Chỉ với một cây gậy, Eratosthenes đã đo được đường cong 360 độ của Trái Đất với sai số đáng kinh ngạc. Show
Có một nhóm người trên thế giới thực sự tin Trái Đất là phẳng. Họ cho rằng những tấm ảnh hành tinh chúng ta chụp từ vệ tinh đã được chính phủ dàn xếp nhằm thuyết phục mọi người Trái Đất hình cầu. Bằng chứng của họ là đường chân trời chẳng xuất hiện đường cong nào cả. Điều thú vị là, ngay từ 2.000 năm trước, chẳng cần bất cứ vệ tinh nào, con người đã biết Trái Đất là một khối cầu. Bởi vì Trái Đất phải có dạng trònNgười Hy Lạp cho rằng Trái Đất dạng tròn trước cả khi họ có bằng chứng thuyết phục. Triết gia kiêm nhà toán học lỗi lạc Pythago là người đầu tiên đưa ra giả thuyết Trái Đất hình cầu những năm 500 TCN, dù rằng ông chỉ dựa trên góc nhìn thẩm mĩ của riêng mình: Hình cầu là dạng hoàn hảo nhất. Một thế kỷ sau, nhà triết học Plato cũng đưa ra ý kiến tương tự, đồng thời khiến cho nhận định này trở nên phổ biến.
Khi bắt đầu đi vào chứng minh Trái Đất hình tròn, Aristotle là triết gia người Hy Lạp tiên phong trong vấn đề này. Trong cuốn sách ''Trên thiên đàng'' (On the Heavens), viết vào năm 350 TCN, ông đã đưa ra một vài bằng chứng chứng minh Trái Đất hình cầu. Ông chỉ ra rằng chúng ta có thể nhìn thấy bóng của Trái Đất trên Mặt Trăng trong các kì nguyệt thực. Nó luôn có dạng tròn bất kể Trái Đất ở vị trí nào trên vòng xoay của nó. Trong luận điểm khác, ông thấy rằng vị trí các vì sao sẽ khác nhau khi chúng ta nhìn ở những nơi khác nhau trên Trái Đất. Những vì sao ở Ai Cập ko thể thấy được ở Cyprus cách đó 1.000 km.
"Điều đó chứng minh, Trái Đất không chỉ có dạng tròn mà ắt hẳn nó còn là một khối cầu với kích thước không lớn lắm. Nếu không, chỉ cần thay đổi địa điểm một chút thôi, không thể nhận ra sự khác biệt nhanh chóng và rõ ràng như vậy", ông viết. Một học giả khác sau đó đã củng cố giả thuyết của Aristotle: Không chỉ chứng minh Trái Đất hình cầu, người này còn tính toán chu vi của nó chỉ bằng bóng đổ của một thanh que dưới ánh Mặt trời. Người đàn ông và cây gậyEratosthenes là một trong những học giả nổi tiếng bật nhất vào thời của ông, nghiên cứu hầu hết lĩnh vực về khoa học. Năm 240 TCN, ông được bổ nhiệm làm thủ thư tại thư viện Alexandria - một trung tâm tài liệu vô cùng lớn, có thể ví như Google thời nay. Một trong những tham vọng của ông là vẽ được bản đồ toàn thế giới. Để thực hiện nó, Eratosthenes biết rằng ông cần phải xác định kích thước của Trái Đất. Ông từng nghe kể về câu chuyện một cái giếng tại thành phố Syene (nay là Aswan, Ai Cập) có những tính chất rất riêng biệt. Vào buổi trưa trong ngày hạ chí, ngay lúc Mặt trời trên đỉnh đầu, ánh sáng chiếu thẳng xuống đáy giếng mà không để lại bất kì cái bóng nào. Để kiểm tra xem điều tương tự có xảy ra tại Alexandria hay không, Eratosthenes đặt một cây gậy thẳng đứng cũng vào ngày hạ chí lúc giữa trưa, nó để lại cái bóng với một góc 7,2 độ. Eratosthenes nhận ra ông có thể làm một vài phép toán đơn giản để tính ra được chu vi của Trái Đất, điều ông cần biết là khoảng cách giữa Alexandria và Syene.
Cách thức đo lường khoảng cách lúc đó còn khá thô sơ, ông đã thuê những người đi rừng kì cựu, có thể biết chính xác số bước đi của họ, và đo khoảng cách giữa 2 thành phố là 5.000 stadia (khoảng 800-900km). Với những số liệu này, Eratosthenes thực hiện phép tính nhanh. Khi Mặt trời vuông góc tại Syene và tạo góc 7,2 độ tại Alexandria, khoảng cách giữa hai thành phố vào khoảng 800-900km, vậy một vòng Trái Đất 360 độ sẽ ứng với 40.000km. Dù giả định của ông bị lỗi, khoảng cách đưa ra cũng chưa chính xách, tính toán cuối cùng đưa ra chỉ lệch khoảng 75 km. Ngày nay, chúng ta biết rằng đường xích đạo Trái Đất là 40.075km, và kích thước sẽ nhỏ hơn một chút nếu đo theo đường kinh tuyến từ cực Bắc xuống cực Nam. Kết quả không tệ với một anh chàng cùng cây gậy của mình. Một số người cho rằng câu trên trên được Galileo Galilei nói vào năm 1633 khi bị Tòa án dị giáo ép buộc rút lại ý kiến ủng hộ Trái Đất quay quanh Mặt Trời. Câu gốc trong tiếng Italia là “E pur si muove”, dịch sang Tiếng Anh “And yet it moves”, có nghĩa đơn giản chỉ là “ Và nó vẫn chuyển động”. Nhiều truyện cũng kể Galileo đã nói to điều này khi vừa bước ra khỏi Tòa án dị giáo, liệu điều này có là sự thật?  Quan điểm của Galileo Galilei về sự chuyển độngHồi nhỏ, sở thích của Galileo Galilei là chơi đàn, vẽ, lao động chân tay và khi rảnh rỗi ông thường làm đồ chơi cho các em của mình. Nhưng người cha của ông Vesenxao Galilei lại muốn ông trở thành một danh y. Năm 1581, ông vừa vào học y ở Đại học Pisa. Trong năm đầu tiên học đại học, quan sát đèn treo đu đưa ở nhà thờ, Galileo đã nhận ra rằng chiếc đèn luôn luôn mất cùng một thời gian thực hiện một dao động dù phạm vi đu đưa rộng hay hẹp như thế nào. Điều này về sau được ông kiểm chứng bằng thực nghiệm, từ đó đề xuất nguyên lý con lắc trong điều tiết đồng hồ. Sau đó khi được học hình học, ông bắt đầu say mê toán học. Năm 1585, vì không có tiền, ông buộc phải thôi học và trở về Florence giảng dạy. Ở đấy, năm 1586, Galileo đã công bố một khảo luận về trọng tâm của các vật rắn và được mời làm giảng viên toán học ở Đại học Pisa. Từ đó ông bắt đầu nghiên cứu lý thuyết chuyển động, lần đầu tiên bác bỏ quan niệm của Aristotle về chuyển động rơi rằng vật nặng thì rơi nhanh hơn vật nhẹ – một quan niệm sai lầm đã tồn tại suốt cả ngàn năm. Năm 1592, ông lại chuyển sang giảng dạy ở Đại học Padua và ở đây, trong suốt 18 năm, ông đã có nhiều khám phá khoa học quan trọng về sự chuyển động. Galileo đã rất sớm tin vào thuyết của Copernicus về chuyển động của các hành tinh xung quanh Mặt trời nhưng ông không dám nói ra vì sợ chê cười. Năm 1609, khi ở Venice, ông được biết là có phát minh về kính ngắm thấy các vật ở xa. Trở về Padua, ông đã nhanh chóng tự làm ra được những chiếc kính viễn vọng và dùng chính những chiếc kính ấy để quan sát bầu trời. Chỉ từ cuối năm 1609 đến đầu 1610 Galileo đã phát hiện ra một loạt những sự kiện bất ngờ: bề mặt Mặt trăng lồi lõm, dải Ngân hà là một tập hợp sao, Sao Mộc có các mặt trăng của nó… Ông cùng quan sát Sao Thổ, các vết đen trên Mặt trời, các tuần trăng của Sao Kim. Các quan sát thiên văn đầu tiên của ông được công bố năm 1610 trong tác phẩm “Sứ giả của các vì sao”. Năm 1611, Galileo đến Rome và trình diễn chiếc kính viễn vọng của ông trước các nhân vật quan trọng ở triều đình của Giáo hoàng và được đón tiếp nồng nhiệt. Với tài thuyết giảng của mình, các ý kiến của ông đã được phổ cập bên ngoài giới khoa học và tạo ra một dư luận mạnh mẽ. Các giáo sư theo học thuyết của Aristotle tìm cách chống lại ông và