người ta vẫn chưa kiểm nghiệm được, vì thế vẫn chưa thể khẳng định vũ trụ của chúng ta có quay hay không.
Để kiểm chứng điều đó, nhóm nghiên cứu của Wolfgang Schleich đang thiết kế một hệ thống con quay hồi chuyển siêu chính xác (Hyper-Gyroscope) nhằm đo độ chuyển dịch của không gian. Tại đây, một dòng tia nguyên tử được chia làm hai phần. Một phần phóng vòng theo chiều kim đồng hồ trong một "chiếc nhẫn không gian" khổng lồ. Phần kia được phóng theo chiều ngược lại. Theo tính toán, nếu vũ trụ không quay thì hai tia này sẽ gặp nhau ở điểm đối điện bên kia "chiếc nhẫn không gian".
Nhưng nếu vũ trụ quay, thì hai tia được phóng ra sẽ không đến đích cùng lúc, bởi vì một tia đi ngược chiều quay của không gian, trong khi tia kia lại đi xuôi. Sự chênh này gọi làđộ lệch vận tốc. Trên mô hình lý thuyết, nhóm của Schleich đã tính ra rằng, vũ trụ của chúng ta quay với vận tốc rất nhỏ (chậm hơn của vận tốc quay của trái đất tới 100.000 lần!) Vì thế độ lệch vận tốccủa hai tia nguyên tử sẽ cực nhỏ.
Ông Arnaud Landragin, thuộc Đài thiên văn Paris, nói: "Sẽ rất khó xác định được độ lệch vận tốc này khi chúng ta đưa Hyper-Gyroscope lên không gian. Trước hết, chúng ta cần thử nghiệm hệ thống này trên mặt đất". Ông Landragin cũng tỏ ra nghi ngờ khả năng Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) có thể đưa Hyper-Gyroscope lên không gian vào năm 2010.
Vụ nổ vĩ đại ở Siberia
Năm 1908, một vụ nổ dữ dội đã xảy ra trên bầu trời Sibéria. Cách đó 50 dặm còn có người bị bỏng vì nhiệt. Các làn sóng chấn động làm sụp đổ các tòa nhà cách 40 dặm. Nguyên nhân nào đã gây ra vụ nổ này ?
Ngày : 30 tháng Sáu, 1908
Địa điểm : Sibéria - một vùng mênh mông hầu như không có người ở nước Nga.
Thời gian : khoảng 7 giờ sáng một ngày trời trong.
Bỗng nhiên, một vật gì đó bay vụt qua bầu trời từ phía nam lên phía bắc. Những người quan sát được sau đó đã mô tả vật này như một ống điếu có ánh xanh nhạt kỳ lạ tỏa ra trước khi nó phát ra tiếng nổ. Chỉ có vài giây trước khi vật lạ nổ tung. Sức mạnh dữ dội làm điếc tai những người chăn súc vật và làm bỏng những người ở cách đó 50 dặm. Trong vòng bán kính 40 dặm các tòa nhà đổ sụp do sóng chấn động. Cách đó 400 dặm, đường ray xe lửa bị bốc tung lên không trung, trong khi mặt đất rung chuyển ầm ầm.
Hàng tấn tro bụi, bùn đất bắn lên khí quyển, làm bầu trời tối sầm. Một tuần liền sau đó, những trận mưa đen kịt làm vấy bẩn vùng tuyết trắng. Đám mây bụi còn làm bầu trời châu Âu ngả vàng và trắng đục.
Vì vụ nổ xảy ra ở vùng không có dân cư và không gây tử vong, nên không một cuộc điều tra nào được tổ chức ngay. Nhưng mười ba năm sau, 1921, Leonid Kulik, một nhà khoa học người Nga cho rằng một ngôi sao băng (tức thiên thạch) từ vũ trụ đã chạm vào Trái đất và gây nổ, và ông đã đến hiện trường bằng xe bò kéo. Cuộc hành trình đầy khó nhọc. Mùa đông ở Sibéria có nhiệt độ 70oF dưới không, và mùa hè, muỗi bu vào các hành khách từng đoàn.
Kulik đã bỏ ra mười năm để nghiên cứu vùng đất nơi vụ nổ xảy ra. Những điều ông phát hiện thật đáng kinh ngạc - cây cối bị đổ rạp, nhưng không có vết nứt nào ở nơi lẽ ra sao băng phải để lại dấu vết. Trên thực tế, cây cối ngay dưới vụ nổ bị đốt cháy, nhưng vẫn đứng thẳng. Ông phỏng vấn các nhân chứng, và nhận được một bản mô tả bí ẩn về vật lạ. Họ nói nó bay đến từ phương nam, đổi hướng sang phía đông rồi quay lại phương tây. Kulik biết rằng không có thiên thạch nào có đường bay như vậy.
Bài toán càng trở nên bí hiểm khi vận tốc vật lạ được tính toán. Theo ước lượng chính xác nhất, vật lạ bay với vận tốc 700dặm/giờ. Phần lớn các thiên thạch khác bay với vận tốc 100.000 dặm/giờ. Hình dạng vật lạ - hình ống điếu - cũng không đúng; thiên thạch thường có hình tròn.
Nhiều năm qua các nhà khoa học đã cố gắng giải đáp bài toán này. Đây là một vài lời giải thích :
* Vụ nổ do một sao chổi gây ra. Vì phần lớn sao chổi cấu tạo bởi khí gas và nước, nó có thể gây nổ dữ dội và không để lại rãnh nứt trên mặt đất. Tuy vậy, không ai tìm thấy dấu vết vật chất nào của sao chổi và không có nhà thiên văn nào báo cáo rằng đã thấy một sao chổi lại gần Trái đất trong ngày hôm đó.
* Có thể đó chính là một thiên thạch, chỉ đi qua chứ không chạm vào Trái đất. Nhiều lần các nhà khoa học đã biết các thiên thạch chỉ đi qua chứ không chạm vào Trái đất. Các thiên thạch này lóe sáng trên bầu trời, gây những vụ nổ chấn động trên Trái đất, rồi lại đi ra ngoài không gian. Tuy vậy, vật thể ở Sibéria lại đổi tốc độ và hướng bay; dường như nó đi chậm lại và đổi đường bay.
* Hay vật thể lạ là một đĩa bay, một UFO (vật thể bay không xác định) chạy bằng năng lượng hạt nhân đã bị nổ tung ? Mô tả về vụ nổ Sibéria tương tự vụ nổ bom hạt nhân ở Hiroshima năm 1945, vụ nổ đã tạo những làn sóng ánh sáng dữ dội trên trời, gây sóng chấn động, và phát bức xạ làm bỏng mặt những người ở cách đó nhiều dặm và hất bùn đất lên thành những cơn mưa màu đen.
Có gì không ổn chăng ? Những nhân chứng không hề có kiến thức và bị sức nặng. Họ có thể mô tả không chính xác những gì họ thấy. Và một UFO muốn lại gần Trái đất từ ngôi sao gần nhất cũng phải đi qua hàng triệu dặm. Dù sử dụng động cơ hạt nhân, thời gian để vượt qua khoảng cách đó - tính bằng năm ánh sáng - đủ để khiến chúng ta không dám nghĩ tới một sự sống thông minh trên một con tàu vũ trụ nào. Vì vậy không ai biết điều gì xảy ra ở Sibéria năm 1908. Sự thật và dấu vết vụ nổ vẫn còn đó. Và cả câu đố về nguyên nhân của nó.
