Thứ Sáu, 21 tháng 12, 2018

CÂU CHUYỆN KHOA HỌC 102/1B (Thiên văn học)

(ĐC sưu tầm trên NET)
 
Vũ trụ giãn nở
Các nhà khoa học Mỹ kết luận vũ trụ sẽ giãn nở không ngừng sau khi tiến hành nghiên cứu mới nhất về năng lượng tối, một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ. Không bao lâu sau khi Einstein công bố lí thuyết của ông, nhà khí tượng học và toán học người Nga Alexander Friedmann và vị linh mục người Bỉ Georges Lemaître đã chỉ ra rằng vũ trụ sẽ phát triển trước toàn bộ năng lượng mà nó chứa. Họ cho rằng vũ trụ lúc bắt đầu phải nhỏ và đặc, và giãn nở và loãng dần theo thời gian. Kết quả là các thiên hà sẽ trôi giạt ra xa nhau. Hubble phân tích các thiên hà lùi ra xa Dải Ngân hà như thế nào. Ông nhận thấy các thiên hà ở xa di chuyển ra xa nhanh hơn các thiên hà tương đối ở gần. Các quan sát của Hubble chứng tỏ rằng vũ trụ thật sự đang giãn nở. Mô hình vũ trụ này sau đó được gọi tên là Big Bang (Vụ nổ Lớn). Trong hơn 20 năm qua, vô số các quan sát thực hiện bởi các vệ tinh và các kính thiên văn cỡ lớn đã xác nhận thêm bằng chứng cho một vũ trụ đang giãn nở và phát triển. Chúng ta đã thu được một số đo chính xác của tốc độ giãn nở của vũ trụ và nhiệt độ của “bức xạ tàn dư” để lại từ thời Big Bang, và chúng ta đã có thể quan sát các thiên hà trẻ khi vũ trụ ở trong giai đoạn trứng nước của nó. Ngày nay, người ta chấp nhận rằng vũ trụ khoảng chừng 13,7 tỉ năm tuổi.

Thiên văn Trung Quốc cổ đại

Ngày đăng: 21/06/2012 00:00:00
Quan niệm về vũ trụ của người Trung Quốc cổ đại chịu ảnh hưởng của Nho giáo và Phật giáo. Vũ trụ buổi hồng hoang ởtrạng thái mông lung, mờ mịt gọi là "thái cực" sau đó sinh ra "lưỡng nghi" (âm và dương). "Lưỡng nghi" vừa tương khắc vừa kết hợp với nhau tạo thành năm khí chất chủ yếu (ngũ hành) là kim, mộc, thủy, hỏa, thổ. Từquan niệm "thiên địa hai tầng", tầng trên là trời - thế giới vô hình, tầng dưới là đất - thế giới hữu hình, đến thế kỷ 5, hình thành ba quan niệm vềcấu trúc vũ trụ. Thuyết "cái thiên" hình dung bầu trời như một cái nắp hình bán cầu trùm lên mặt đất hình vuông. Thuyết "hồn thiên" (thiên cầu mênh mông) của Trương Hành (78 - 139) thì cho rằng vòm trời có khí ở trong và bao bọc Trái Đất, chân trời có nước còn Trái Đất nổi trên nước, trời có chín tầng khí với vận tốc và áp lực khác nhau, các vì sao được "cương phong" (gió cứng) nâng lên. Thuyết "tuyên dạ" (đêm tối lan tràn, không trung vô tận) lại coi bầu trời trống rỗng và vô cùng, vô cực; bảy tinh tú (Mặt Trời, Mặt Trăng cùng năm hành tinh Kim, Mộc, Thủy, Hỏa, Thổ) chuyển động tự do.



Các sự kiện thiên văn được ghi chép ở Trung Quốc từ rất sớm và khá cụ thể. Các hiện tượng nhật thực, nguyệt thực, sao mới xuất hiện đã được chép lại từ khoảng 1.500 năm trước Công Nguyên vào đời nhà Thương. Cho đến nay, ghi chép sớm nhất về vết đen Mặt Trời là sách Ngọc Hải , được ghi nhận không lâu sau năm 165 TCN. Hán Thư cũng ghi lại hiện tượng này khi nó xuất hiện ngày 10 tháng 5 năm 28 TCN[27]. Thậm chí, dựa vào những lời ghi trong Kinh Dịch, có tài liệu còn cho rằng người Trung Quốc đã quan sát được vết đen Mặt Trời từ năm 800 TCN[28]. Ở châu Âu, mãi tới đầu thế kỷ 9 mới có ghi chép về vết đen Mặt Trời. Ghi chép sớm nhất vềsao chổi Halley nhìn thấy năm 613 TCN cũng được ghi trong Kinh Xuân Thu. Người Trung Quốc cũng ghi lại tỉ mỉ các hiện tượng xuất hiện sao mới, sao siêu mới (mà họgọi là "sao khách"), sao băng...Hậu Hán Sử nhắc đến sao mới nhìn thấy ngày 7 tháng 12 năm 185.

