Những khám phá thiên văn lớn nhất

Những khám phá thiên văn lớn nhất
Sau mấy nghìn năm phát triển, thiên văn học/khoa học vũ trụ đã đưa lại cho
con người hiểu biết rộng lớn về hành tinh chúng ta đang sinh sống và
khoảng không gian vô tận bên ngoài.
Hiểu biết này đến từ hàng triệu khám phá lớn nhỏ về vị trí và chuyển động
của Trái Đất và các thiên thể, sự hình thành của các ngôi sao, nguyên lý
hoạt động của chúng, các định luật vật lý qui định tính chất và sự liên kết
giữa tất cả mọi vật thể trong vũ trụ Hãy dùng một cái nhìn tổng quát để
xem lại những khám phá nào quan trọng nhất trong suốt lịch sử hàng nghìn
năm này. Các khám phá dưới đây không phải những khám phá có qui mô
lớn, đầu tư nhiều chi phí, thiết bị, cũng không hẳn là những kì tích quá kinh
ngạc, chúng đơn giản là các khám phá có thể lớn cũng như nhỏ, nhưng góp
phần cơ bản trong việc giúp chúng ta nhìn rõ hơn về vũ trụ của chúng ta,
cũng vì lí do này, bạn đừng ngạc nhiên nếu không thấy một số thành tựu vật
lý mà bạn mong đợi.
1- Chuyển động của các hành tinh:
Sau những quan sát suốt hơn 1000 năm từ khoảng năm 2000 đến 500 trước
Công nguyên, con người nhận ra một điều rằng bầu trời trên đầu chúng ta
không hề đứng yên. Nó di chuyển hàng ngày với những chu kì nhất địn. Nó
bắt đầu hé lộ rằng ngoài Trái Đất còn có các thiên thể khác, các hành tinh
trong cùng một hệ với chúng ta và các ngôi sao khác cố định trên thiên cầu
nhưng cũng hàng ngày di chuyển theo chu kì. Mô hình địa tâm (geocentric)
của Ptolemy được ra đời chính trên cơ sở của quan sát này.
2- Chuyển động của Trái Đất trong Hệ Mặt Trời.
Năm 1543, Nicolaus Copernicus đưa ra mô hình nhật tâm (Heliocentric)
cho biết Mặt Trời mới là thiên thể cố định, còn Trái Đất chỉ là một hành
tinh chuyển động quanh nó cũng như các hành tinh trong hệ là Sao Thủy,
Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Mộc và Sao Thổ.
3- Quĩ đạo elip của các hành tinh.
Trong những năm 1605-1609, Johanne Kepler đã đi xa hơn Copernicus
bằng việc đưa chuyển động của các hành tinh trong Hệ mặt Trời vào một

mô hình toán học thay vì chỉ mang tính mô tả. Các định luật của Kepler đã
cho biết các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo quĩ đạo elip với
những chu kì khác nhau.
4- Sao Mộc cũng có "mặt trăng"
Năm 1609 Galileo Galilei là người đầu tiên sử dụng kính thiên văn uan sát
vũ trụ. Khám phá quan trọng nhất của ông là việc ao Mộc cũng như Trái
Đất cũng có vệ tinh quay quanh. Điều này là bằng chứng củng cố cho mô
hình nhật tâm rằng Trái Đất không phải duy nhất, nó cũng chỉ giống như
nhiều hành tinh khác trong vũ rụ.
5- Sao chổi có chu kì.
Edmund Halley cho biết rằng sao chổi xuất hiện vào các năm 1531 và 1607
là cùng một thiên thể. Như vậy các sao chổi cũng chuyển động quanh Mặt
Trời có quĩ đạo và chu kì ổn định. Điều này được chứng minh khi sao chổi
này (mà sau này được đặt tên theo tên của ông - sao chổi Halley) quay lại
vào năm 1758, đáng tiếc cho Halley rằng ông đã mất trước đó 16 năm vào
năm 1742 nên không thể tự kiểm chứng sự kiện này.
6- Milky Way là một đĩa sáng khỏng lồ của các sao.
Những năm cuối thế kỉ 18, đầu theeskir 19 William Herschel và em gái của
ông Carolyn lập bản đồ cho bầu trời và cho biết rằng Hệ Mặt Trời ủa chúng
ta chỉ là một hệ hành tinh nằm trong một đĩa khổng lồ chứa các sao (mỗi
sao là một Mặt Trời) với phần trung tâm phình lớn hơn rìa, đĩa này gọi là
Milky Way (Ngân Hà). Herschel thống kê được hơn 90.000 ngôi sao nhờ
các quan sát qua kính thiên văn. Sau này Milky Way đã được chứng minh
đúng là có dạng đĩa, có điều nó lớn hơn nhiều và Hệ Mặt Trời cũng nằm xa
phần tâm hơn nhiều so với dự đoán ban đầu của Herschel.
7- Thuyết tương đối rộng
Năm 1915 Albert Einstein đưa ra thuyết tương đối rộng trong đó mô tả lực
hấp dẫn dưới dạng một trường có tác động lên cấu trúc của không gian và
thời gian. Một khối lượng lớn trong không - thời gian có thể làm cong
đường đi của tia sáng. Điều này đã được cuwgs minh năm 1919 qua việc

quan sát nhật thực của Arthur Stanley Eddington.
8- Vũ trụ đang mở rộng
Năm 1929 Edwin Hubble phát hiện thấy một lượng lớn các thiên hà ở xa
đều đang di chuyển ra xa khỏi chúng ta với vận tốc ngày càng lớn (tỷ lệ với
khoảng cách của chúng), điều này đưa đến kết luận rằng vũ trụ đang giãn
nở rất nhanh.
9- Trung tâm của Milky Way bức xạ sóng vô tuyến
Năm 1932, Karl Jansky quan sát vũ trụ ở bước sóng vô tuyến và phát hiện
một nguồn phát ra sóng này rất kì lạ ở trung tâm của Milky Way khi tiến
hành thí nghiệm giao thoa bước sóng vô tuyến tại phòng thí nghiệm của
hãng điện thoại Bell.
10- Bức xạ vi ba nền vũ trụ.
Năm 1964, Arno Penzias và Robert Wilson phát hiện bức xạ nền với bước
sóng cực ngắn (sóng vi ba) đến từ mọi phía trong vũ trụ, được dự đoán là
bức xạ phát ra ngay sau vụ nổ Big Bang. Điều này cũng với các quan sát về
sự giãn nở vũ trụ của Hubble là những bằng chứng vững chắc cho thuyết
Big bang về sự hình thành của vũ trụ.
11- Khám phá vụ nổ tia gamma
Quan sát của các kính thiên văn suốt những năm từ 1969 đến 1997 mang
đến khám phá về các vụ nổ tia gamma, sinh ra từ các vụ nổ hạt nhân mà
một phần trong số đó đến từ các supernova (vụ nổ kết thúc cuộc đời của một
sao nặng)
12- Các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời
Từ năm 1995 đên nay, việc tìm kiếm các hành tinh ngoài Hệ mặt Trời không
ngừng được tiến hành. iệc tìm kiếm này được thực hiện bằng cách chủ yếu
là đo sự biến đổi của lực hấp dẫn quanh các ngôi sao nếu có các hành tinh
chuyển động quĩ đạo quanh nó. Đến nay đã có khá nhiều hành tinh dạng
này được tìm thấy, nó mở ra phần nào hi vọng cho việc tìm thấy một hành
tinh thứ 2 giống như Trái Đất của chúng ta.
13- Vũ trụ đang tăng tốc

Những quan sát bắt đàu từ năm 1998 chỉ ra rằng không như những gì mà
các nhà thiên văn từng dự đoan, vũ trụ không giãn nở chậm lại do tác dụng
của lực hâp dẫn mà ngược lại nó đang ngày càng mở rộng nhanh hơn ở
những khoảng cách lớn. Việc này dẫn đến khả năng quan sát các thiên hà ở
xa ngày càng trở nên khó khăn. Rất có thể kết thúc của vũ trụ sẽ là một Big
Rip (sự xé rách lớn).
Đo khoảng cách tới sao và thiên hà
Việc nhìn một ngôi sao trên bầu trời, vốn chỉ hiện lên biểu kiến dưới dạng
một chấm sáng nhỏ và ước tính khoảng cách của nó dường như rất mơ hồ,
nhiều câu hỏi đã đặt ra về cách mà các nhà thiên văn xác định khoảng cách
của chúng. Dưới đây xin nói về cách mà các nhà thiên văn đo khoảng cách
của các ngôi sao.

Đo khoảng cách từ chúng ta tới các ngôi sao và thiên hà trong vũ trụ luôn
là một vấn đề lớn, một bài toán khó ngay cả với những thiết bị hiện đại ngày
nay. Các nhà thiên văn hiện đại đã có những công cụ rất mạnh để quan sát
các ngôi sao và thiên hà, tuy nhiên để xác định tương đối chính xác khoảng
cách của một ngôi sao thì chúng ta chưa có bất cứ một phương pháp tối ưu
duy nhất nào, mà thường phải kết hợp nhiều phương pháp hoặc sử dụng kết
quả đo của rất nhiều lần. Chúng ta sẽ nói về một số phương pháp hay được
sử dụng.

Thị sai (Parallax)
Đây là phương pháp áp dụng phổ biến cho những sao gần trong thiên hà
của chúng ta, nằm cách Hệ Mặt Trời vài trăm hoặc tối đa là hơn 1000 năm
ánh sáng.
Để hiểu thị sai là gì thì hãy thử làm theo cách thông dụng sau: giơ một ngón
tay của bạn lên phía trước mặt, sau đó nhắm một mắt lại chỉ nhìn nó bằng
một mắt, bạn sẽ thấy nó nằm ở một vị trí nhất định so với nền khung cảnh
đằng sau (chẳng hạn như bức tường). Tiếp đó nhắm mắt đó lại và mở mắt

kia ra mà không thay đổi vị trí của đầu và ngón tay, lúc này bạn sẽ thấy vị
trí ngón tay so với nền khung cảnh phía sau đã thay đổi do góc nhìn đã bị
thay đổi. Hiện tượng thay đổi vị trí tương đối của các vật thể khác nhau do
sự thay đổi góc nhìn này gọi là thị sai.
Phương pháp trên được áp dụng rất phổ biến trong thiên văn, người ta xác
định khoảng cách của các thiên thể qua sự thay đổi góc nhìn với chúng.
Với Mặt Trăng và một số thiên thể gần trong Hệ Mặt Trời, việc tính thị sai
được thực hiện khá đơn giản và nhanh gọn. Chúng ta biết rằng Trái Đất tự
quay quanh trục của nó theo chu kì 24 giờ. Chu kì này nhỏ hơn nhiều so với
chu kì quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất và các hành tinh quanh Mặt
Trời, do đó về cơ bản có thể mặc định rằng trong khoảng 12 giờ (nửa ngày)
vị trí của các thiên thể này trên quĩ đạo không thay đổi. Vấn đề tỏ ra khá dễ
dàng là chỉ cần xác định sự thay đổi góc nhìn tới thiên thể trong cùng một
ngày bằng cách so sánh vị trí của chúng trên nền trời sao ở hai thời điểm
trong ngày.
Trong hình bên bạn có thể thấy cách tính thị sai xác định khoảng cách Mặt
Trăng qua việc quan sát nó vào hai thời điểm
khác nhau trong ngày (theo hình thì chỉ khoảng 2 giờ) trong đó một trong
hai thời điểm là Mặt Trăng ở vị trí trực diện, tức là hướng nhìn vuông góc
với tiếp tuyến Trái Đất tại vị trí người quan sát. Do vị trí của người quan sát
thay đổi (vì Trái Đất tự quay) nên vào hai thời điểm khác nhau người quan
sát thấy Mặt Trăng ở vị trí khác nhau so với nền trời sao. Từ đó người ta
xác định góc thị sai là góc giữa hướng nhìn Mặt Trăng ở vị trí ban đầu so
với nền trời sao và hướng nhìn ở thời điểm sau. Chúng ta cũng đồng thời
biết chính xác khoảng cách giữa hai vị trí quan sát (khoảng dịch chuyển do
sự tự quay của Trái Đất). Như vậy ta có một tam giác vuông đã biết một
cạnh góc vuông và góc đối diện, từ đó tính ngay ra cạnh góc vuông còn lại
bằng một công thức lượng giác đơn giản. Cạnh góc vuông còn lại này là
khoảng cách tương đối từ Trái Đất tới Mặt Trăng.
Phương pháp này cũng được áp dụng cho các hành tinh trong Hệ Mặt Trời,

thường được gọi là phương pháp thị sai ngày (do phụ thuộc vào chu kì ngày
của Trái Đất)
Bây giờ hãy để ý hình vẽ trên, và tưởng tượng rằng bạn kéo Mặt Trăng ra
xa hơn khỏi Trái Đất, khi đó góc thị sai sẽ nhỏ dần, và có thể nhỏ tới mức
không thể đo được bằng các dụng cụ chính xác nhất. Vì lí do này phương
pháp nêu trên không thể áp dụng cho các ngôi sao ở xa (Mặt Trăng chỉ cách
chúng ta có 384.000km, tương đương với hơn 1 giây ánh sáng, còn ngôi sao
gần Mặt Trời nhất thì cách tới 4 năm ánh sáng). Để giải quyết tình huống
này các nhà thiên văn sử dụng phương pháp thị sai cho góc nhìn rộng hơn,
thường gọi là thị sai theo năm. Trên thực tế ngày nay khoảng cách từ Trái
Đất tới Mặt Trăng và các hành tinh ở các thời điểm đã được nắm rất rõ nên
phương pháp thị sai theo ngày nêu trên đã không còn cần thiết, nhưng thị
sai theo năm hay còn gọi là thị sai sao như nêu dưới đây thì vẫn được dùng
khá thông dụng cho những ngôi sao cách chúng ta vài trăm thậm chí có thể
hơn 1000 năm ánh sáng.
Chúng ta đều biết rằng ngoài chuyển động tự quay quanh trục của chính
mình thì Trái Đất còn có một chuyển động khác là chuyển động trên quĩ đạo
quanh mặt Trời theo chù kì hơn 365 ngày. Khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt
Trời trung bình là 1 đơn vị thiên văn (au) tương đương với 149,6 triệu km,
có nghĩa là khoảng cách giờ hai điểm trực đối của Trái Đất qua Mặt Trời,
hay khoảng cách giữa hai vị trí của Trái Đất cách nhau 6 tháng là khoảng
300 triệu km. Khoảng cách này lớn hơn rất nhiều lần so với khoảng cách
giữa hai điểm trên mặt Trái Đất được sử dụng trong phương pháp thị sai
theo ngày. Vì vậy các nhà thiên văn sử dụng sự thay đổi góc nhìn ở hai vị trí
này để xác định khoảng cách của các ngôi sao trong thiên hà. Ở hai vị trí
của Trái Đất cách nhau 6 tháng, người quan sát trên Trái Đất sẽ thấy một
ngôi sao gần trong thiên hà ở vị trí khác nhau một chút so với nền các sao
và thiên hà rất xa phía sau (hình dưới)
Việc xác định góc thị sai tương tự như phương pháp thị sai theo ngày. Điểm
khác biệt là các nhà thiên văn cần đợi tới 6 tháng giữa 2 lần đo mới có kết

quả, và thường thì việc đo phải được thực hiện liên tục vì ngay cả với
khoảng cách trên quỹ đạo Trái Đất thì góc nhìn các ngôi sao vẫn rất rất nhỏ
ngay cả với các ngôi sao gần.
Chúng ta có thể thấy ví dụ rất cụ thể là đơn vị parsec dùng trong thiên văn
mà tôi đã nhắc tới trong bài "khái niệm, qui ước các chuyển động thiên
cầu". Tôi thường gặp câu hỏi rằng tại sao một parsec lại là 3,26 năm ánh
sáng, một con số rất lẻ và tôi vẫn trả lời đó là khoảng cách tương ứng với
thị sai theo năm là một giây góc. Có nghĩa là nếu một ngôi sao nằm cách
chúng ta là 3,26 năm ánh sáng thì ở hai vị trí cách nhau 6 tháng của Trái
Đất trên quỹ đạo quanh Mặt Trời (với điều kiện đường nối hai vị trí vuông
góc với đường nối từ ngôi sao tới Mặt Trời) người quan sát thấy góc quan
sát ngôi sao đó của mình so với nền sao rất xa thay đổi chỉ có một giây góc
- 1 phần 3600 của một độ, đây là con số rất nhỏ và thường không thể đo
bằng các dụng cụ đo góc thô sơ.
Ở trên tôi đã nói ngôi sao gần Mặt Trời nhất có khoảng cách là khoảng 4
năm ánh sáng, tức là hơn 1 parsec, và có nghĩa là góc thị sai của nó là nhỏ
hơn 1 giây góc, với các sao ở xa hơn (vài chục hay vài trăm năm ánh sáng)
thì góc này càng thu hẹp hơn nữa nên việc đo chính xác đòi hỏi rất tỉ mỉ
trong từng phép đó. Phương pháp thị sai này đã được biết tới từ rất lâu và
các nhà thiên văn Hy Lạp cổ đại cũng đã từng sử dụng. Điểm trùng hợp
đáng tiếc và cũng không kém hài hước là với các dụng cụ thô sơ ngày đó
họ không thể đo nổi những góc quá nhỏ và cho rằng không có sự thay đổi
góc nhìn, điều đó lập tức lại trở thành minh chứng cho mô hình địa tâm thời
đó: Trái Đất là trung tâm và các ngôi sao ở xa đính trên cùng một mặt cầu
cố định (nên không thể có chuyện một sao thay đổi vị trí tương đối với các
sao khác).
Phương pháp thị sai theo năm được áp dụng rộng rãi với các sao nằm trong
khoảng vài trăm năm ánh sáng, đôi khi với cả một số sao cách chúng ta trên
1000 năm ánh sáng. Tuy vậy nó không ứng dụng được với những sao ở
khoảng cách nhiều nghìn năm ánh sáng, hoặc với các thiên hà khác thì

khoảng cách là hàng triệu năm ánh sáng. Khi đó góc thị sai là quả nhỏ tới
mức:
1- Không thể xác định chính xác bằng bất cứ thiết bị nào
2- Ngay cả có thể xác định, nó cũng không thể loại được sai số do bản thân
các ngôi sao cũng có chuyển động của nó làm bản thân các phép đó không
chính xác tuyệt đối. Các phép đo khoảng cách gần được phép loại sai số do
chuyển động này là nhỏ so với sự thay đổi góc nhìn do chu kì năm của Trái
Đất, nói cách khác là thị sai theo năm lớn hơn nhiều lần sai số. Nhưng nếu
thị sai theo năm này là quá nhỏ thì không thể loại bỏ sai số và phép đo là
không chính xác.
Để đo khoảng cách để các sao ở xa, các nhà thiên văn cần sử dụng các
phương pháp khác hoặc kết hợp nhiều phương pháp.

Phổ sai (spectroscopic parallax)
Với các ngôi sao ở xa hoặc các thiên hà khác, không thể dùng phương pháp
thị sai dựa vào sự thay đổi của góc nhìn. Các nhà thiên văn sử dụng một
phương pháp khác gọi là phổ sai, tức là dựa vào sự chênh lệch thu được từ
quang phổ của ngôi sao để xác định khoảng cách.
Trong bài viết về Cấu tạo và tiến hóa của sao trước đây, ở phần phân loại
quang phổ sao tôi đã có dịp nhắc tới biểu đồ Hertzsprung - Russel (H-R) ,
đây là biểu đồ phân chia các sao trong vũ trụ dựa vào màu sắc quang phổ
thu được của chúng. Từ màu sắc của quang phổ thu được và đối chiếu lên
biểu đồ này, người ta biết được sao thuộc nhóm nào và có thể xác minh
tương đối chính xác độ sáng tuyệt đối của nó . (Độ sáng tuyệt đối là độ sáng
thu được của một ngôi sao bất kì khi quan sát tại khoảng cách qui ước là 10
parsec, độ sáng này do đó không phụ thuộc vào khoảng cách ngôi sao đến
Trái Đất)
Để xác định phổ sai của ngôi sao, người ta so sánh độ sáng tuyệt đối này
với độ sáng biểu kiến. Độ sáng biểu kiến này mới chính là độ sáng của ngôi
sao mà chúng ta hàng đêm nhìn thấy trên bầu trời. Độ sáng này phụ thuộc

vào khoảng cách. Các sao trong thiên hà có khoảng cách tới chúng ta khác
nhau, nếu hai ngôi sao có cùng độ sáng tuyệt đối thì ngôi sao ở xa hơn sẽ có
độ sáng biểu kiến nhỏ hơn. So sánh hai độ sáng này, các nhà thiên văn có
thể tìm ra khoảng cách của ngôi sao.
Đối với các thiên hà khác, không phải các ngôi sao trong thiên hà Milky
Way của chúng ta, người ta không thể sử dụng biểu đồ H-R do biểu đồ này
không dành cho các tập hợp lớn như thiên hà, quần thiên hà. Phương pháp
phổ sai trong trường hợp này được thực hiện theo một hướng khác, đó là
dựa vào các sao biến quang Cephied.
Biểu đồ Hertzsprung - Russel
Sao biến quang Cephied là các sao nằm trên dãy chính của biểu đồ quang
phổ, chúng là các sao già đã tới giai đoạn cuối đời, có độ sáng biến thiên
rất mạnh. Các nhà thiên văn quan sát sự biến thiên độ sáng của chúng trong
thiên hà từ độ sáng lớn nhất tới nhỏ nhất. Chu kì biến thiên của nó cho họ
biết độ sáng tuyệt đối của ngôi sao. Việc so sánh ở đây có phần phức tạp
hơn với việc đo khoảng cách riêng của một ngôi sao vì các nhà thiên văn
cần ước tính tương đối chính xác tổng số sao Cephied trong thiên hà và
tổng độ sáng của chúng. Thông thường cách này được áp dụng cho các
thiên hà tương đối gần, cụ thể là các thiên hà trong Cụm Địa
Phương (Local Group)
Với các thiên hà quần thiên hà quá xa, việc ước tính chính xác độ sáng của
các sao biến quang Cephied là khó khăn. Các nhà thiên văn sử dụng một
đối tượng quan sát khác là các supervova loại Ia - vụ nổ của các ngôi sao
đã đi tới cuối đời phá nát lớp vỏ. Các supernova có độ sáng lớn hơn rất
nhiều các sao biến quang Cephied, việc xác định độ sáng của nó tỏ ra dễ
dàng hơn nhiều với các thiên hà tương đối xa.

Định luật Hubble
Phương pháp cuối cùng mà tôi nhắc tới trong bài này là phương pháp phổ
biến nhất để đo khoảng cách tới các thiên hà xa hiện nay.

Năm 1929, Edwin Hubble khám phá ra sự rời xa
của các thiên hà nhờ dịch chuyển về phía đỏ trên quang phổ của chúng.
Phát hiện này đã dẫn tới kết luận chúng ta đang sống trong một vũ trụ đang
giãn nở, đi kèm với nó là định luật Hubble về tốc độ dịch chuyển của các
thiên hà so với chúng ta.
Công thức của định luật này như sau: v=H.r
Trong đó v là vận tốc dịch chuyển ra xa của thiên hà, H là hằng số Hubble
và r là khoảng cách hiện tại của thiên hà.
Để hiểu hơn về công thức này độc giả có thể đọc thêm bài viết của tôi
về Lịch sử tiến hóa vũ trụ.
Hằng số Hubble (H) tới nay đã được xác định tương đối chính xác vì nó đưa
ra kết quả tính toán tuổi vũ trụ rất khớp với kết quả tính ra từ việc quan sát
bức xạ nền của vũ trụ. Vận tốc v có thể tính ra qua theo dõi dịch chuyển đỏ
(red shift) của thiên hà. Từ đó người ta có thể tính ngay ra khoảng cách r
của thiên hà được quan sát.
Phương pháp sử dụng định luật Hubble này được ứng dụng rộng rãi trong
việc đo khoảng cách các thiên hà ở xa. Tuy vậy nó lại không được áp dụng
trong các trường hợp sử dụng thị sai và phổ sai nêu trên, vì các sao trong
cùng thiên hà của chúng ta thì không có chuyển động dịch xa theo định luật
Hubble, còn các thiên hà quá gần thì có độ dịch chuyển đỏ nhỏ, khó có thể
xác định chính xác.
Như vậy, tôi đã nêu ra 3 phương pháp xác định khoảng cách của các sao và
thiên hà. Hai phương pháp sau là sử dụng phổ sai và sử dụng định luật
Hubble không áp dụng được trực tiếp với độc giả là nhà quan sát nghiệp dư
và thậm chí với cả các viện khoa học của những quốc gia không phát triển
nghiên cứu vũ trụ như Việt Nam. Riêng cách thứ nhất sử dụng thị sai để xác
định khoảng cảnh của các thiên thể gần nếu có các thước đo và kính ngắm
tốt độc giả hoàn toàn có thể áp dụng để đo khoảng cách các sao gần (vài tới
vài chục năm ánh sáng) hay thậm chí ngay Mặt Trăng của chúng ta và đối
chiếu kết quả thu được với con số do các nhà khoa học đã tính ra.

Thiên văn học và những mốc lịch sử đáng chú ý nhất
Thiên văn học được coi là một trong những môn khoa học ra đời sớm nhất
của nhân loại, ra đời cùng với những môn khoa học đầu tiên như toán học,
triết học …. Thiên văn học từng bị coi là một ngành học thiếu thực tế và ít
thể hiện được những đóng góp trực tiếp trong cuộc sống hàng ngày. Tuy
nhiên trên thực tế, thiên văn ra đời rất sớm tại các nền văn minh cổ đại như
Babylon, Trung Quốc, Ai Cập, Hy Lạp … đã sớm thể hiện vai trò của mình
trong việc dự đoán và giải thích các hiện tượng thiên nhiên cơ bản, đặt ra
các cơ sở đầu tiên cho con người về vũ trụ, không gian và thời gian.
Và đặc biệt là từ thế kỉ 20 đến nay, thiên văn học đã thể hiện được mối liên
quan mật thiết của nó với các ngành khoa học tự nhiên khác như vật lí, hoá
học, toán học, …. Giờ đây con người đã có thể đặt chân lên vũ trụ, có thể
tiên đoán chính xác các hiện tượng thời tiết, các chuyển động của các thiên
thể và những ảnh hưởng của chúng tới Trái Đất, chúng ta cũng đã có những
hệ thống thông tin liên lạc vững chắc qua những vệ tinh nhân tạo mà ngay
lúc này vẫn đang không ngừng chuyển thông tin đến khắp mọi nới trên mặt
đất, .v.v…. Tất cả những đóng góp đó đã đưa thiên văn học trở thành ngành
khoa học quan trọng được nghiên cứu mũi nhọn tại nhiều nước trên thế
giới; và khác với sự lầm tưởng của nhiều người, thiên văn học ngày nay
không chỉ là những hiện tượng trên bầu trời, sự xuất hiện và biến mất của
các ngôi sao, mà là một ngành khoa học nghiên cứu về toàn bộ vũ trụ trên
qui mô từ vi mô đến vĩ mô với cơ sở chính là vật lí học. Lượng thông tin và
kiến thức khổng lồ ngày nay loài người đã có được về thiên văn học là kết
quả quan sát và nghiên cứu của suốt 6000 năm qua, tính từ những quan sát
đầu tiên vào khoảng 4000 năm trước Công Nguyên.
Dưới đây là những nét cơ bản cùng các sự kiện đáng lưu ý trong lịch sử ra
đời và phát triển của thiên văn học.
Thiên văn học cổ đại
Thời cổ đại, thiên văn học ra đời trước tiên với mục đích giải thích các hiện
tượng của tự nhiên. Con người cổ đại muốn có một cách giải thích các hiện

tượng thường làm họ hoảng sợ như mưa, bão, nhật thực, nguyệt thực, sự
thay đổi của bầu trời …. Ban đầu các hiện tượng thường được gán cho các
vị thần, các thế lực siêu nhiên. Thần thoại và truyền thuyết chính là ra đời
từ đó, các quốc gia có nền văn minh phát triển sớm nhất cũng có thần thoại
phát triển mạnh nhất như Hy Lạp, Trung Quốc, Ấn Độ…, đây cũng chính là
cơ sở cho tôn giáo hình thành và phát triển thông qua việc cúng bái các vị
thần để cầu xin sự khoẻ mạnh, may mắn.
Tuy nhiên những sự giải thích theo thần thoại chỉ có tính tình thế, nó nuôi
dưỡng những niềm tin thiếu cơ sở thực tế, và thiên văn học ra đời chính từ
mong muốn tìm ra những cơ sở để giải thích cho các hiện tượng thiên nhiên,
các qui luật của trời đất, vũ trụ. Những quan sát cổ nhất về thiên văn học
mà con người được biết ngày nay là những quan sát từ 4000 năm trước
Công Nguyên (TCN) tại Ai Cập và Trung Mĩ, văn bản cổ nhất ghi chép lại
những quan sát thiên văn được tìm thấy là những văn bản tồn tại từ những
năm 3000 TCN tại Trung Mĩ, Ai Cập và Trung Quốc. Năm 2697 TCN, người
Trung Quốc đã có những quan sát và ghi chép đầu tiên về nhật thực. Vào
khoảng những năm 2000 TCN, đã xuất hiện những cuốn lịch đầu tiên về chu
kì của Mặt Trời và Mặt Trăng (sun – lunar calendar) và các nhà thiên văn
cổ đã vẽ được những chòm sao đầu tiên.
Khoảng thế kỉ thứ 5 TCN, thiên văn học bắt đầu được nhiều nhà triết học và
toán học quan tâm đến khi họ bắt đầu sử dụng các tư duy toán học đầu tiên
của mình để giải thích thiên văn.
Thế kỉ thứ 6 TCN, Pythagor và Thales là những người đầu tiên nêu lên ý
tưởng rằng Trái Đất có dạng cầu. Thales cũng đã tính được chính xác chu
kì thời tiết là 365 ngày, dự đoán tương đối chính xác chu kì nhật - nguyệt
thực. Theo quan niệm của Thales thì mọi thứ trong tự nhiên đều sinh ra từ
nước và sẽ quay trở lại với nước
Một nhà triết học khác là Anaximandre đưa ra mô hình vũ trụ đầu tiên trong
đó Trái Đất như một hình trụ ngắn có 3 vành quay quanh trên đó có gắn các
hành tinh, Mặt Trời và Mặt Trăng.

Thế kỉ thứ 4 TCN, Aristotle đưa ra mô hình vũ trụ trong đó Trái Đất là trung
tâm, đây là mô hình địa tâm đầu tiên của nhân loại. Aristotle còn cho rằng
mọi vật tạo thành từ 4 yếu tố (element) là đất, không khí, nước và lửa. Nhà
vật lí này còn xây dựng nên cả một hệ thống các định luật vật lí mà ngày
nay dduwowcj gọi là vật lí Aristotle (hệ thống vật lí này là không chính xác
và sau này nó bị Galilei chứng minh là sai lầm và bác bỏ)
Khoảng năm 280 TCN, 2 nhà thiên văn là Aristarchus và Samos đã đưa ra ý
tưởng cho rằng Trái Đất chuyển động tròn quanh Mặt Trời.
Năm 130 TCN, Hipparchus khám phá ra hiện tượng tiến động của các điểm
xuân phân và thu phân, ông cũng đã đưa ra danh mục sao đầu tiên của
nhân loại với sự liệt kê khoảng 1000 ngôi sao sáng.
Năm 140 sau Công Nguyên (SCN), Claudius Ptolemy - một nhà toán học lớn
của Hi Lạp cổ - cho ra đời tác phẩm Mathematike Syntaxis (sau này dịch ra
là Almagest) trong đó có danh mục của 48 chòm sao đầu tiên trong thiên
văn học, sự mô tả chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh
trên thiên cầu. Mô hình của Ptolemy sâunỳ được gọi là mô hình địa tâm
Ptolemy. Mô hình này cho biết Trái đất nằm ở trung tâm vũ trụ. Mặt Trời,
Mặt Trăng, các hành tinh và các ngôi sao chuyển động trên những mặt cầu
quanh Trái Đất. Mô hình này sau này lộ rõ nhiều điểm bất hợp lí nhưng nó
vẫn được duy trì dưới sự bảo vệ rất vững chắc của tôn giáo do nó củng cố
niềm tin của con người vào sự sáng tạo của Thượng Đế.
Thiên văn học trung đại
Thiên văn học trung đại được tính từ thế kỉ thứ 8 đến thế kỉ thứ 12 sau Công
Nguyên. Đây là thời kì nhận thức và tư tưởng của con người về vũ trụ phần
nhiều là không có mấy tiến bộ do phải núp dưới cái bóng của mô hình địa
tâm Ptolemy được bảo vệ bởi nhà thờ tôn giáo.
Từ đầu thế kỉ thứ 9 đến thế kỉ thứ 11 là thời kì phát triển khá mạnh của thiên
văn học tại các nền văn minh A rập và Ba Tư. Các nhà thiên văn của các
nền văn minh này đã đưa ra được danh mục sao tương đối đầy đủ, mô tả
khá chính xác chuyển động biểu kiến của Mặt Trăng và các hành tinh, ….

Năm 813, một nhà thiên văn là Al Mamon lập ra trường họ thiên văn
Bagdad, tác phẩm Mathematike Syntaxis của Ptolemy được dịch ra tiếng
Arập là Al – Majisti, sau này tiếng Latin gọi nó là Almagest
Năm 903, Al Sufi lập ra danh mục sao của mình đầy đủ hơn Ptolemy cùng
với hình vẽ mô tả vị trí các ngôi sao và chòm sao
Năm 1054, các nhà thiên văn cổ Trung Quốc quan sát được hiện tượng xuất
hiện một sao siêu mới (super nova) trong chòm sao Taurus (ngày nay sao
siêu mới này được biết đến chính là tinh vân con cua – M1)
Xin tiếp tục giới thiệu cùng độc giả phần còn lại của tài liệu giới thiệu các
mốc lịch sử đáng chú ý của thiên văn học bao gồm
Thiên văn học cận đại
Thiên văn học hiện đại
Thiên văn học từ đầu thế kỉ 20 đến nay
3- Thiên văn học cận đại
Thiên văn học thời kì cận đại đánh dấu những bước tiến quan trọng nhất
trong nhận thức của con người về Trái Đất và Hệ Mặt Trời.
-Năm 1543, một nhà thiên văn học người Ba Lan là Nicolais Copernics cho
xuất bản tác phẩm Về sự quay của thiên cầu, trong đó ông mô tả lại toàn bộ
cấu tạo của Hệ Mặt Trời hoàn toàn khác với mô hình trước đây của
Ptolemy. Trong mô hình của Copernics, Mặt Trời nằm ở trung tâm vũ trụ,
các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời trên các quĩ đạo tròn theo thứ tự
từ trong ra ngoài là Sao Thuỷ, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hoả, Sao Mộc và
Sao Thổ; ngoài ra Trái Dất còn tự quay quanh trục của nó sinh ra ngày và
đêm, còn Mặt Trăng là một vệ tinh chuyển động tròn quanh Trái Đất. Năm
1543 cũng là năm cuối cùng của Copernics, mô hình của ông sau này được
gọi là mô hình nhật tâm Copernics
Năm 1572, Tycho Brahe phát hiện và quan sát sự xuất hiện của một sao siêu
mới trong chòm sao Cassiopeia. Năm 1576, Brahe thành lập đài thiên văn
Uraniborg
-Năm 1600, Jordano Bruno bị thiêu sống vì đứng ra bảo vệ mô hình nhật

tâm Copernics. Mô hình nhật tâm sau khi ra đời vẫn bị phản đối dữ dội từ
phía nhà thờ do nó đối lập lại với mô hình Ptolemy đã đứng vững hơn 1000
năm, hơn thế nữa nó lại “chống lại sự sắp đặt của Chúa trời”. Bruno là
người đầu tiên dũng cảm bảo vệ đến cùng mô hình nhật tâm. Ông còn cho
rằng mỗi sao là một Mặt Trời và quanh các sao cũng có thể có các hành
tinh, và như vậy sự sống không chỉ có trên Trái Đất. Những tư tưởng này ủa
Bruno làm nhà thờ thiên chúa nổi giận và Bruno bị đưa lên giàn thiêu vào
năm 1600.
-Năm 1603, Johanne Kepler xác lập danh mục sao của mình, hoàn chỉnh
hơn các danh mục đã có, năm 1604 ông quan sát và phát hiện một sao siêu
mới trong chòm sao Ophiuchus
-Năm 1608, Lippershey, một thợ kính người Hà Lan khám phá ra cách ghép
2 thấu kính với nhau để tăng độ phóng đại, chiếc kính thiên văn đầu tiên ra
đời.
-Năm 1609, áp dụng công trình của Lippershey, Galileo Galilei đã trở thành
người đầu tiên sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời. Các quan sát
của Galilei bằng chiếc kính có độ phóng đại 30 lần đã giúp ông tìm ra 4 vệ
tinh lớn nhất của sao Mộc (ngày nay gọi là 4 vệ tinh Galilei – Galilean
Satellites), các lỗ thiên thạch trên Mặt Trăng và sự tồn tại của dải Ngân Hà
với rất rất nhiều sao.
Cũng trong năm 1609, Kepler tìm ra 2 định luật đầu tiên của mình về quĩ
đạo và vận tốc chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời
-Năm 1919, Kepler khám phá ra định luật cuối cùng (định luật 3 Kepler) về
chuyển động hành tinh, trong đó liên hệ bán trục lớn quĩ đạo với chu kì quĩ
đạo của hành tinh.
Năm 1632, Galilei cho xuất bản cuốn sách Đối thoại giữa 2 hệ thống thế
giới trong đó sử dụng các cuộc đối thoại giữa 2 mô hình Ptolemy và
Copernics để hứng minh sự đúng đắn của mô hình nhật tâm. Tác phẩm này
của Galilei sau này đã khiến nhà thờ nổi giận và ông phải chịu khá nhiều
hình phạt về việc này. Ngoài thiên văn ra, Galilei còn có nhiều khám phá và