Vũ trụ trong góc nhìn mới nhất
Những nghiên cứu bầu trời do các nhà khoa học NASA công bố vào nǎm ngoái cũng cho thấy kết quả tương tự. Các thông số từ vệ tinh MAP quay quanh mặt trời cho phép giả định rằng trong vũ trụ tồn tại một loại lực đầy bí ẩn, lớn hơn nhiều so với tất cả các tương tác vũ trụ khác. Theo Phòng khoa học của Viện Nǎng lượng Mỹ, 70% tổng nǎng lượng vũ trụ là liên quan đến lực này. Người ta gọi số nǎng lượng đó là nǎng lượng tối, bởi vì chỉ biết rằng nó chống lại trường hấp dẫn. Ưu thế của nó so với lực hấp dẫn bắt đầu bộc lộ cách đây vài tỉ nǎm. Có thể nó sẽ dẫn đến tình trạng phát tán toàn bộ vật chất vào khoảng không ngày càng rộng lớn và lạnh giá. Những thiên hà khi đó sẽ trở thành những ốc đảo với những ngôi sao chết.
Những phỏng đoán đáng buồn này có thể không trở thành sự thật, còn bức phác hoạ vũ trụ sau hàng tỉ nǎm nữa sẽ có thể định hình sớm hơn nhiều nếu như ta chấp nhận giả thiết là nǎng lượng tối sẽ thay đổi theo thời gian. Người ta đã tính được rằng những kết cấu vũ trụ khổng lồ, được gọi là những tổ hợp thiên hà, sẽ phải tan rã nếu như không có lực hấp dẫn của những vật thể không nhìn thấy nằm lẫn trong tổ hợp đó. Những vật thể đó có thể là những ngôi sao đã cháy hết, những lỗ đen hoặc những hạt đặc biệt chưa được phát hiện tồn tại từ sau Vụ nổ lớn.
Không thể nhìn thấy vật chất tối, nhưng một số tác động lên môi trường xung quanh của nó thì khá rõ ràng và đôi lúc còn rất lạ thường nữa. Tháng trước, các nhà thiên vǎn học ở Viện nghiên cứu Max Planck đã được chiêm ngưỡng một hiện tượng vũ trụ kì vĩ: Một lỗ đen khổng lồ, cách chúng ta chừng 700 triệu nǎm ánh sáng, nuốt dần một ngôi sao. "Kẻ khốn khổ" có kích cỡ như mặt trời của chúng ta đã bị đẩy bật ra khỏi quĩ đạo vì lực hấp dẫn của một vật thể khác và bị quǎng vào gần trung tâm thiên hà. Tại đó đã có một lỗ đen với khối lượng khoảng 100 triệu lần lớn hơn khối lượng mặt trời, còn mật độ vật chất của nó thì lớn kinh khủng. "Đó là cuộc đụng độ giữa gã khổng lồ David và chàng Goliat nhỏ bé. Cuối cùng thì Goliat đã chiến thắng". Nhà vật lý thiên vǎn Gunter Hasinger thuộc Viện Nghiên cứu Max Planck đã mô tả ngắn gọn sự kiện kinh hoàng này như vậy.
Lỗ đen, nặng hơn ngôi sao khoảng một trǎm triệu lần, đã xé nát ngôi sao và hút nó vào trong lòng mình. Quá trình "ǎn thịt" này có tốc độ khá kinh ngạc. Trong khoảng thời gian lỗ đen ở gần ngôi sao nhất, cứ 10 phút một lượng vật chất bằng kích cỡ Trái đất bị hút vào trong lỗ đen. Ngôi sao lúc đầu bị kéo cǎng ra, sau đó bị xé bởi lực hấp dẫn. Một phần ngôi sao rơi vào lỗ đen, nóng lên tới hàng triệu độ và toả ra lượng nǎng lượng bằng nǎng lượng giải phóng khi một siêu tân tinh lớn bùng nổ. "Đó là một trong những chớp sáng mạnh nhất mà chúng tôi quan sát được, do khí trong lòng ngôi sao bốc cháy gây nên" - Bà Stefanie Komoss - người điều hành các nghiên cứu về vấn đề lỗ đen ở Viện nghiên cứu Max Planck cho biết như vậy.
Từ trước tới nay lỗ đen vẫn bị coi là kẻ huỷ diệt tàn nhẫn, là chặng cuối cùng trong tiến hoá rồi tàn lụi của vũ trụ. Vật chất rơi vào lỗ đen và biến mất, mãi mãi không còn mối liên hệ với phần còn lại của vũ trụ. Nhưng những quan sát mới đây khiến cho người ta thay đổi cách nhìn nhận. Lỗ đen bắt đầu được coi như nguồn lực khởi tạo, ảnh hưởng đến hình dạng thiên hà và sự phân bổ các vì sao. "ý tưởng kết hợp sự phát triển của các lỗ đen và các thiên hà nhất là trong hàng tỉ nǎm đầu sau Vụ nổ lớn, bắt đầu chiếm ưu thế trong xu hướng nghiên cứu chính hiện nay - Giáo sư vật lý thiên vǎn học Meg Urry thuộc trường Đại học Yale cho biết - Chúng tôi tin rằng lỗ đen đóng vai trò cơ bản trong tiến hoá của thiên hà". Những gợi ý này càng có cơ sở vững chắc khi mà trong 2 nǎm trở lại đây người ta bắt đầu so sánh bản đồ phân bổ lỗ đen với những vùng thành lập những ngôi sao mới. Trong nhiều trường hợp những địa điểm có lỗ đen trước đây từng khớp với nơi thành lập sao mới. Như vậy một lỗ đen khối lượng lớn đóng vai trò hạt nhân tích cực của thiên hà. Nó kéo những ngôi sao lân cận, bụi và khí lại gần. ở những nơi nhiều bụi và khí, nǎng lượng và vật chất được tích luỹ nhiều, đủ để khai sinh ra những vật thể vũ trụ mới. Thảm hoạ của một ngôi sao bị lỗ đen xé nát thường lại là sự bắt đầu cuộc sống mới của những ngôi sao khác.
Hoá ra là trong khoa học không có điều gì là ổn định mãi mãi. Những khám phá gần đây buộc các nhà nghiên cứu đưa ra những giả thuyết mới. Rất có thể sắp tới đây chúng ta sẽ biết được rằng lực hấp dẫn - loại lực giữ chúng ta trên trái đất và không cho phép Thái Dương hệ tan rã - sẽ trở thành lực đẩy trong khoảng không vũ trụ rộng lớn. Và rất có thể nǎng lượng của khoảng không vũ trụ tác động thông qua loại lực đẩy như vậy
Lược sử thời gian
Chúng ta ở trong một thế giới đang làm chúng ta phải trầm tư suy nghĩ. Chúng ta muốn gán cho mọi vật xung quanh chúng ta một ý nghĩa nào đó và tự hỏi bản chất của vũ trụ là gì? Chúng ta đóng vai trò gì trong vũ trụ và chúng ta từ đâu tới? Tại sao vũ trụ lại như thế này?
Để trả lời những câu hỏi đó chúng ta hãy chọn một “bức tranh của vũ trụ”. Một bức tranh là hình ảnh của vô số con rùa chở trên lưng một mặt đất phẳng, còn bức tranh khác có thể là lý thuyết siêu dây. Cả hai đều là những lý thuyết về vũ trụ, song lý thuyết thứ hai toán học hơn và chính xác hơn. Cả hai lý thuyết đều thiếu cơ sở thực nghiệm: chưa ai thấy con rùa khổng lồ mang mặt đất trên lưng và cũng chưa ai thấy được một siêu dây. Song lý thuyết rùa không thể đứng vững như một lý thuyết khoa học vì theo thuyết này thì chúng ta có thể rơi từ vùng biên của thế giới. Điều này không phù hợp với thực nghiệm, nếu không hóa ra đó lại là cách giải thích cho hiện tượng nhiều người được giả định là biến mất trong tam giác Bermuda!