Vào thế kỷ 11 TCN, người Trung Quốc chia bầu trời sao vào hệ thống "tam viên nhị thập bát tú" với 28 chòm sao dựa theo 28 vì sao ở gần hoàng đạo và ba nhóm sao Tử Vi, Thái Vi, Thiên Thị (tam viên) ở xung quanh chòm sao Bắc Đẩu (gồm 7 sao hình cái gàu sòng thuộc chòm Gấu Lớn theo cách chia hiện nay) và thiên cực bắc. Danh mục sao cổ nhất của họ do Thạch Thân đời Chiến Quốc soạn có 122 chòm sao với 809 ngôi sao. Trương Hành thời Đông Hán đã sáng chế ra dụng cụ định vị sao gọi là hỗn thiên nghi và thống kê khoảng 2.500 sao nhìn thấy được ở Trung Quốc, chia thành 124 chòm với 320 sao được đặt tên. Đến thời Tam Quốc, Trần Trác đã lập bản đồ và danh mục sao gồm 283 chòm (tinh quan), 1.465 sao. Kết quả quan sát quy mô lớn của Đài Quan Tượng (xây dựng năm 1442 ở Bắc Kinh) đã thiết lập nên hai danh mục sao đồ sộ là "Nghi tượng khảo thành" liệt kê vị trí của của 3.083 ngôi sao và "Nghi tượng khảo thành tục biên" với vị trí của của 3.240 ngôi sao. Hiện tượng tuếsai cũng được Ngu Hỷ phát hiện vào thế kỷ 4 và ghi lại trong sách "An thiên luận". Người Trung Quốc cũng có nhiều phát minh về dụng cụ thiên văn như cọc tiêu Mặt Trời, la bàn, đồng hồ mặt trời, đồng hồ nước... Khoảng năm 1100 TCN, Chu Công đã quan sát và đo bóng Mặt Trời lúc giữa trưa để xác định độ nghiêng của hoàng đạo so với xích đạo.

Tuy nhiên, những thành tựu quan trọng nhất của thiên văn học Trung Quốc thểhiện ở lĩnh vực soạn lịch. Theo truyền thuyết và dã sử thì người Trung Quốc đã có lịch cách đây từ 3.000 đến 4.000 năm. Từ khoảng 600 năm trước Công Nguyên, họ đã có lịch âm dương kết hợp để phục vụ sản xuất nông nghiệp nên còn gọi là nông lịch. Cùng với Ai Cập, Trung Quốc là nơi sử dụng âm dương lịch sớm nhất. Tháng âm lịch (tuần trăng) bắt đầu từ ngày trăng non và có 29,5 ngày và cứ hai năm lại thêm một tháng nhuận cho phù hợp với năm dương lịch (365,25 ngày). Chu kỳ 19 năm (một chương) có bảy tháng nhuận ở các năm thứ 3,6, 8 (hoặc 9), 11, 14, 17 và 19. Những ngày khí được đưa vào để thuận lợi cho thời vụ nông nghiệp. Cùng với tiến bộ vềthiên văn học, toán học, lịch Trung Quốc thường xuyên được cải tiến với những nhà soạn lịch nổi tiếng: Lưu Hồng, Hạ Thửa Thiên, Tổ Xung Chi, Lưu Chước, Quách ThủKính... Vào triều đại nhà Tần, Trung Quốc cũng đã có dương lịch với tháng tiết khí trung bình dài 30,44 ngày. Lịch sử dụng phổ biến trong dân gian là lịch can chi, dùng 10 can (Giáp, Ất, Bính, Đinh, Mậu, Kỷ, Canh, Tân, Nhâm, Quý) và 12 chi (Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất, Hợi), 60 năm thì tên gọi của một năm (gồm can và chi) lặp lại, chu kỳ đó gọi là 1 hội. Việt Nam và một số nước Đông Á, Đông Nam Á hiện vẫn đang dùng loại lịch sử dụng hệ đếm Can Chi ra đời cách đây khoảng 2.600 năm này.

HỌC THUYẾT ÂM DƯƠNG


Sự vận động của tự nhiên tuân theo quy luật nào, vận động như thế nào, đó là điều người Trung Hoa tìm hiểu hàng ngàn năm và đúc kết thành một học thuyết độc đáo: Thuyết Âm Dương. Có thể nói đây là lý thuyết chủ đạo, nền tảng, lâu đời nhất, huyền bí nhất và cũng được ứng dụng nhiều nhất trong thế giới quan phương Đông.