quan điểm về vật lí, đặc biệt ông được coi là người đã sáng lập ra vật lí
thực nghiệm.
Năm 1656, Huygens khám phá ra các tính chất của vành đai sang của Sao
Thổ (Saturn’s Ring) và vệ tinh lớn nhất của nó – Titan.
Năm 1668, Newton chế tạo ra chiếc kính thiên văn phản xạ đầu tiên. Khác
với kính thiên văn khúc xạ như của Galilei, kính thiên văn phản xạ sử dụng
gương cầu lõm làm vật kính, cho độ phân giải cao hơn kính khúc xạ rất
nhiều.
4- Thiên văn học hiện đại
Thiên văn học hiện đại được đánh dấu bằng sự ra đời của cơ học cổ điển
(hay còn gọi là cơ học Newton – Newtonian mechanics) qua việc Newton
(1642 – 1727) đưa ra 3 định luật cơ bản của động lực học và định luật vạn
vật hấp dẫn. Cơ học cổ điển với nền tảng là các định luật của Newton có
những ảnh hưởng và đóng góp quan trọng nhất cho hầu hết các thành tựu
vật lí và thiên văn trong suốt các thế kỉ 17,18 và 19, thậm chí ngày nay (thế
kỉ 21) thì các định luật Newton vẫn có những đóng góp không thể thiếu
trong nhiều công trình vật lí hiện đại.
-Năm 1687, Newton cho ra đời tác phẩm Các nguyên lí toán học của triết
học tự nhiên, trong đó ông nêu ra các nghiên cứu của mình về chuyển động
của các vật thể và tương tác giữa chúng. Các khám phá của Newton được
thể hiện trong 3 định luật chuyển động mang tên ông và thuyết hấp dẫn vũ
trụ (định luật vạn vật hấp dẫn). Các lí thuyết này đã đánh dấu sự ra đời của
cơ học cổ điển và làm nền tảng cho các khám phá trong hơn 2 thế kỉ tiếp
theo về vật lí và thiên văn.
-Năm 1705, Halley dự đoán chính xác chu kì của một sao chổi và tiên đoán
sự quay lại của nó vào năm 1758. Sao chổi đó sau này được gọi là sao chổi
Halley.
-Năm 1725, Flamsteed đưa danh mục sao của mình trong đó ông đánh số
các sao theo từng chòm sao và theo chiều tăng của toạ độ RA (Right
Ascension - khoảng cách góc tích từ điểm xuân phân đến hình chiều của

ngôi sao lên xích đạo trời)
Năm 1728, Halley khám phá ra sự chuyển động của các ngôi sao trên thiên
cầu.
James Bradley đề xuất ý kiến về lí thuyết quang sai của các sao cố định.
-Năm 1744, sao chổi 6 đuôi Cheseaux được phát hiện
-Năm 1750, Thomas Wright nghiên cứu và đề xuất ý tưởng về sự ra đời của
Hệ Mặt Trời
-Năm 1755, Immanuel Kant đề xuất giả thuyết hình thành các hành tinh và
các thiên thể khác trong vũ trụ.
-Năm 1781, Charles Messier quan sát và thành lập danh mục 103 tinh vân,
đánh số từ M1 – M103, gọi là danh mục tinh vân Messier (ngày nay nhiều
tinh vân trong số đó được biết đến là các thiên hà hoặc cụm thiên hà, tuy
nhiên danh mục Messier ngày nay vẫn còn được sử dụng)
Cũng trong năm 1781, Herschel tìm ra Sao Thiên Vương.
-Năm 1784, Goodricke tìm ra chu kì của sao biến quang Delta Cephei.
-Năm 1789, Herschel sử dụng chiếc kính thiên văn phản xạ với gương cầu
1,2m và tiêu cự 12,2 m để quan sát các ngôi sao trong nhiều tinh vân khác.
-Năm 1796, Laplace đề xuất giả thuyết tinh vân, theo đó Hệ Mặt Trời đa
hình thành từ một đám tinh vân tiền hành tinh, sau đó các vành vật chất
tách ra tạo thành các hành tinh có quĩ đạo chuyển động quanh Mặt Trời.
Năm 1839 – 1840, bức ảnh thiên văn đầu tiên được chụp bởi Draper, đó là
một bức ảnh chụp bề mặt Mặt Trăng.
Năm 1842, Doppler khám phá ra hiện tượng dịch bước sóng của các nguồn
phát chuyển động. Cụ thể là nếu nguồn chuyển động ra xa người quan sát
thì bước sóng của nó sẽ dài thêm ra và ngược lại. Hiện tượng này được gọi
là hiệu ứng Doppler.
-Năm 1846, Galle phát hiện ra hành tinh thứ 8 của Hệ Mặt Trời là Sao Hải
Vương nhờ áp dụng các kết quả tính toán về sự lệch quĩ đạo Sao Thiên
Vương của Leverrier.
Năm 1851, lần đầu tiên có một thí nghiệm chứng minh sự tự quay của Trái

Đất. Foucault sử dụng một con lắc với dây treo rất dài treo lên trần nhà
điện Pantheon (Paris), mặt phẳng dao động của con lắc xoay đi theo đúng
chu kì tự quay của Trái Đất đã tính được, điều này đã chứng minh cho sự tự
quay của Trái Đất
5- Thiên văn học từ đầu thế kỉ 20 đến nay
Thiên văn học hiện đại có một bước ngoạt hết sức quan trọng cùng với vật lí
hoạc vào ngay vài năm đầu tiên của thế kỉ 20. Đầu thế kỉ 20, vật lí thế giới
bước sang một trang mới, thay đổi một phần lớn nhận thức của nhân loại
nhờ 2 lí thuyết vật lí mà đến ngày nay vẫn là 2 mũi nhọn của vật lí hiện đại:
thuyết lượng tử do Planck đề xướng năm 1900 và thuyết tương đối đưa ra
bởi Einstein (thuyết tương đối hẹp năm 1905 và thuyết tương đối rộng năm
1915). 2 lí thuyết này đã góp phần quan trọng nhất vào tất cả các khám phá
của nhân loại về vũ trụ, không gian và thời gian trong thế kỉ 20 và cả những
năm đầu tiên của thế kỉ 21.
-Năm 1900, Chaberlin và Moulton đề xuất giả thuyết va chạm về sự hình
thành hệ Mặt Trời, theo đó các hành tinh được hình thành do sự va chạm
của Mặt Trời sơ khai với một ngôi sao khác.
Cũng năm này, Max Planck nêu ra lí thuyết về sự lượng tử hoá năng lượng.
-Năm 1905, Albert Einstein nêu ra thuyết tương đối hẹp với 2 nội dung
chính là mọi định luật vật lí là như nhau với người quan sát ở các hệ qui
chiếu quán tính có vận tốc bất kì và vận tốc ánh sáng là vận tốc lớn nhất và
là vận tốc tuyệt đối có giá trị như nhau đối với mọi hệ qui chiếu có vận tốc
bất kì.
-Năm 1911 – 1914, Hertzsprung và Russel cùng khám phá ra mối liên quan
giữa các vạch quang phổ của các ngôi sao và cấp sao của chúng, mối liên
quan này được biểu diễn trên biểu đồ Hertzsprung – Russel (biểu đồ H-R)
Năm 1915, Adams phát hiện ra sao lùn trắng đầu tiên, sao Sirius B.
Einstein hoàn thiện và công bố thuyết tương đối rộng về trường hấp dẫn của
mình, năm 1916, phương trình trường của thuyết này ra đời.
-Năm 1919, Eddington chứng minh thành công thuyết tương đối rộng

Einstein bằng việc quan sát hiện tượng nhật thực toàn phần trên đảo
Principe, qua đó xác minh được tính chính xác của hiệu ứng lệch đường đi
tia sáng qua Mặt Trời có thể quan sát được khí có nhật thực toàn phần.
-Năm 1929, Hubble phát hiện ra hiện tượng tất cả các thiên hà ở rất xa có
vạch quang phổ dịch mạnh về phía đỏ, áp dụng hiệu ứng Doppler cho hiện
tượng này, Hubble kết luận rằng tất cả các thiên hà đều đang rời xa nhau
theo mọi hướng, và như vậy là vũ trụ đang giãn nở. Sự rời xa của các thiên
hà được biểu diễn qua định luật Hubble.
Năm 1930, nhà thiên văn nghiệp dư Tombaugh phát hiện ra hành tinh thứ 9
của Hệ Mặt Trời – Sao Diêm Vương.
Năm 1937 – 1940, Gamov đưa ra lí thuyết về sự tiến hoá của các ngôi sao.
-Năm 1948, Gamov đề xuất lí thuyết Big Bang (vụ nổ lớn) về sự hình thành
vũ trụ. Lí thuyết này cho biết vũ trụ đã hình thành từ một vũ nổ lớn cách đây
khoảng 15 tỉ năm sinh ra vật chất, không gian và thời gian.
-Năm 1957, vệ tinh nhân tạo đầu tiên được phóng lên vũ trụ. Vệ tinh này
mang tên Sputnik1, được Liên Xô (cũ) phóng lên ngày 4 tháng 10.
Năm 1961, lần đầu tiên con người đặt chân lên vũ trụ. Người đầu tiên bay
lên vũ trụ là Gagarin, bay lên vào ngày 12 tháng 4 trên tàu Vostok1.
-Năm 1965, Penzias và Wilson khám phá ra sự tồn tại của bức xạ phông vũ
trụ ở nhiệt độ 2,7K. Khám phá này là một bằng chứng quan trọng chứng
minh cho thuyết Big Bang. Loại bức xạ phông này (còn gọi là bức xạ tàn
dư) đã được Big Bang tiên đoán từ trước đó, theo đó đây chính là loại bức
xạ còn sót lại và giảm nhiệt độ từ Big Bang đến nay.
Năm 1967, Pulsar đầu tiên được phát hiện, đó là các thiên thể nhỏ nhưng có
tốc độ quay rất lớn (có nghĩa là khối lượng của nó là rất lớn), ngày nay đã
biết pulsar là các ngôi sao nặng sao khi chết đi co lại thành các khối
neutron có mật độ rất lớn, gọi là sao neutron.
-Năm 1969, con người lần đầu tiên đặt chân lên Mặt Trăng. Hai người đầu
tiên đặt chân lên bề mặt của Mặt Trăng là Neils Armstrong và Edwin
Aldrin, họ đã bay lên Mặt Trăng trên tàu Apollo11.

-Năm 1977 – 1986, các tàu Voyager 1 và 2 được phóng lên và lần lượt chụp
ảnh các hành tinh nhóm ngoài của Hệ Mặt Trời, chúng cũng là 2 tàu du
hành đầu tiên đã ra khỏi biên giới của Hệ Mặt Trời.
-Năm 1981, Alan Guth nêu ra lí thuyết lạm phát để mô tả và giải thích sự
giãn nở gia tốc của vũ trụ.
-Năm 1998, nhóm dự án vũ trụ học sao siêu mới (Supernova Cosmology
Project) do Saul Perlmutter đứng đầu khi quan sát các sao siêu mới phát
hiện rằng vũ trụ đang giãn nở với gia tốc ngày càng tăng và như thế thì vũ
trụ sẽ giãn nở mãi mãi.
Hiện nay thiên văn học tập trung vào 2 mũi nhọn cơ bản. Thứ nhất là vũ trụ
học, nghiên cứu cấu trúc và sự tiến hoá của vũ trụ trên nền tảng là các lí
thuyết vật lí hiện đại (mà chủ yếu là cơ học lượng tử). Hướng mũi nhọn thứ
2 là hàng không vũ trụ, ứng dụng các công nghệ hàng không để nghiên cứu
các thiên thể trong Hệ Mặt Trời.
Thiên văn học từng là một trong những môn khoa học ra đời sớm nhất, cũng
là môn khoa học ít nhận được sự đánh giá đúg mức nhất. Nhưng giờ đây,
hơn lúc nào hết, thiên văn học đang là một trong những môn khoa học vươn
xa nhất và đóng góp những thành tựu không thể thay thế cho nhân loại
1 Quan niệm cũ của con người về vũ trụ và hệ Mặt Trời
1.1 Thần thoại
Thuở xa xưa của con người, tất cả đều tỏ ra bí ẩn. Loài người lo sợ trước
tất cả, từ những hiện tượng đơn giản như mưa, nắng, gió…đến các thiên tai
như lũ lụt, mưa bão…. và cả những biện tượng kì lạ như nhật thực, nguyệt
thực.
Với hiểu biết hạn chế của mình, loài người khi đó không thể giải thích được
các hiện tượng như vậy, thậm chí họ hoàn toàn bất lực trước những tai hoạ
do thiên nhiên mang đến. Sống trong lo sợ, con người dần tin vào những
nguyên nhân mang đến tai hoạ cho họ - những nguyên nhân được dựng lên
nhờ chính trí tưởng tượng của họ. Cùng với thời gian, những câu truyện
tưởng tượng được hệ thống lại và trở thành những cái mà ngày nay ta vẫn

gọi là thần thoại.
Thần thoại xuất hiện sớm ở các nước có nền văn minh phát triển sớm như
Hi Lạp, ấn Độ, Trung Quốc.
Hi Lạp là đất nước có thần thoại được xây dựng có hệ thống chặt chẽ nhất.
Thần thoại Hy Lạp ghi lại rằng thuở xưa, khi toàn bộ các sinh vật còn chưa
xuất hiện, cả vũ trụ chỉ là một vực thẳm đen tối tên là Chaos. Thế rồi từ
Chaos mới sinh ra địa ngục, bóng tối, đêm đen, đất (Gaia) và tình yêu. Đất
mẹ Gaia chính là nguồn gốc của tất cả các vị thần sau này.
Thế giới thiên đình trong thần thoại Hy Lạp gồm có nhiều thần trong đó có
12 vị thần tối cao :
1-Zeus
2-Hades
3-Poseidon
4-Hera
5-Hestia
6-Demeter
7-Apollon
8-Artemix
9-Atena
10-Aphrodite
11-Ares
12-Hephaitos
(Thần thoại Hi Lạp _ NXB Văn hoá- thông tin)
-Theo thần thoại Ấn Độ, mọi sinh vật trong đó có loài người đều ra đời từ
thần Mẹ. Cũng từ thần mẹ còn ra đời các thần cai quản các công việc,
ngành nghề của loài người và cả yêu quái, ma quỷ.
-Ở Trung Quốc, mọi hoạt động của con người và cả thiên tai, lũ lụt đều do
thế giới thiên đình cai quản. Thiên đình, nơi ngự trị của ngọc hoàng và các
thần linh, thiên binh, thiên tướng là nơi cao xa vĩnh cửu, nơi con người
không bao giờ có thể đặt chân tới. Nhìn chung tổ chức thiên đình này được

sao chép tương đối chính xác với mô hình triều đình của người Trung Hoa
cổ.
-Thần thoại Việt Nam có nhắc đến một câu chuyện kể lại nguyên nhân khai
sinh ra Trái Đất và vũ trụ. Đó là truyện “Thần trụ trời”, truyện kể rằng thời
xưa trời đất hoàn toàn chỉ là một mớ hỗn độn. Cho đến một ngày nọ, một vị
thần xuất hiện, thần vươn tấm thân khổng lồ của mình đứng dậy, dùng 2 tay
nâng bầu trời lên và lấy chân đạp đất tách ra khỏi trời. Khi trời đất đã phân
chia, thần lấy đất đá xây thành một cái cột để chống trời. Đến khi trời đất
đã ổn định, thần phá cột và ném đất đá đi khắp nơi tạo thành sông núi, biển
cả.
Nói chung, mỗi nơi, mỗi dân tộc có một cách giải thích riêng của mình. Mỗi
cách giải thích đều phụ thuộc vào quan niệm và văn hoá của từng nơi và
chịu ảnh hưởng của một sự khuôn mẫu hoá nào đó.
1.2 Kinh thánh và tôn giáo.
Như trên đã nói, mỗi câu chuyện thần thoại ra đời đều xuất phát từ những lo
lắng, khát vọng và tất nhiên là cả từ những ước mơ được nắm bắt tự nhiên
của con người. Thần thoại phát triển cùng với sự phát triển của xã hội
phong kiến loài người. Việc biến thần thoại trở thành một phương tiện
quyền lực trở nên cần thiết đối với các nhà nước phong kiến, và từ đó các
tôn giáo ra đời. Nói chính xác, tôn giáo chính là sự hệ thống hoá một cách
hoàn chỉnh nhất các câu chuyện thần thoại, đưa nó vào cuộc sống xã hội với
mục đích tối đa về quyền lực cho xã hội
Kinh thánh có ghi rằng Thượng Đế đã sáng tạo ra con người và toàn bộ vũ
trụ trong 6 ngày.
-Ngày thứ nhất Thượng Đế sáng tạo ra sự sáng và sự tối
-Ngày thứ hai Thượng đế nặn ra toàn vũ trụ
-Ngày thứ ba nặn ra Trái Đất
-Ngày thứ tư nặn ra Mặt Trời và Mặt Trăng
-Ngày thứ năm nặn ra các loài cây và động vật
-Và ngày thứ sáu Thượng Đế nặn ra con người

Tóm lại là toàn bộ vũ trụ đã được sáng tạo ra sau 6 ngày lao động của nghệ
sĩ thiên tài – Thượng Đế.
Nhìn chung, tất cả các câu chuyện thần thoại cũng như nội dung của kinh
thánh nói trên đều tỏ ra thiếu sức thuyết phục. Nhưng với khả năng hiểu biết
còn hạn hẹp thời đó, con người đã tạm bằng lòng với những cách giải thích
đơn giản và dễ hiểu đó. Mặt khác do ảnh hưởng của xã hội phong kiến mà
các bí ẩn của tự nhiên càng được dấu kín hơn nữa.
Tuy nhiên khoa học thì buộc phải phát triển, sức mạnh của khoa học, của sự
thật là không gì chống lại được. Những tư tưởng đầu tiên về vũ trụ duy vật
bắt đầu được hình thành từ những thế kỉ 2, 3 trước Công Nguyên, mở đầu
cho quá trình khám phá vũ trụ của con người.
2 Những ý tưởng đầu tiên về Vũ trụ học duy vật
Khoảng thế kỉ VI trước công nguyên , nhiều nhà triết học, toán học (chủ yếu
là Hi Lạp) đã tỏ ra nghi ngờ sự can thiệp của thánh thần vào Trái đất và vũ
trụ. Với mục đích giải thích sự tồn tại của vũ trụ và phản bác các tư tưởng
về thần thánh và chúa Trời, nhiều ý tưởng được đưa ra.
-Thế kỉ VI trước Công nguyên, Tallette đã tính được rằng chu kì thời tiết là
365 ngày, dự đoán được từng ngày có nhật thực, nguyệt thực. Theo Tallette,
mọi thứ trong tự nhiên đều tạo thành từ nước và sớm muộn cũng lại về là
nước.
-Cũng thế kỉ thứ 6 trước Công Nguyên, một nhà triết học khác là
Animandre(610-547 trước CN) đã đưa ra một mô hình vũ trụ đầu tiên trong
đó Trái Đất là một hình trụ ngắn như một cái đĩa ở trung tâm, quay xung
quanh là 3 vành bánh xe có các hành tinh, Mặt Trời và Mặt Trăng.
-Những người theo trường phái Pytagor vào khoảng thế kỉ thứ 5 trước Công
Nguyên cho rằng Trái Đất có dạng cầu quay quanh một ngọn lửa trung tâm
cùng với các thiên thể theo thứ tự từ trong ra ngoài: Đối Trái Đất, Trái Đất,
Mặt Trăng, Mặt Trời và 5 hành tinh (Mercury, Venus, Mars, Jupiter,
Saturn)
-Tiếp theo, Aristotle cho rằng thế giới tự nhiên được tạo thành từ 4 yếu tố

cơ bản (Element) là đất , nước, không khí và lửa.Trong các văn bản đã được
tìm thấy của Aristotle (khoảng năm 350 trước Công Nguyên) cũng đã có đề
cập đến thuyết địa tâm trong đó vũ trũ được chia làm 2 phần phân cách bởi
mặt cầu chứa Mặt Trăng. Phía dưới là Trái Đất và Mặt Trăng, phia strên là
Mặt Trời, các hành tinh và các sao cố định.
-Một nhà triết học khác là Democrite đưa ra ý tưởng rằng Trái Đất là trung
tâm của vũ trụ, tuy nhiên ngoài Trái đất, Mặt Trời và Mặt Trăng còn có vô
số các thiên thể khác hợp lại thành Ngân Hà. ông cũng đã nói rằng mọi
dạng vật chất đều chỉ là sự kết hợp các nguyên tố mà thành.
-Thế kỉ 3 trước Công Nguyên, có sự xuất hiện của Aristarchus, một nhà
thiên văn Hi Lạp cổ. Ông là người đầu tiên nêu ra thuyết nhật tâm và tính
được khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời và Mặt Trăng (chưa chính xác).
Tuy nhiên lí thuyết nhật tâm này không được ai quan tâm mà phải đợi đến
gần 2000 năm sau nó mới lại xuất hiện nhờ Copernics
-Khoảng năm 140 trước Công Nguyên đã xuất hiện văn bản đầu tiên có liệt
kê danh sách các ngôi sao. Danh mục này gồm khoảng 850 sao quan sát
được ở bầu trời Bắc. Người lập ra danh mục này là nhà thiên văn Hy Lạp
Hipparchus
Chính những ý tưởng đầu tiên này mà các nhà thiên văn cổ đã dần khám
phá ra tương đối chính xác chu kì nhật động, chu kì thời tiết và quĩ đạo biểu
kiến của các thiên thể trên bầu trời. Đó chính là những cơ sở bước đầu cho
sự ra đời của mô hình địa tâm Ptolemy sau này.
3-Ptolemy với tác phẩm Almagest và mô hình vũ trụ địa tâm
Năm 125 sau Công nguyên, Claudius Ptolemy (87-150 sau Công nguyên)
đưa ra tác phẩm Almagest mô tả lại toàn bộ cấu tạo và chuyển động của
bầu trời. Đặc biệt, trong tác phẩm này, Ptolemy đưa ra một mô hình vũ trụ
tương đối đầy đủ và chính xác với những đạc điểm nhìn thấy của bầu trời
(ngày nay gọi là mô hình địa tâm Ptolemy)
Nội dung chủ yếu của mô hình địa tâm Ptolemy là như sau:
1-Trái Đất nằm ở trung tâm vũ trụ.

2-Quay xung quanh Trái Đất là các mặt cầu của Mặt Trời, Mặt Trăng và
các hành tinh. Mặt cầu nằm xa nhất là mặt cầu chứa các sao cố định. Đây
chính là biên của vũ trụ
3-Mặt Trời và Mặt Trăng chuyển động trên quĩ đạo của mình với chu kì nhỏ
hơn chu kì nhật động.
4-Các hành tinh chuyển động với quĩ đạo tròn trên mặt cầu của mình.
5-Tâm quĩ đạo của sao Thuỷ và sao Kim nằm trên đường nối tâm Mặt Trời-
Trái Đất.
<! [if !vml]
> <!
[endif] >


Nhìn chung thì mô hình địa tâm của Ptolemy mô tả
tương đối chính xác các chuyển động nhìn thấy cuả
bầu trời, giải thích được nhiều đặc điểm chuyển
động của các hành tinh như sự dao động trên thiên
cầu so với “các sao cố định” hay điểm đặc biệt của
quĩ đạo chuyển động của sao Thuỷ và sao Kim….
Tuy nhiên bản thân Ptolemy cũng thừa nhận mô
hình của ông chỉ là những mô tả kết luận cho
những quan sát trực tiếp mà chưa thể khẳng định
toàn bộ về cấu tạo của vũ trụ. Đáng tiếc rằng chính
sự mô tả thiếu chính xác này đã vô tình trở thành
cơ sở để củng cố thêm cho thuyết về sự sáng tạo của Chúa Trời trong các
tôn giáo.