Nhiều lý thuyết trước đây nhằm mô tả và giải thích vũ trụ gắn liền với ý tưởng cho rằng các sự cố và hiện tượng thiên nhiên đều điều hành bởi thần linh, do đó mang sắc thái cảm tính và không có khả năng tiên đoán. Các thần linh sống giữa những vật thể như sông, núi, kể cả các tinh cầu như mặt trăng, mặt trời. Con người phải cảm tạ và cầu xin thần linh để đất đai được phì nhiêu, mưa gió thuận hòa. Song dần dần, người ta nhận thấy được một số quy luật: mặt trời luôn mọc ở phương Đông và lặn ở phương Tây bất kể là người ta có dâng vật hy sinh cho thần mặt trời hay không. Hơn nữa, mặt trời, mặt trăng và các hành tinh khác luôn chuyển động theo những quỹ đạo nhất định mà người ta có thể tính toán được trước với một độ chính xác rất cao. Mặt trời và mặt trăng có thể vẫn là những thần linh, song những thần linh này luôn tuân thủ những đinh luật rất nghiêm ngặt, không ngoại lệ, nếu người ta tin vào những truyền thuyết như mặt trời đã dừng lại cho Joshua.
Ban đầu những hiện tượng bình thường và những quy luật như thế chỉ quan sát được trong một số lĩnh vực như thiên văn học và trong một số tình huống khác. Song lúc văn minh loài người càng tiến hóa và đặc biệt trong 300 năm gần đây, nhiều định luật đã được phát hiện. Sự thành công trong việc ứng dụng những định luật đó đã dẫn Laplace ở đầu thế kỷ 19 thiết lập thuyết quyết định luận, với nội dung khẳng định rằng dựa trên các định luật chúng ta có thể xác định được sự tiến triển của vũ trụ một cách chính xác khi biết cấu hình của vũ trụ tại một thời điểm.
Quyết định luận của Laplace không hoàn chỉnh ở hai điểm. Luận thuyết đó chưa nói rõ phải chọn các định luật như thế nào và không xác định được cấu hình ban đầu của vũ trụ. Các điểm đó thuộc phần của Chúa. Chúa sẽ chọn vũ trụ bắt đầu như thế nào, những định luật nào mà vũ trụ phải tuân theo, nhưng Chúa không can thiệp vào vũ trụ nữa, một khi vũ trụ đã bắt đầu. Thực ra, Chúa chỉ giới hạn vào những lĩnh vực mà khoa học thế kỷ 19 chưa hiểu được.
Hiện nay thì chúng ta đã biết các niềm hy vọng về một quyết định luận của Laplace không thể là hiện thực được, ít nhất là theo những quan điểm của ông. Nguyên lý bất định của cơ học lượng tử buộc rằng một số cặp các đại lượng liên hợp, như vị trí và vận tốc của một hạt, không thể tiên đoán đồng thời được.
Cơ học lượng tử giải quyết tình huống này thông qua lý thuyết lượng tử trong đó hạt không thể đồng thời có vị trí và vận tốc xác định, ở đây hạt được biểu diễn bởi một sóng, những lý thuyết lượng tử là tất định với ý nghĩa rằng chúng đưa ra những định luật xác định sự tiến triển của sóng theo thời gian. Như thế khi biết sóng tại một thời điểm thì người ta có thể tính sóng ở bất cứ thời điểm nào. Điều không tiên đoán được và mang tính xác suất chỉ xuất hiện khi ta muốn đoán nhận sóng để biết vị trí và vận tốc của hạt. Nhưng có lẽ đây là một sai lầm của chúng ta: rất có thể không tồn tại vị trí, vận tốc của hạt mà chỉ tồn tại các sóng. Chẳng qua là chúng ta muốn làm ứng sóng với các tiền niệm của chúng ta về vị trí và vận tốc. Cho nên sự khó khăn trong việc đoán nhận nói trên là nguyên nhân của tính không thể tiên đoán biểu kiến của lý thuyết lượng tử.
Quả vậy, chúng ta đã định nghĩa lại nhiệm vụ của khoa học là phát kiến những định luật cho phép chúng ta tiên đoán các sự kiện với độ chính xác quyết định bởi nguyên lý bất định. Những câu hỏi còn lại là: các định luật và trạng thái ban đầu của vũ trụ đã được chọn như thế nào và vì sao?
Trong quyển sách này, tôi đã chú trọng đặc biệt đến các định luật điều hành hấp dẫn, bởi vì chính hấp dẫn đã quyết định hình dáng các cấu trúc vĩ mô của vũ trụ, mặc dầu hấp dẫn là tương tác yếu nhất trong bốn loại tương tác. Các định luật hấp dẫn không tương thích với quan niệm phổ biến đến mãi gần đây là vũ trụ không thay đổi theo thời gian: Lực hấp dẫn là lực hút, điều này buộc vũ trụ hoặc giãn nở hoặc co lại. Theo lý thuyết tương đối rộng, tồn tại một trạng thái với mật độ vô cùng trong quá khứ, vụ nổ lớn là điểm bắt đầu của thời gian. Tương tự như vậy, nếu toàn bộ vũ trụ co lại, phải tồn tại một trạng thái khác cũng với mật độ vô cùng trong tương lai, vụ nổ lớn sẽ là chung cuộc của thời gian. Ngay cả trong trường hợp toàn vũ trụ không co lại, thì cũng tồn tại những kỳ dị trong những vùng địa phương dẫn đến sự co lại thành những lỗ đen. Các kỳ dị này sẽ là điểm kết thúc của thời gian đối với ai rơi vào lỗ đen. Tại vụ nổ lớn hoặc các điểm kỳ dị khác, mọi định luật khoa học không còn đúng nữa, và Chúa toàn quyền chọn cho vũ trụ phải bắt đầu như thế nào.
Khi chúng ta tổng hợp cơ học lượng tử với lý thuyết tương đối rộng, hình như tồn tại một khả năng mới, chưa xuất hiện trước đây: không gian và thời gian có thể làm thành một không gian hữu hạn bốn chiều không kỳ dị, không biên tựa như mặt đất song với số chiều lớn hơn. Dường như ý tưởng đó có thể giải thích được nhiều điều trong vũ trụ, ví như sự đồng nhất ở thang vĩ mô cũng như những nơi lệch khỏi sự đồng nhất đó như thiên hà, các sao và thậm chí cả cơ thể như chúng ta. Cũng phải tính đến chiều của mũi tên thời gian mà chúng ta quan sát được. Nếu vũ trụ là hoàn toàn tự thân, không kỳ dị, không biên và có thể mô tả hoàn toàn được bởi một lý thuyết thống nhất, thì điều này sẽ đưa ra những ràng buộc sâu sắc cho vai trò của Chúa như là Đấng sáng tạo.
Einstein đã một lần nêu ra câu hỏi: “Chúa có bao nhiêu phương án khi xây dựng vũ trụ?”. Nếu quả giả thiết không có biên là đúng, thì Chúa không còn tự do để chọn các điều kiện ban đầu nữa. Lẽ dĩ nhiên Chúa còn có thể chọn các định luật mà vũ trụ phải tuân theo. Song sự lựa chọn cũng không được nhiều lắm, có thể chỉ một, hai hoặc một số ít các lý thuyết thống nhất hoàn chỉnh, như thuyết dây hỗn hợp, là không chứa mâu thuẫn và cho phép sự tồn tại những cấu trúc phức tạp như con người là những sinh vật có khả năng nghiên cứu các định luật của vũ trụ và đặt ra câu hỏi về bản chất của Chúa.
Cho dầu chỉ có một lý thuyết thống nhất là khả dĩ, thì lý thuyết đó cũng gồm cả một tập hợp những quy luật và phương trình. Điều gì đã thổi sức sống vào những phương trình đó và tạo ra vũ trụ để chúng có thể mô tả được? Cách tiếp cận của khoa học để xây dựng một mô hình toán học không thể cung cấp câu trả lời vì sao tồn tại một vũ trụ để có thể mô tả. Vì sao vũ trụ phải chịu trải qua mọi sự phiền hà của cuộc sống? Lý thuyết thống nhất có phải vì quá hấp dẫn mà phải tồn tại không? Hoặc vũ trụ cần một Đấng sáng tạo, và nếu quả như vậy, Đấng sáng tạo có tác dụng gì khác đối với vũ trụ? Và ai sáng tạo ra Đấng sáng tạo?
Đến thời điểm này, đa số các nhà khoa học quá bận rộn vào việc phát triển những lý thuyết để trả lời câu hỏi như thế nào và chưa bận tâm tới câu hỏi vì sao? Mặt khác, những triết gia là những người mà công việc là đặt ra câu hỏi vì sao, lại không đủ điều kiện để thông tuệ được các lý thuyết hiện đại.Ở thế kỷ thứ 18, các nhà triết học xem toàn bộ kiến thức của loài người trong đó có khoa học tự nhiên là thuộc lĩnh vực của họ và nêu ra những câu hỏi như: vũ trụ có điểm ban đầu không? Song đến các thế kỷ 19 và 20, khoa học trở nên quá kỹ thuật và toán học hóa đối với những nhà triết học nói riêng và nói chung là đối với nhiều người trừ một số chuyên rất sâu. Các triết gia giới hạn các câu hỏi đến mức mà Wittgenstein, nhà triết học danh tiếng nhất của thế kỷ này đã thốt lên: “Nhiệm vụ duy nhất còn lại của triết học là phân tích ngôn ngữ”. Thật là một thoái trào lớn khởi truyền thống lớn lao của triết học từ Aristotle đến Kant.
Song nếu chúng ta phát kiến được một lý thuyết đầy đủ, thì lý thuyết đó cũng không được hiểu ngay bởi đa số, ngoại trừ một số chuyên gia. Nhưng sau đó, tất cả chúng ta, các nhà khoa học, các triết gia và cả mọi người bình thường sẽ hiểu được và tham gia thảo luận câu hỏi vì sao vũ trụ và chúng ta tồn tại. Nếu chúng ta tìm được câu trả lời, thì đó là sự thắng lợi cuối cùng của trí tuệ con người.
GALILEO GALILEI
Có lẽ Galileo hơn ai cả là người có công lớn trong sự ra đời của khoa học hiện đại. Ông đã chống lại Nhà thờ Thiên chúa giáo, sự chống đối này là điểm trung tâm triết học của ông. Galileo là một trong những người khẳng định rằng con người có thể hy vọng hiểu được vũ trụ hoạt động như thế nào, và ngoài ra, chúng ta có thể làm được điều đó bằng cách quan sát vụ trụ thực tại.
Galileo tin vào lý thuyết Copecnicus (cho rằng các hành tinh quay xung quanh mặt trời) từ lâu, nhưng chỉ khi tìm ra được những điều hiển nhiên chứng minh cho lý thuyết đó thì ông mới phát biểu công khai. Galileo viết về lý thuyết của Copecnicus bằng tiếng Italy (không phải bằng tiếng Latinh hàm lâm), và quan điểm của ông được ủng hộ rộng rãi ngoài các trường Đại học. Điều này làm các giáo sư phái Aristotle giận dữ, họ liên minh chống lại Galileo và thuyết phục nhà thờ Thiên chúa triệt bỏ lý thuyết Copecnicus.
Galileo bèn đến Rome yết kiến chính quyền tôn giáo. Ông lý luận rằng Kinh thánh không nhằm mục đích nói với chúng ta mọi điều về các lý thuyết khoa học, và phải giả định rằng, những đoạn mà Kinh thánh trái với lương tri chỉ là những đoạn có tính chất phúng dụ, biểu tượng mà thôi. Nhưng Nhà thờ, lo sợ đến một vụ bê bối có thể làm thất bại cuộc đấu tranh chống đạo Tin lành, nên đã sử dụng những biện pháp đàn áp. Nhà thờ tuyên bố luận thuyết Copecnicus là “giả dối và sai lầm” vào năm 1616 và yêu cầu Galileo đừng bao giờ “bảo vệ và giữ quan điểm” lý thuyết đó. Galileo đã phục tùng.
Năm 1623, một người bạn cố tri của Galileo lên giữ chức Giáo hoàng. Lập tức Galileo tìm cách hoạt động để Nhà thờ thủ tiêu sắc lệnh năm 1616. Ông đã thất bại, tuy vậy cũng được phép viết một cuốn sách bàn luận về hai thuyết Aristotle và Copecnicus dưới hai điều kiện: không được đứng về phái nào và phải kết luận rằng con người không bao giờ xác định được vũ trụ hoạt động như thế nào bởi vì Chúa có khả năng tạo ra những hệ quả bằng cách con người không hình dung được, con người không thể áp đặt giới hạn cho quyền lực vô biên của Chúa.
Cuốn sách “Đối thoại của hai hệ thống chủ yếu của thế giới” được hoàn thành và xuất bản năm 1632. Với sự giúp đỡ triệt để của kiểm duyệt, cuốn sách ngay lập tức được hoan nghênh khắp châu Âu như là một kiệt tác về văn chương và triết học. Liền sau đó, Giáo hoàng hiểu ngay rằng độc giả đã thấy rõ cuốn sách là một tác phẩm đầy thuyết phục của lý thuyết Copecnicus và hối tiếc vì đã cho phép xuất bản. Giáo hoàng lý luận rằng mặc dầu cuốn sách đã được kiểm duyệt, nhưng Galileo vẫn vi phạm sắc lệnh năm 1616. Giáo hoàng đã đưa Galileo ra trước Tòa án dị giáo, tòa án này đã tuyên án quản thúc Galileo tại gia suốt đời và buộc ông công khai tuyên bố từ bỏ thuyết Copecnicus. Lần thứ hai, Galileo phục tùng.
Galileo vẫn là một người Thiên chúa giáo ngoan đạo, song sự tin tưởng của ông vào tính độc lập của khoa học không bao giờ bị lay chuyển. Bốn năm trước khi chết, năm 1642, trong khi ông vẫn bị quản thúc, một bản thảo của cuốn sách kiệt tác thứ hai của ông đã lọt đến một nhà xuất bản Hà Lan. Đó là cuốn “Hai khoa học mới”, cuốn sách này không chỉ là sự ủng hộ Copecnicus, mà còn là sự hình thành của vật lý hiện đại.
VŨ TRỤ TUẦN HOÀN
Nicolaus Copernicus:
và tác phẩm De Revolutionibus Orbium Coelestium
Ngay từ thời tiền sử, con người đã bị mê hoặc bởi quang cảnh bầu trời hùng vĩ: Mặt trời, mặt trăng, các hành tinh, các ngôi sao và sự tuần hoàn không lúc nào ngừng của các vì tinh tú ấy. Mặt trời mọc rồi lặn, mặt trăng tròn rồi khuyết, bốn mùa thay đổi, các hành tinh xuất hiện rồi biến đi không những chỉ là những sự kiện có thể quan sát được mà trên nhiều phương diện còn ảnh hưởng đến đời sống hàng ngày của nhân loại. Vì vậy, không lạ gì có hàng vạn chuyện hoang đường và ngay cả vô số tín ngưỡng, tôn giáo đã phát sinh từ những hiện tượng của bầu trời ấy.
Khi trình độ văn minh tiến bộ, các triết gia đã tìm cách giải thích chuyển động tuần hoàn của bầu trời bằng những danh từ hợp lý. Các nhà khoa học và tư tưởng tiến bộ hơn hết về khoa thiên văn thời xưa là người Hy Lạp, bắt đầu với Pythagoras vào thế kỷ thứ năm và Aristotle vào thế kỷ thứ tư trước Công nguyên. Một người Ai Cập, Claudius Ptolemy sinh sống ở Alexandria khoảng năm 150 sau Công nguyên đã hệ thống lại những hiểu biết của mình và của các đời trước thành một số những lý thuyết dễ hiểu. Trong khoảng từ 1.500 thuyết của Ptolemy, như được trình bày trong quyển “The Almagest” đã chế ngự trí óc con người và được công nhận như là quan niệm chính xác về vũ trụ.
Thuyết của Ptolemy được tạo dựng trên ý niệm: Quả đất là một khối đứng yên, bất động, nằm giữa trung tâm vũ trụ và tất cả các thiên thể gồm mặt trời và các định tinh đều quay xung quanh nó. Hồi đó người ta tin tưởng quả đất là trung tâm của hệ thống các tinh cầu. Các hành tinh được kết cứng vào hệ thống đó. Các ngôi sao thì được cột chặt vào một quả cầu khác bọc bên ngoài hệ thống đó, và tất cả đều quay mỗi vòng trong hai mươi bốn giờ. Sự chuyển động phức tạp của các định tinh đã được giải thích là đã được đính vào các vòng ngoài (épicycles), còn các vòng đính các hành tinh nằm ở trong (planetary spheres) thì quay ngược chiều với vòng hình cầu của các vì sao (sphere of stars) nhưng lại bị lôi cuốn theo bởi một lực mạnh hơn. Sao Thổ được coi là hành tinh xa tâm điểm nhất và gần vòm hình cầu của các vì sao hơn hết, do đó nó quay một vòng phải mất một khoảng thời gian lâu hơn cả. Mặt trăng gần tâm điểm nhất nên xoay xong một vòng với thời gian ít nhất. Rosen mô tả quan niệm của Ptolemy như sau:
“Lý thuyết thông thường lúc bấy giờ chủ trương rằng các hành tinh thường di chuyển về hướng đông, đồng thời chậm dần lại cho tới khi ngừng hẳn, rồi tự đảo ngược một lần thứ hai để tiếp tục cuộc hành trình về phía Đông, và cứ tiếp tục như thế mãi mãi”.
Vũ trụ do đó được coi như một khoảng có giới hạn bởi một cái bao hình cầu bọc lại. Bên ngoài vũ trụ không còn gì nữa.
Người ta dễ dàng chấp nhận thuyết của Ptolemy vì hai yếu tố mà hai yếu tố đó chính là phản ánh bản tính của con người: Yếu tố thứ nhất là vì thuyết đó có vẻ phù hợp với những điều mà người nào ngẫu nhiên quan sát cũng thấy. Yếu tố thứ hai là vì nó nuôi dưỡng cái chủ quan của con người. Sung sướng bao nhiêu khi người ta tin rằng quả đất là tâm điểm của vũ trụ, mọi hành vi và định tinh đều quay xung quanh mình. Cả vũ trụ hình như chỉ được Chúa Trời tạo dựng để phục vụ con người.
Lâu đài vũ trụ kiến trúc xinh đẹp như nói trên vẫn còn nguyên vẹn cho tới khi xuất hiện trào lưu Phục hưng, một trào lưu vĩ đại về sự bừng tỉnh trí thức ở châu Âu.
Phá hủy lâu đài kiến thúc ấy là công lớn của Nicolaus Copernicus, “một giáo sĩ, vừa là họa sĩ, thi sĩ, vật lý gia, chiến sĩ và vừa là nhà khoa học...”, một trong những nhân vật uyên bác toàn diện đã làm cho thời Phục hưng được muôn đời ca tụng.
Bảy mươi tuổi đời của Copernicus từ năm 1473 đến năm 1543 là giai đoạn hào hứng nhất và cũng nhiều sự kiện nhất của lịch sử châu Âu: Columbus tìm ra châu Mỹ; Magellan đi vòng quanh trái đất; Vasco de Gama lần đầu tiên vượt biển sang ấn Độ; Martin Luther khởi xướng đạo Tin Lành cải cách; Michel Angelo xây dựng một thế giới nghệ thuật mới; Paracelsus và Vesalius đặt nền móng cho khoa y học hiện đại; và Leonardo da Vinci, “một thiên tài toàn diện”, nổi tiếng là họa sĩ, nhà điêu khắc, kỹ sư, nhà kiến trúc, nhà vật lý, nhà sinh vật học và triết gia. Đó quả là một thời đại thuận lợi biết bao để một thiên tài khác, Copernicus cống hiến cho nhân loại một vũ trụ quan mới.
Nicolaus Copernicus sinh tại Torun, một thị trấn trên bờ sông Vistula của Ba Lan, một thị trấn trước kia nằm trong Hiệp hội những thành phố tự do ở Phổ. Về hướng nghiệp ông sớm bị ảnh hưởng sâu rộng của người cậu là Lucas Watzelrode sau này làm Tổng Giám mục ở Ermeland. Ông được hấp thụ một nền giáo dục lâu dài và phức tạp, trước ở Trường sơ cấp Torun, sau năm 1491, tại Trường đại học Krakow. Trường đại học này cuốn hút ông vì nổi tiếng là trung tâm lãnh đạo châu Âu về toán học và thiên văn học. Năm năm sau Copernicus du lịch sang Italia, tiếp tục học ở Bologna, một trong những trường đại học cổ xưa nhất và nổi tiếng nhất châu Âu. Ông bỏ hết thì giờ vào việc học Giáo luật và thiên văn học. Sau đó ông đến sống ở Rome một năm, vừa dạy toán vừa dạy thiên văn. Sau cùng, năm năm học Y khoa và Giáo luật ở Padua và Ferrara, đã hoàn tất chương trình học vấn của ông. Văn bằng Tiến sĩ Giáo luật được cấp cho ông năm 1503 ở Ferrara.
Trong khi đó, do ảnh hưởng của người cậu, Copernicus được phong linh mục ở Vương cung Thánh đường thánh Frauenburg và đó là nơi ông sống 37 năm còn lại đời mình sau khi từ Italia trở về vào năm 1506.
Nhiệm vụ linh mục của Copernicus rất phức tạp: ông chăm sóc thuốc men cho các tu sĩ và giáo dân; giúp việc phòng thủ quận của ông về quân sự trong cuộc chiến tranh tái phát giữa Ba Lan, Phổ và các chiến binh người Đức; tham dự hội nghị hòa bình được triệu tập sau khi chiến tranh kết thúc; góp ý cải tổ vấn đề đúc tiền và lưu hành tiền tệ, cai quản những họ đạo xa xôi thuộc địa phận ông; và để giải trí, ông vẽ và dịch các tác phẩm thi ca Hy Lạp sang tiếng Latinh.
Nghiên cứu thiên văn chỉ là một trong những hoạt động của Copernicus, con người có tri thức toàn diện. Nhưng dần dần môn khoa học đó trở thành mối quan tâm lớn nhất của ông, khi ông thấy phát sinh những nhận định về các hiện tượng thiên văn, những ý niệm này hình như đã nảy nở trong tâm trí ông từ trước và được tăng lên qua sự học hỏi ở các trường đại học Krakow và Italia. Copernicus âm thầm và đơn độc tiếp tục tìm kiếm, không một ai giúp đỡ và góp ý. Để có một trạm quan sát thiên văn, ông đã dùng một tháp canh trên bức tường bao quanh thánh đường.
Các dụng cụ thiên văn của Copernicus rất thô thiển. Công trình của ông được thực hiện gần một thế kỷ trước khi kính viễn vọng được phát minh. Để đo lường, ông có một cái đồng hồ dùng bóng mặt trời; một cái thước đo chiều cao (một dụng cụ thô sơ bằng gỗ có ba mặt) tự ông chế ra để tính độ cao của các vì sao và các hành tinh, một cái kính trắc tinh, một hình cầu trong đó có những vòng dọc ngang. Hơn nữa khí hậu gây trở ngại cho việc quan sát thiên văn: biển Baltic và những con sông ở gần đó thường xuyên tạo ra mây và sương mù. Hiếm có những ngày và đêm bầu trời hoàn toàn trong sáng. Tuy nhiên, hết năm này qua năm khác, mỗi khi có cơ hội là Copernicus lại vùi đầu vào các tính toán.