Người Trung Hoa gán nguồn gốc của thuyết Âm Dương Bát quái cho Phục Hi, vị vua Thái cổ huyền thoại. Kinh Dịch chép rằng Phục Hi thấy Long mã hiện lên ở sông Hoàng Hà, trên lưng có bức đồ hình, rồi thấy rùa thần hiện ở sông Lạc, trên lưng cũng có trang chữ. Phục Hi dựa vào đó vẽ lại thành Hà đồ Lạc thư, rồi ngửa đầu xem tượng trời, cúi xuống xem thế đất, mà vẽ nên Bát quái.


Hà đồ Lạc thư thực sự thế nào không ai biết, các thuyết cũng khác nhau, chẳng hạn cho Lạc thư là do vua Vũ trị thủy mới thấy.


Hình vẽ các chấm đen trắng như ngày nay vẫn thường thấy là doKhổng An Quốc (cháu 12 đời của Khổng Tử) đưa ra vào khoảng năm 140-186.

Theo các quan sát có thể nhận thấy:

Theo thời gian trong ngày: sáng tối đổi nhau, nóng lạnh luân phiên

Theo thời gian trong năm: nhiệt hàn thay đổi, xuân hạ thu đông nối tiếp không dừng

Xét trong muôn loài: có đực có cái, có nam có nữ

Vạn vật: tăng trưởng suy thoái, lớn lên nhỏ đi, trẻ khỏe già yếu

Trải hàng trăm hàng ngàn năm, tư tưởng về hai mặt đối lập, tương hỗ, mâu thuẫn nhưng thống nhất, triệt tiêu mà thúc đẩy nhau, đã giúp người Trung hoa sáng tạo ra khái niệm Âm – Dương.

Âm – Dương


Dương và Âm là hai mặt của một tổng thể, đối lập nhưng không thể tách rời

Tượng trưng cho Dương là một vạch liền

Tượng trưng cho âm là một vạch đứt

Vạch Âm hay Dương gọi là một hào. (Khi tách biệt thì hay nói Dương trước Âm sau, nhưng khi gọi chung về Thuyết thì lại là Âm Dương, cũng chỉ là một thói quen).

Dương mang tính sáng, nóng, động, tích cực, giống đực, phát triển, mở rộng, sự sống, thực,…

Âm mang tính tối, lạnh, tĩnh, tiêu cực, giống cái, suy thoái, thu hẹp, cái chết, hư…

Khi yếu tố này thịnh thì yếu tố kia suy và ngược lại. Điều đặc biệt là trong Dương có Âm và trong Âm có Dương. Không tồn tại yếu tố hoàn toàn Dương hoặc hoàn toàn Âm, vì sẽ không thành một tổng thể hoàn chỉnh.

Nếu trong một tổng thể lớn, phần mang thuộc tính Dương khác với phần mang thuộc tính Âm. Nhưng khi tách thành từng bộ phận thì mỗi phần lại là một tổng hòa Âm Dương mới.

Giống như cục nam châm có 1 đầu Nam, 1 đầu Bắc. Nhưng khi chặt đôi thì mỗi phần lại có cực Nam cực Bắc riêng, chứ không có phần toàn cực Nam và phần toàn cực Bắc.

Chẳng hạn nếu xét loài người là một tổng thể, thì phần Dương là Nam giới, Âm là Nữ giới. Nhưng xét các cá thể Nam, thì không phải toàn Dương cả. Trong con người họ có yếu tố Âm là tinh thần, Dương là thể xác. Trong thể xác Dương thì Cơ bắp xương cốt là Dương, kinh mạch là Âm. Hoặc trong nội tạng thì lục phủ là dương, ngũ tạng là âm. Xét trong ý thức, thì Thiện là dương mà Ác là âm. Trong tri thức thìthu nhập thông tin (biết, nhớ) là dương, mà loại bỏ thông tin (quên) là âm.

Cứ như vậy, Âm Dương là giao hòa tương tác, không bao giờ không tồn tại, tuy đối lập nhưng không triệt tiêu nhau, khi yếu tố này mạnh thì yếu tố kia yếu, nhưng không bao giờ suy đến cạn kiệt hoàn toàn cả.

Xét về Vật lý, đơn giản có thể hình dung Dương Âm như là điện tích dương (proton), điện tích âm (electron), dương và âm là hạt và phản hạt, sóng và phản sóng, vật chất và phản vật chất. Dương và âm như là lực đẩy và lực hút, bùng nổ và đổ sụp, phát nóng sáng và nguội lạnh. Vật chất sẽ luôn có hai mặt đó tồn tại song hành, có lực đẩy sẽ có lực hút, trong đẩy có hút, có phát nóng thì cũng có nguội đi.

Trong quan niệm Trung Hoa, Âm Dương là hai Khí của Vũ trụ, là hai thực thể mà cũng là động lực của tự nhiên, là hai nguyên lý tạo ra vạn vật.

Tứ Tượng


Âm Dương gọi là Lưỡng Nghi, là 2 nguyên lý. Từ Lưỡng nghi sẽ sinh ra Tứ tượng là 4 thể trạng, theo nguyên tắc chồng hai vạch lên nhau. