Người định hình thiên văn học

Bằng sự nghi ngờ và lòng đam mê thiên văn vô hạn, nhà nghiên cứu nghiệp dư Jeremiah Horrocks (1618 - 1641) tự tay chế tạo kính viễn vọng, đích thân quan sát được “hiện tượng giọt đen”.

Ông đảo ngược nhận thức đương thời, mở ra kỷ nguyên khám phá mới và ảnh hưởng đến rất nhiều người, trong đó có cả Isaac Newton (1643 - 1727).

Thiếu niên say mê thiên văn

Jeremiah Horrocks sinh năm 1618 tại Lancashire, trong gia đình Thanh giáo xem trọng giáo dục. Thuở nhỏ, Horrocks luôn quanh quẩn trong xưởng chế tạo đồng hồ của ông ngoại, một thợ làm đồng hồ và sớm quen với thiên văn vì ở thời này, việc điều chỉnh giờ dựa vào bóng nắng.

Thanh giáo nói nhiều về chiêm tinh, phù thủy và ma thuật. Horrocks nghi ngờ tính xác tín của những gì liên quan đến thiên văn và muốn đích thân kiểm chứng. Năm 1632, dù mới 14 tuổi, cậu một mình đi bộ từ Lancashire đến Cambridge, quyết tâm vào bằng được Trường Đại học Cambridge để nghiên cứu các vì sao. Cùng năm, Horrocks trúng tuyển vào Cao đẳng Emmanuel thuộc Đại học Cambridge với tư cách sinh viên được miễn giảm học phí.

Trong trường, Horrocks được 2 giảng viên nổi tiếng là nhà toán học John Wallis và nhà thần học John Worthington hết mực yêu quý, cho phép cùng nghiên cứu. Thời gian này, thuyết nhật tâm (xem Mặt trời là trung tâm của vũ trụ) chỉ vừa mới hình hài, đang gây tranh cãi lớn trong cộng đồng học thuật. Tuy nhỏ, Horrocks là một trong những người ủng hộ học thuyết này. Suốt ngày, cậu mải mê đọc nghiên cứu của 2 nhà nhật tâm tiên phong là Johannes Kepler và Tycho Brahe.

Năm 1635, Horrocks đột ngột bỏ Cambridge dù chưa tốt nghiệp. Có người cho rằng, cậu quá túng thiếu nên không trụ nổi. Cũng có người cho rằng, cậu đã học hết các kiến thức mà Cambridge có nên không muốn lãng phí thời gian ở lại thêm.

Phát hiện chấn động nhất

Sau khi rời Cambridge, Horrocks vẫn tiếp tục tìm kiếm và đọc các nghiên cứu, khám phá về thiên văn học. Năm 1638, ở tuổi 20, anh tự tay chế tạo ra chiếc kính viễn vọng tốt nhất trong thời đại, cho phép quan sát quỹ đạo của Mặt trăng và trở thành người đầu tiên chứng minh được “Mặt trăng di chuyển theo quỹ đạo hình elip quanh Trái đất”.

Một trong các nhà thiên văn được Horrocks nể trọng nhất là Johannes Kepler (1571 – 1630, Đức). Năm 1627, Kepler xuất bản Bảng Rudolphine, dự đoán sự đi qua của sao Thủy và sao Kim. Theo tính toán của ông, sao Thủy sẽ ngang qua Mặt trời vào năm 1631, còn sao Kim sẽ ngang qua Mặt trời vào năm 1761.

Cũng theo Bảng Rudolphine của Kepler, vào năm 1639, sao Kim chỉ suýt đi ngang Mặt trời. Từ năm 1635, Horrocks đã nghiền ngẫm Bảng Rudolphine và đánh dấu nghi hoặc vào dự đoán này. Sau 3 năm quan sát sao Kim, anh đưa ra một dự đoán hoàn toàn khác. Đó là vào ngày 24/11/1639, tầm 3 giờ chiều, sao Kim sẽ đi qua Mặt trời.

Ngày 24/11/1639, tiết trời khá u ám và nhiều mây. Lúc này, Horrocks đang ở Many Hoole. Khoảng 3 giờ 15 phút, anh nhìn thấy chấm đen nhỏ xuất hiện trên Mặt trời và biết dự đoán của mình đã chính xác. Cùng thời gian nhưng ở Manchester, nhà thiên văn William Crabtree (1610 – 1644) cũng quan sát thấy hiện tượng “hiệu ứng giọt đen” này.

Crabtree là bạn thân của Horrocks. Nhờ được Horrocks cho biết từ trước, Crabtree mới được tận mục sở thị sao Kim đi qua Mặt trời. Thời gian này, giới thiên văn chỉ có duy nhất một cách đo khoảng cách giữa Mặt trời và Trái đất là dựa vào hành tinh nào đó nằm giữa cả 2, thiết lập nên một tam giác.

Trước Horrocks, các nhà thiên văn tin tưởng, Mặt trời nằm giữa sao Kim và Trái đất cũng như có kích thước nhỏ hơn sao Kim. Nhờ nhìn thấy sao Kim đi qua Mặt trời, Horrocks thành công chứng minh điều ngược lại. Đó là sao Kim mới là hành tinh nằm giữa, nó không chỉ gần với Trái đất hơn Mặt trời, mà còn bé hơn Mặt trời vô số lần.

Ngoài tính toán chính xác ngày giờ sao Kim đi qua Mặt trời, Horrocks còn dự đoán chính xác cả thời gian nó lại đi qua thêm một lần nữa vào ngày 8/6 cùng năm. Nhờ anh, giới thiên văn Vương quốc Anh mới được tận mắt chứng kiến “hiệu ứng giọt đen”.

Mất sớm

Thế kỷ XVII là thời gian nhiều cam go của nghiên cứu thiên văn. Lúc này, thần giáo không chỉ đang trong thời kỳ thịnh vượng nhất mà còn bá quyền nhất. Giáo hội bài xích khoa học, không chấp nhận bất cứ phát hiện thiên văn nào mang tính lật đổ Kinh Thánh. Ngay cả Galileo (1564 – 1642, Ý) cũng phải cúi đầu trước tòa án, xám hối vì tội dám tuyên bố “Trái đất quay quanh Mặt trời”.

Phát hiện của Horrocks cũng giống như Galileo, làm đảo lộn niềm tin tôn giáo. Nó đóng vai trò công trình đầu tiên chứng minh Trái đất không phải là trung tâm của vũ trụ như thuyết địa tâm nói (xem Trái đất là trung tâm của vũ trụ và mọi hành tinh đều xoay quanh nó), mà chỉ là một hành tinh trong Hệ Mặt trời, xoay quanh Mặt trời.

Suốt các năm theo đuổi thiên văn, Horrocks chăm chỉ ghi chép nhật ký quan sát và phương pháp nghiên cứu, đo đạc… Không rõ vì lý do gì, vào năm 1640, anh phải rời nhà cha mẹ ở Toxteth, chuyển tới Hoole cách đó 18 dặm sinh sống. Và, cũng không rõ vì lý do gì, vào ngày 3/1/1641, ở tuổi 23, Horrocks đột ngột qua đời.

Sau khi Horrocks mất, nhà cha mẹ anh ở Toxteth bị lực lượng bảo hoàng lục soát. May mà trước đó, bạn thân Crabtree của anh đã thu thập hết các thư từ, ghi chép quan sát thiên văn đem đi giấu, sau này tập hợp thành cuốn sách và xuất bản.

Hai năm sau ngày Horrocks mất, Isaac Newton (1643 – 1727) mới chào đời. Từ tuổi thiếu niên, Newton đã bộc lộ say mê thiên văn và đọc tất cả các công trình nghiên cứu của Galileo cũng như Kepler.

Vô tình, Newton tìm thấy tư liệu về “lỗi trong Bảng Rudolphine” của Kepler mà Horrocks chỉ ra. Lập tức, Newton lục lọi khắp nơi, tìm kiếm các tài liệu của Horrocks và như thể được “khai tâm mở trí”.

Theo suy đoán của các nhà khoa học, việc Horrocks bị lãng quên nhiều khả năng là do anh qua đời ở tuổi còn quá trẻ. Nếu còn sống và tự tay công bố phát hiện thiên văn của mình, Horrocks có lẽ đã lừng lẫy tên tuổi không kém gì Galileo.