Lý thuyết của Copernicus đại khái là: trái đất không đứng yên mà quay tròn, tựa như trên một trục, mỗi ngày một vòng. Một quan niệm như vậy vào thế kỷ 16 quả là quá kỳ dị, đến nỗi Copernicus không dám công bố sớm, trước khi ông tin chắc rằng những điều ông đưa ra không thể chối cãi được...
Lý thuyết mang tính cách mạng mà Copernicus cố gắng biện minh đúng hay sai qua những nghiên cứu lâu dài ngược hẳn với thuyết của Ptolemy mà bấy lâu nay vẫn được tôn sùng. Lý thuyết của Copernicus đại khái là: trái đất không đứng yên mà quay tròn, tựa như trên một trục, mỗi ngày một vòng. Một quan niệm như vậy vào thế kỷ 16 quả là quá kỳ dị, đến nỗi Copernicus không dám công bố sớm, trước khi ông tin chắc rằng những điều ông đưa ra không thể chối cãi được. Đó là lý do khiến Copernicus phải chờ đợi 30 năm, mới quyết định công bố lý thuyết của mình cho thế giới.
Trước đó, có vài nhà thiên văn Hy Lạp cho rằng trung tâm của vũ trụ là mặt trời chứ không phải là trái đất. Nhưng Aristarchus, “Copernicus của thời thượng cổ”, vào khoảng thế kỷ thứ ba trước Công nguyên đã giải thích việc mặt trời mọc và lặn mỗi ngày bằng cách đưa ra giả thuyết rằng trái đất quay tròn trên chính mình nó mỗi ngày một vòng. Tuy nhiên, giả thuyết này cùng với các giả thuyết tương tự của các nhà thiên văn khác đã bị Aristotle và Ptolemy bác bỏ và chỉ bênh vực giả thuyết trái đất là trung tâm của vũ trụ.
Nhờ đọc những áng văn cổ điển, Copernicus đã biết những giả thuyết cổ xưa ấy và rất có thể những giả thuyết này đã thúc đẩy ông tới chỗ xét lại vấn đề. Theo Copernicus hình như từ 1800 năm trước đó Arstarchus đã đưa ra một lối giải thích về chuyển động của bầu trời đơn giản hơn thuyết của Ptolemy nhiều.
Có lẽ ngay từ năm 1951 Copernicus đã viết một bản tóm tắt về lý thuyết mới của ông. Nhan đề là Commentariolus (hay là Tiểu luận). Quyển đó không được ấn hành trong khi tác giả còn sống nhưng có một số bản viết tay được lưu hành trong giới sinh viên khoa thiên văn học. Trong số những bản viết tay đó, nay còn lại hai bản. Trong quyển Commentariolus Copernicus cho thấy sở dĩ ông bắt đầu khảo cứu vì ông thấy các lý thuyết của Ptolemy về vũ trụ vừa quá phức tạp vừa quá vô lý, lại không đưa ra được những giải thích thỏa đáng về các hiện tượng của bầu trời. Kết quả chính yếu mà Copernicus đã phát hiện thấy là: quả đất không phải là trung tâm của thái dương hệ mà chỉ là trung tâm của quỹ đạo mặt trăng, và các hành tinh khác đều quay xung quanh Mặt trời. Quyển Tiểu luận thể hiện một giai đoạn dứt khoát trong sự phát huy tư tưởng của nhà địa thiên văn.
Ai có thể ngờ rằng tác phẩm kiệt xuất mà Copernicus đã dụng công xây dựng, ba mươi năm trời vẫn chưa được in thành sách? Do đó tác phẩm rất có thể bị thất lạc nếu không có những cố gắng của một học giả trẻ tuổi người Đức. Mùa hạ năm 1539, một giáo sư 25 tuổi dạy toán ở trường đại học Wittenberg tới Frauenburg thăm Copernicus. Đó là George Joachim Rheticus. Danh tiếng đang lên của Copernicus đã cuốn hút Rheticus và ông này tìm đến cốt để dò xét xem danh tiếng kia có xác đáng không. Ông tính chỉ ở lại vài tuần lễ nhưng ông được Copernicus đón tiếp nồng hậu khiến ông đã ở đó hơn hai năm. Rheticus nhận thấy ngay rằng chủ nhà là một thiên tài vào bậc nhất.
Trong ba tháng ông nghiên cứu và bàn cãi về các tài liệu do Copernicus ghi chép. Sau đó Rheticus đã viết một bản tóm tắt về tư tưởng Copernicus và gửi cho ông thầy cũ của mình là Johann Schoner dưới hình thức bức thư. Bức thư được in ở Dantzig năm 1540. Bài Narratio prima hay là Bản tóm tắt thứ nhất của Rheticus là bản văn đầu tiên trình bày lý thuyết làm rung chuyển địa cầu của nhà thiên văn Ba Lan. Thực ra quyển sách nhỏ ấy chỉ trình bày chi tiết một phần trong toàn bộ lý thuyết của Copernicus: đó là sự khảo sát về chuyển động của quả đất. Tiếp theo “Bản tóm tắt thứ nhất” Rheticus còn tính cho ra thêm những bản “tóm tắt” khác, nhưng những bản tóm tắt sau đều không cần thiết. Niềm thán phục của Rheticus đối với Copernicus biến thành gần như sự tôn sùng và đã bộc lộ ra trong việc ông tặng Copernicus danh hiệu “Tiến sĩ Quán Thế” (Dominus Doctor) trong văn bản của ông.
Cho tới đó Copernicus vẫn kiên quyết không chịu cho ấn hành toàn bộ công trình của ông. Ông vốn cầu toàn và cho rằng mỗi điều quan sát thấy đều phải được thẩm tra nhiều lần. Nguyên bản viết tay tìm thấy được ở Praha vào giữa thế kỷ 19 sau khi bị thất lạc 300 năm đã chứng tỏ rằng bản văn đã được sửa lại từ trên xuống dưới sáu lần.
Thêm vào những ngần ngại nói trên, Copernicus có thể còn bị cản trở vì Giáo hội Thiên Chúa lúc đó ngấm ngầm phản đối.
Cuộc cải cách tôn giáo của giáo phái Tin lành, sự bừng tỉnh tri thức của thời Phục hưng đã làm cho các giới tôn giáo nghi ngại các lý thuyết có tính chất cách mạng cũng như những tư tưởng có thể đưa người ta xa rời các giáo lý chính thống. Copernicus, một giáo sĩ tin đạo mãnh liệt, tất nhiên không muốn trở thành kẻ phản đạo cũng không muốn hy sinh vì một lý thuyết.
Tuy nhiên, cuốn Narratio prima (Bản tóm tắt thứ nhất), đã được tiếp nhận nồng hậu. Rheticus và nhiều người khác yêu cầu ấn hành toàn văn tác phẩm. Cuối cùng Copernicus phải nhượng bộ. Bản thảo viết tay được giao phó cho Rheticus ông này đem về Nuemberg và trông nom việc ấn loát.
Trước khi công việc ấn hành hoàn tất thì Rheticus được chỉ định làm giáo sư tại trường đại học Leibzig, và Andreas Osiander một mục sư Tin lành được chỉ định trông coi việc ấn loát.