họ đã được sự hợp tác của các thầy tu, những người này đã bí mật tố cáo Galileo với Toà án Giáo hội. Đến năm 1616 thì thuyết Nhật tâm của Copernicus bị đưa vào danh sách cấm. Mặc dù có rất nhiều cố gắng bảo vệ lý thuyết của Coperinicus, nhưng đều thất bại. Năm 1625, ông hoàn thành tác phẩm vĩ đại “Đối thoại về hai hệ thống thế giới chính – của Ptolemaeus và của Copernicus”. Cuốn sách xuất hiện năm 1632 và được khắp Châu Âu ca ngợi là một kiệt tác về văn học và triết học nhưng Giáo hoàng thì rất tức giận và ra lệnh khởi tố Galileo. Mặc dù đau ốm và già nua nhưng tháng 2 năm 1633, Galileo vẫn phải đến Rome để chịu xét xử trước Toà án Giáo hội. Ông bị buộc tội “bảo vệ và giảng dạy” học thuyết Copernicus và ép phải nói lên rằng ông thề từ bỏ mãi mãi và ghét cay ghét đắng những sai lầm đã phạm phải. Người ta kể rằng sau khi bị tuyên án, ông đã dậm chân xuống đất và kêu lên “Eppur, si muovo” (Dẫu sao thì trái đất vẫn quay). Ông bị quản thúc đến khi qua đời 8 năm sau đó ở nhà tại Arcetri gần Florence. Tuy nhiên trong thời gian ấy, Galileo vẫn không ngừng làm việc và tổng hợp các kết quả của các thí nghiệm trước đây và những ý nghĩ mà ông nghiền ngẫm về các nguyên lý cơ học. Đây là một trong những tiền đề quan trọng để các nhà khoa học sau này như Huygens và Torricelli phát triển các nghiên cứu của mình. Đóng góp trực tiếp của Galileo cho thiên văn học là những khám phá với chiếc kính viễn vọng của ông. Biên giới của vũ trụ nhìn thấy đã được ông mở rộng ra rất nhiều. Có một điều kỳ lạ là Galileo không biết các định luật về chuyển động các hành tinh của Kepler, người đương thời của ông. Ông tin rằng các quỹ đạo hành tinh là đường tròn để duy trì một trật tự hoàn hảo của vũ trụ. Tuy nhiên, ông cũng có những tiên đoán đúng đắn như rồi sẽ phát hiện rác các hành tinh bên ngoài Sao Thổ, ánh sáng có vận tốc hữu hạn mặc dù rất lớn. Đóng góp quan trọng nhất của Galileo là việc thiết lập cơ học như một khoa học. Trước Galileo đã có một số khám phá về lực nhưng chính ông mới là người đầu tiên làm rõ ý tưởng lực là một tác nhân cơ học. Tuy ông không phát biểu sự phụ thuộc giữa chuyển động và lực thành các định luật nhưng các công trình của ông về động lực học luôn luôn cho thấy các định luật này. Ông là người mở đường cho Isaac Newton sau này hoàn thành môn cơ học được gọi một cách đúng đắn là cơ học Galileo – Newton. Thêm bằng chứng cho rằng Galileo Galilei không hề nói “Dù sao thì trái đất vẫn quay”Dựa trên những quan sát thiên văn qua kính viễn vọng của mình, Galileo Galilei kiên cường khẳng định mô hình Hệ sao của Nicolaus Copernicus, với Mặt Trời ở trung tâm, là đúng; trước đó, Giáo hội đã ban hành luật cấm lưu hành văn bản liên quan tới giả thuyết của Copernicus, vốn cho rằng Trái Đất không phải trung tâm hệ mà chính là Mặt Trời và đi ngược lại những gì Giáo hội Công giáo vẫn giảng dạy suốt nhiều thế kỷ. Dù không bị kết tội dị giáo, Giáo hội vẫn bắt Galileo từ bỏ khẳng định “sai trái” của mình. Truyền thuyết kể lại rằng dù phải nghe theo thế lực chi phối cuộc sống lớn nhất thời bấy giờ, ông vẫn lẩm bẩm rằng “E pur si muove”, “And yet it moves”, tức “Dù sao nó vẫn quay”, ngụ ý Trái Đất vẫn cứ di chuyển quanh Mặt Trời dù đức tin của người đương thời có ra sao đi nữa. Nhiều học giả nhận định câu nói này của Galileo quá liều lĩnh để trở thành sự thật. “Chắc Galileo phải mất trí mới dám nói vậy trước mặt Quan tòa”, nhà vật lý thiên văn Mario Livio nói với Ars Technica. Bởi vì Galileo có vẻ là một người rất ôn hòa và cẩn trọng. Ông Livo là tác giả của cuốn tiểu sử viết về nhà khoa học lỗi lạc năm xưa, cuốn sách mang tên Galileo và những Người bài Khoa học, và trong khi nghiên cứu về cuộc đời Galileo để viết sách, ông hứng thú vô cùng về những tranh luận xoay quanh “E pur si muove”: liệu Galileo có thực sự nói vậy? Mario Livio viết hẳn một báo cáo khoa học về những gì ông phát hiện được khi nghiên cứu những cuộc tranh luận này. Cuốn tiểu sử đầu tiên về Galileo được viết bởi người hậu duệ tin cẩn của ông, Vincenzo Viviana trong khoảng thời gian 1655-1656; trong cuốn sách, không dòng nào nhắc tới câu nói trứ danh của Galileo. Theo lời ông Livio, lần đầu tiên “E pur si muove” xuất hiện là trong cuốn sách viết năm 1757 mang tựa đề “Thư viện người Ý – The Italian Library” do Giuseppe Baretti thảo nên, 100 năm sau ngày mất của Galileo. Đáng lý, câu nói của Galileo sẽ chỉ được liệt kê vào danh mục chuyện tưởng tượng thôi. Thế nhưng khi sử gia Antonio Favaro, với kinh nghiệm nghiên cứu cuộc đời và sự nghiệp Galileo dài bốn thập kỷ, viết nên cuốn sách đồ sộ có tên “Những Công trình của Galileo Galilei – The Works of Galileo Galilei”, rồi tung ra một loạt bài viết mô tả chi tiết nỗ lực tìm kiếm nguồn gốc câu nói nổi tiếng, người ta bắt đầu thừa nhận lời lẩm bẩm của Galileo xưa kia. Năm 1911, nhà nghiên cứu Favaro nhận được thư của một người đàn ông Bỉ có tên Jules Van Belle, khẳng định mình đang sở hữu một bức họ được vẽ năm 1643 – một năm sau khi Galileo từ trần, mô tả cảnh Galileo đang chịu khổ trong cảnh giam cầm, tay phải cầm một chiếc đinh, vẽ nên đường tròn mô tả vận động của Trái Đất quanh Mặt Trời. Trên bức tranh là câu nói nổi tiếng, “E pur si muove”. Người ta vẫn cho rằng đây là tác phẩm của họa sĩ người Tây Ban Nha Bartolomé Esteban Murillo, và Van Belle nghĩ rằng nó từng thuộc về chỉ huy quân đội có tên Ottavio Piccolomini, anh trai của Tổng giám mục thành phố Siena. Trong 6 tháng đầu của bản án giam lỏng tại nhà Galileo phải nhận, ông đã sống tại nhà của vị Tổng giám mục nói trên. Dữ kiện này cho thấy khả năng Galileo đã từng thốt ra câu nói kia, chỉ có điều không nói trước mặt Quan tòa. Thế nhưng chưa nhà sử gia nghệ thuật nào phân tích kỹ càng bức tranh kia. Khi nhà vật lý thiên văn Livio tiếp nối công trình nghiên cứu của Favaro sau hơn một thế kỷ, ông mới phát hiện ra rằng không ai hay bức tranh đã thất lạc nơi đâu. Ông tham vấn bốn chuyên gia có hiểu biết sâu rộng về các tác phẩm của danh họa Murillo, và cả bốn người khẳng định những nét vẽ kia không phải do nghệ sĩ người Tây Ban Nha tạo nên. Sau một năm trời lần theo số chứng cữ ít ỏi, ông Livio đã phát hiện ra bức họa Van Belle sở hữu năm xưa. Nó được bán cho một nhà sưu tập hồi năm 2007 bởi hậu duệ của Van Belle; trong buổi đấu giá, người ta nói bức họa này được vẽ hồi thế kỷ 19, trái ngược với khẳng định của Jules Van Belle về thời điểm bức tranh được vẽ. Điều đó cho thấy nhiều khả năng câu nói của Galileo chỉ là truyền thuyết bắt đầu nổi lên hồi giữa thế kỷ 18, tuy nhiên không thể đưa ra khẳng định chính xác, trừ khi người giữ tranh cho chuyên gia giám định lại bức họa. “Dù cho Galileo không thốt ra những lời đó, chúng vẫn liên quan trong thời đại đầy lo lắng hiện tại, khi những sự thật hiển nhiên vẫn bị công kích bởi những kẻ bài khoa học”, ông Livio viết trong báo cáo nghiên cứu đăng trên Scientific American. Rồi Livio kết luận: “Huyền thoại về việc công khai kháng cự đức tin của Galileo, với thông điệp ‘dù anh có tin gì đi chăng nữa, những điều tôi nói là sự thật’, trở nên quan trọng hơn bao giờ hết”. Tổng hợp |
