Nicolaus Copernicus và Thuyết Nhật Tâm – dịch thuật Lightway

Thuyết Nhật Tâm là lý thuyết cho rằng Trái Đất và các hành tinh xoay quanh Mặt Trời. Thuyết này tuy đã có từ lâu, nhưng Copernicus là người đã nỗ lực chứng minh sự chính xác của nó, và chỉ ra sai lầm trong Thuyết Địa Tâm coi Trái Đất là trung tâm vũ trụ của Ptolemy. Thuyết Nhật Tâm đã tạo bước ngoặt trong ngành thiên văn.

Trong phần trước khi nói về thiên văn học cổ đại, ta đã biết Ptolemy, trong tư cách là một trong những nhà thiên văn vĩ đại nhất của Hy Lạp cổ đại, đã từ chối lý thuyết cho rằng Trái Đất xoay quanh Mặt Trời mà một số nhà thiên văn cùng thời đã manh nha nghĩ tới. Và ông đề xuất một mô hình vũ trụ của riêng mình, được tin dùng trong suốt hàng thế kỷ sau đó. Có thể nói Ptolemy tuy không phải người đầu tiên nghĩ ra, nhưng ông xứng đáng là tổ sư gia của thuyết Địa tâm.

Lỗ hổng trong thuyết địa tâm của Ptolemy

Theo mô hình đó của Ptolemy thì Trái Đất là trung tâm của vũ trụ. Mặt Trời, Mặt Trăng, các hành tinh, và tất cả mọi thứ có trên bầu trời đều xoay chung quanh Trái Đất theo quỹ đạo hình tròn. Thiên thể gần Trái Đất nhất là Mặt Trăng, rồi đến sao Thuỷ, sao Kim, rồi đến Mặt Trời, rồi tới sao Hoả, sao Mộc, sao Thổ, cuối cùng là các vì sao.

Nhưng mô hình vũ trụ đó của Ptolemy có những lỗ hổng rất lớn. Chẳng hạn như về chuyển động của các hành tinh. Chính Ptolemy cũng nhận ra rằng mô hình của ông với các quỹ đạo tròn không thể giải thích được chuyển động của các hành tinh trên thực tế. Để giải quyết vấn đề, thay vì từ bỏ mô hình của mình, Ptolemy lại làm cho nó rối rắm thêm bằng cách vẽ thêm các ‘quỹ đạo phụ’ gọi là epicycle (ngoại luân) cho các hành tinh. Lúc này, các hành tinh thay vì xoay quanh Trái Đất thì chúng sẽ xoay tròn theo một quỹ đạo nhỏ hình tròn, và chính cái quỹ đạo nhỏ hình tròn này sẽ xoay quanh Trái Đất. Nghe mô tả là đã thấy rắc rối, và đúng là với cách giải quyết ấy thì mô hình Ptolemy càng vẽ càng thêm phức tạp cho đến khi nó trở thành một mớ bòng bong hỗn loạn. Nhưng Ptolemy chưa kịp giải quyết vấn đề này thì ông qua đời, và ngành thiên văn chết lâm sàng hàng thế kỷ.

Và trong bài trước chúng ta đã thấy thiên văn học được hồi sinh trong thế giới Ả Rập, và lan truyền khắp châu Âu.

Cuối cùng thì cũng có một người quyết tâm từ bỏ mô hình của Ptolemy và tìm ra chân tướng sự thật. Đó là Nicolaus Koppernigk, hay ta quen gọi là Copernicus.

Copernicus và thuyết Nhật Tâm

Copernicus sinh năm 1473, tại Thorn, bên bờ sông Vistula, nước Ba Lan. Ông tin rằng trong khoa học những lý thuyết càng đơn giản, trực tiếp thì càng chính xác. Và một mô hình phức tạp như của Ptolemy không thể là một mô hình đúng.

Có thể nói Copernicus đã có những tiến bộ so với Ptolemy trong việc quan sát và đo đạc chính xác các chuyển động của hành tinh. Và ông có thể chắc chắn rằng số đo của mình không sai. Cuối cùng ông đi đến một kết luận hiển nhiên và không thể khước từ: rằng Trái Đất không phải là trung tâm của vũ trụ, nhưng nó xoay quanh Mặt trời. Khi đó tất cả những rắc rối đều được giải quyết nhanh gọn.

Ngày nay thuyết Nhật tâm đối với chúng ta đã quá quen thuộc. Nhưng thời của Copernicus thì hoàn toàn khác. Ông đã đưa ra một thuyết có tính chất thay đổi toàn bộ kiến thức thiên văn học đang được giảng dạy khắp các đại học nhà trường ở châu Âu lúc đó. Và một trở ngại khủng khiếp khác là Kitô giáo, mà đại diện là Toà Thánh nơi Giáo hoàng đang ngự trị. Họ sẽ không bao giờ chấp nhận lý thuyết coi Trái Đất của con người mà Chúa tạo dựng chỉ là một hành tinh nhỏ bé trong vũ trụ. Và Giáo hội khi ấy nắm quyền lực chính trị rất lớn.

Vậy cho nên, Copernicus không dám công khai ý tưởng của mình cho nhân loại. Dù ông đã trình bày ý tưởng ấy đàng hoàng thành một cuốn sách tên là Bàn về Chuyển động của các Thiên thể, nhưng ông cất giấu nó đến cuối đời mình.

Công trình của Corpecnicus tuy không giải quyết được tất cả các vấn đề của thiên văn học, và đưa ra được cấu trúc chính xác của Hệ Mặt Trời, nhưng nó đã đả thông được chướng ngại lớn nhất và nghiêm trọng nhất của thiên văn. Từ đây thiên văn học sẽ phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng. Tựa như mạch nước được khơi nguồn.

• Truyền thuyết và thần thoại về Mặt Trăng của các dân tộc trên thế giới
• Xác định vị trí trên Trái Đất và trên Bầu Trời như thế nào?
• Trục nghiêng Trái Đất và nguyên nhân hình thành các mùa trong năm

Chướng ngại của Copernicus

Vấn đề trong công trình của Copecnicus đó là ông vẫn tin rằng các hành tinh xoay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình tròn thay vì là hình elip như chúng ta biết hiện nay. Vì sao vậy? Vì hình tròn là hình hoàn hảo, và mọi thứ trên bầu nhất thì nhất định phải hoàn hảo. Nhưng sai lầm này khiến Copernicus vẫn không thể giải thích được những chuyển động trên thực tế của các hành tinh mà ông quan sát thấy trên bầu trời. Nên ông buộc phải quay lại với mô hình epicycles của Ptolemy khi xưa, và một lần nữa rơi vào cái bẫy mà chính ông đã tìm cách tránh. Kết luận cuối cùng của Copernicus là Hệ Mặt Trời được tạo thành từ Mặt Trời nằm ở trung tâm, cùng với sáu hành tinh xoay quanh nó theo quỹ đạo hình tròn. Mặt Trăng xoay quanh Trái Đất. Còn các vì sao thì nằm cố định ở một vùng ngoại vi bên ngoài hành tinh xa nhất là sao Thổ.

Cuốn sách của Copernicus tuy đã sẵn sàng nhưng ông không dám giới thiệu nó với thế giới, vì lý do đã nói ở trên. Nhưng cuối cùng, nhờ sự động viên của nhiều bạn bè và các nhà xuất bản, ông đã công bố nó khi ngày tháng cuộc đời chẳng còn lại bao nhiêu. Hài hước ở chỗ tuy nhà xuất bản chịu in cuốn sách này nhưng lại ghi ngay trang đầu cuốn sách rằng đây chỉ là một “giả tưởng toán học” dùng cho mục đích dự đoán vị trí các hành tinh.

Copernicus không hài lòng với lời dẫn nhập ấy, nhưng lúc này ông đã già nên đành chịu vậy. Người ta kể rằng cuốn sách đến tay ông chỉ vài giờ trước khi ông trút hơi thở cuối đời.

Tác phẩm này đã làm dấy lên một làn sóng tranh cãi mãnh liệt thời ấy. Nhất là Giáo hội mạnh mẽ lên tiếng phản đối thuyết Nhật tâm. Tuy cuốn sách có nhiều sai lầm, nhưng phát hiện quan trọng của Copernicus khiến ông xứng đáng được nhắc tới như là một trong những nhà thiên văn vĩ đại nhất của loài người.

Và người sẽ kế nghiệp ông, và biến lý thuyết của ông thành chân lý, sẽ là Galileo. Nhưng cái giá phải trả khi đấu tranh cho chân lý chưa bao giờ là rẻ.