Hình như Osiander đã lo ngại trước những ý kiến cấp tiến của Copernicus. Không xin phép và âm thầm, ông tự ý bỏ phần giới thiệu của quyển một. Thay vào đó ông viết bài tựa nói rằng: “Quyển sách chỉ gồm những giả thuyết có lợi cho các nhà thiên văn; việc trái đất quay không phải là điều nhất thiết đúng hay có thể đúng”. Nói cách khác đi, những điều viết trong quyển sách không có gì bảo đảm đã chính xác. Chắc Osiander muốn né tránh những lời chỉ trích của phe đối lập, và như Mizwa đã nhấn mạnh: “Có thể là vô tình mà Osiander đã góp phần lớn lao vào việc bảo toàn công trình vĩ đại này hơn ông tưởng. Vì bài tựa giả dối và ôn hòa vô hại của ông khéo léo núp dưới tên của tác giả (gửi cho người đọc định được thuyết nêu ra trong sách), nên Giáo hội Thiên Chúa không quan tâm đến tính chất cách mạng của quyển De Revolutionibus (về sự chuyển động). Phải tới năm 1616 họ mới kịp nhận ra và ghi nó vào bảng sách cấm”.
Trước khi việc ấn loát hoàn tất, Copernicus bị bệnh nặng. Một câu chuyện đáng tin cậy đã kể lại trong đoạn bi thảm nhất rằng, một sứ giả tới Frauenburg, mang từ Nuremberg bản in đầu tiên cuốn sách kiệt tác của Copernicus và chỉ kịp đặt vào tay ông vài giờ trước khi ông chết. Hôm đó là ngày 24 tháng 5 năm 1543. Quyển sách đề là De Revolutionibus Orbium Celestium nghĩa là về sự vận động của các thiên thể”. Cũng như các tác phẩm giáo khoa hồi đó, quyển sách được viết bằng tiếng Latinh.
Vừa vì khôn ngoan vừa vì xã giao, Copernicus đề tặng tác phẩm cho Giáo hoàng Paul III. Qua lời đề tặng ấy, rõ ràng Copernicus đã tiên đoán một số khó khăn sẽ gặp phải.
“Tâu Đức Thánh Cha, con có thể tin chắc rằng một số người khi nghe nói đến sự xoay vần của địa cầu trong những cuốn sách này lập tức tuyên bố đấy là những ý kiến cần phải loại bỏ. Lúc này, những giả thuyết của chính con cũng chưa làm cho con hoàn toàn thỏa mãn đến độ không quan tâm đến những lời người khác có thể chê trách. Khi con bắt đầu nghĩ đến dư luận của những người công nhận quả đất đứng yên (như quan niệm phổ biến từ bao thế kỷ nay) đối với thuyết quả đất quay của con, con đã lưỡng lự rất lâu không biết có nên công bố những điều con đã viết để chứng minh sự xoay vần của quả đất không, hay tốt hơn là nên theo gương các triết gia thuộc nhóm Pythagore chỉ bác lại các điều huyền bí của triết học cho bà con và bạn bè bằng nói miệng thôi. Sau khi suy nghĩ kỹ, con gần như bị thúc đẩy đến chỗ xếp lại toàn bộ tác phẩm đã viết, vì con nhìn thấy trước sự khinh bỉ của người đời đối với tính chất mới lạ và có vẻ phi lý của nó.
Tuy nhiên, các bạn bè khuyên con bỏ ý định đó và bảo con phải ấn hành quyển sách con đã giấu kín trong nhà không phải chín năm mà tới bốn lần cái chín năm đó. Không thiếu những nhân vật danh tiếng và có học thức đã yêu cầu con ấn hành quyển sách. Họ bảo rằng không có gì đáng lo ngại mà phải trì hoãn cống hiến công trình của con cho ích lợi chung của toán học...
Con tin chắc rằng những người thông minh và học rộng sẽ đồng ý với con nếu họ thành thật có thiện chí tìm hiểu và cân nhắc các bằng chứng con đưa ra trong quyển sách. Nhưng để cả người thức giả lẫn người thường dân có thể thấy rằng con không sợ sự phê phán của người đời, con muốn đề tặng quyển sách này, kết quả những đêm dài vất vả của con, cho Đức Thánh Cha hơn là bất cứ ai. Dù là một người ở trong một xó xa xôi của địa cầu, con vẫn coi Đức Thánh Cha là người vĩ đại nhất về địa vị và tha thiết nhất với khoa học và toán học. Do vậy Đức Thánh Cha nhờ địa vị và nhận xét của người, có thể loại bỏ dễ dàng lời lẽ của những người xấu miệng, mặc dầu tục ngữ có câu rằng không có thuốc gì chữa được vết cắn của kẻ nói xấu. Cũng có thể có trường hợp những bọn có thói quen gièm pha, lười biếng, dốt toán sẽ đòi quyền chỉ trích công trình của con bằng cách viện dẫn một vài đoạn trong Thánh Kinh mà họ đã vo tròn bóp méo theo ý họ. Nếu có kẻ nào dám liều lĩnh chỉ trích và tỏ ý than phiền về chủ trương của con, con sẽ không quan tâm đến, và con coi những phán đoán của họ là không chín chắn và đáng khinh”.
Copernicus đã tóm tắt vũ trụ quan của ông mấy lời sau đây:
“Xa hơn hết là vòm hình cầu của các định tinh nó chứa đựng đủ thứ và chính vì lý do đó, không chuyển động. Thực ra đó là cái khung của vũ trụ mà sự chuyển động và vị trí của các vì sao phải quy chiếu vào. Tuy một số người nghĩ rằng nó có thể chuyển động theo lối nào đó, chúng tôi vẫn gán một lý do khác cho điều tại sao nó lại xuất hiện như vậy trong thuyết của chúng ta về sự chuyển động của trái đất. Trong số các hành tinh, trước hết phải kể sao Thổ, đi trong ba mươi năm mới hết một vòng. Sau đó là sao Mộc vận chuyển mười hai năm một vòng. Thứ tư trong số đó là hành tinh quay một năm một vòng mà chúng tôi đã nói, đó là trái đất với quỹ đạo mặt trăng (lunar orbit) như là một vòng ngoài. Thứ năm đến sao Kim quay một vòng đến chín tháng. Sao Thủy đứng hạng sáu đi một vòng hết tám mươi ngày. Ở giữa các hành tinh đó là mặt trời. Thật ra giữa ngôi đền đẹp hơn hết thảy ấy, ai đặt được một bó đuốc vào bất cứ chỗ nào khác hơn là nơi, từ đó nó có thể soi sáng toàn thể và cùng một lúc?... Cho nên chúng tôi thấy bên dưới sự xếp đặt có trật tự ấy một sự cân đối huyền diệu trong vũ trụ, và một liên hệ rõ rệt trong sự chuyển động và tầm vóc vĩ đại của các tinh cầu. Sự cân đối ấy và mối liên hệ ăn khớp ấy thuộc loại chúng ta không thể có được bằng bất cứ một phương pháp nào khác”.
Mấy nét đại quát về nội dung quyển De Revolutionibus đủ cho ta thấy phương pháp trình bày của tác giả. Tiếp theo lời đề tặng Giáo Hoàng Paul III và bài tựa đánh lạc hướng của Osiander, tác phẩm được chia làm sáu “quyển” hay sáu phần chính. Mỗi phần chia ra nhiều chương.
Phần một gồm vũ trụ quan của Copernicus, những lập luận ông đưa ra để bênh vực thuyết mặt trời là trung tâm của Thái dương hệ, ý niệm quả đất quay quanh mặt trời như các hành tinh khác và sự khác nhau giữa các mùa trong năm. Nhiều chương ở cuối phần này trình bày về lượng giác và những nguyên tắc lượng giác này được Copernicus dùng trong những phần sau.
Phần II bàn về sự chuyển động của các thiên thể đã được đo lường một cách chính xác và kết thúc bằng bảng liệt kê các tinh tú, xác định vị trí chúng trong bầu trời. Bảng liệt kê phần lớn mượn của Ptolemy tuy có sửa đổi đi chút đỉnh.
Bốn phần sau mô tả chi tiết sự chuyển động của trái đất, mặt trăng và các hành tinh khác. Trong mỗi trường hợp sau, phần giải thích sự chuyển động đều kèm theo hình vẽ đường đi của hành tinh ấy trên bầu trời theo những tính toán của Copernicus.
Một trong những lý lẽ chính yếu chống lại thuyết trái đất xoay vần trước đó đã được Ptolemy đưa ra: trái đất phải yên, nếu không thể, bất cứ vật gì bay trên không gian như, mây trời, chim chóc sẽ bị bỏ lại đằng sau và một vật tung vào trong không gian khi rơi xuống sẽ phải chếch về phía tây rất xa. Nguy hại hơn hết là nếu địa cầu quay một cách mau chóng, kinh khủng như vậy thì nó sẽ sớm tan thành muôn mảnh và bay vào không gian. Trước khi Galileo tìm ra cơ học và Newton tìm ra luật hấp dẫn thì những lập luận của Ptolemy quả là khó mà phủ định.
Copernicus trả lời bằng cách đưa ra ý kiến rằng không khí quanh mặt đất bị trái đất lôi theo trong khi quay, và quan niệm rằng trái đất quay chứ không phải cả vũ trụ quay nghe vẫn thuận lý, hơn vì nếu trái đất không quay thì bầu trời phải quay để có ngày và đêm. Những lý lẽ bào chữa lại càng thêm mạnh nhờ những suy luận mang tính triết lý: thiên nhiên không tự diệt và Thượng đế không tạo dựng nên vũ trụ để rồi nó lại tự diệt nó.
Có 30 tỷ Trái đất trong dải Ngân hà
Theo phát hiện của các nhà khoa học, trái đất không hề cô đơn mà có những 30 tỷ "anh em" trong dải ngân hà của chúng ta. Họ đưa ra đánh giá này sau khi khám phá hành tinh mang tên HD 2039. Đó là một "quả cầu khí" khổng lồ giống tất cả các hành tinh khác đã được phát hiện và có quỹ đạo tương tự Mặt trời. Các khoa học gia đặt ra câu hỏi có bao nhiêu hành tinh có thể tồn tại trong giải Ngân hà và trong đó bao nhiêu hành tinh giống Trái đất. Câu trả lời cho 2 câu hỏi đó là hàng tỷ.
Khoảng 10% ngôi sao được phát hiện đều là các hệ hành tinh. Vì thế, với 300 tỷ ngôi sao trong dải ngân hà của chúng ta, có khoảng 30 tỷ hệ hành tinh và hầu hết chúng đều có thể chứa một trái đất khác.
Kịch bản thứ ba về ngày tận thế của vũ trụ
Vũ trụ sẽ kết thúc trong sự nở rộng vô tận, nhưng không âm thầm như ta vẫn tưởng, mà mãnh liệt đến mức các thiên hà, hành tinh và ngay cả các đơn nguyên tử cấu thành nên con người cũng sẽ bị xé toạc trong vài phần tỷ giây... Tuy nhiên, chuyện đó chỉ xảy ra sau 22 tỷ năm nữa.
"Người ta vẫn tin rằng vũ trụ hoặc là sẽ co cụm lại trong một Cú sụp lớn (Big Crunch), hoặc thầm lặng mở rộng mãi mãi tới trạng thái cực loãng. Nhưng nay, chúng tôi tìm ra một khả năng mới - một Vụ xé lớn (Big Rip)" - Nhà vật lý Robert Caldwell ở Đại học Dartmouth (New Hampshire, Mỹ) tuyên bố.
Hầu hết các nhà khoa học đều thống nhất rằng vũ trụ được sinh ra sau Vụ nổ lớn (Big Bang), khoảng 12-14 tỷ năm về trước. Kể từ đó, nó không ngừng mở rộng dưới sức mạnh của một lực bí ẩn được gọi là năng lượng tối. Giới nghiên cứu cũng tin rằng gia tốc giãn nở của vũ trụ cuối cùng sẽ giảm đi, hoặc ít nhất giữ nguyên như ngày nay. Tuy nhiên, theo Caldwell, năng lượng tối - mà ông gọi là "năng lượng ma quỷ" - có thể ngày càng mạnh hơn và làm tăng tốc quá trình giãn nở. Theo kịch bản đó, vũ trụ sẽ duỗi căng ngày một khốc liệt hơn, cho đến khi ánh sáng từ các ngôi sao không thể đến được với chúng ta. Và cuối cùng, năng lượng ma quỷ sẽ xóa nhoà tất cả những gì được gọi là ranh giới, dứt đứt các mối liên kết điện từ từng kéo vật chất co cụm lại với nhau. Trong kịch bản mạnh mẽ nhất, Vụ xé lớn sẽ xảy ra trong vòng 22 tỷ năm nữa và Milky Way sẽ tan thành mây khói theo đúng nghĩa của nó khoảng 60 triệu năm trước ngày tận thế của vũ trụ.
"Vào những giây phút cuối cùng, ngay cả các hạt nhân nguyên tử cũng sẽ bị kéo tan thành nhiều mảnh" - Caldwell cho biết. Nghiên cứu của ông và cộng sự tại Viện Công nghệ California vừa được công bố trên tạp chí Physical Review. Giả thuyết bất ngờ của Caldwell chắc chắn sẽ thổi một luồng sinh khí mới vào cuộc tranh luận về sinh diệt của vũ trụ đã bắt đầu từ lâu trong giới thiên văn học.
Những phát hiện về vạn vật và con người
"Thời gian là nhà khám phá vĩ đại nhất", Francis Bacon (1625). Khám phá vĩ đại đầu tiên là thời gian, khung của kinh nghiệm. Chỉ khi biết phân định năm tháng, tuần lễ, ngày giờ, phút giây, con người mới thoát ra được cái chu kỳ đơn điệu của thiên nhiên.
Dòng chảy của bóng tối, cát, nước và của thời gian, được chuyển đổi thành những đoạn ngắt đều của đồng hồ. Nó đã trở thành một dụng cụ hữu ích để con người đo lường chuyển động trên khắp hành tinh. Các khám phá về thời gian và không gian sẽ trở thành một chiều kích liên tục. Các cộng đồng của thời gian sẽ mang đến cho các cộng đồng tri thức đầu tiên những cách thức để chia sẻ khám phá, một giới tuyến chung về cái còn chưa được biết đến.
Bầu trời bao la
"Thượng Đế đã tạo dựng các hành tinh và các ngôi sao không phải để chúng thống trị con người, nhưng để chúng cũng như các tạo vật khác, vâng phục và phục vụ con người" - Paracelsus (1541)
Sự quyến rũ của mặt trăng
Từ cực tây bắc Greenland tới cực nam Patagonia, người ta đâu đâu cũng đón chào trăng mới - một thời gian để ca hát và cầu nguyện, ăn uống và vui chơi. Người Eskimô mở một lễ hội, trong đó các pháp sư của họ cử hành, họ tắt hết đèn rồi vui vẻ với những người phụ nữ. Các thổ dân Nam Phi hát một bài thánh ca: "Trăng Mới!.. Kính chào, Kính chào Trăng Mới!". Dưới ánh trăng, mọi người đều thích khiêu vũ. Và mặt trăng còn có những sự quyến rũ khác. Theo lời kể của sử gia Tacitus cách đây gần 2000 năm, những cộng đồng người Đức cổ đại thường tổ chức lễ hội vào những ngày trăng non hay trăng tròn, là "những mùa được coi là tốt đẹp nhất để bắt đầu công việc làm ăn".
Khắp nơi ta đều tìm thấy những ý nghĩa thần thoại, huyền bí và lãng mạn về mặt trăng - mặt trăng được gọi là chị Hằng, chị Nguyệt; mặt trăng gắn liền với truyện Thằng Cuội ngồi gốc cây đa; mặt trăng được coi là khung cảnh lý tưởng để đôi trai gÃ
sưu tầm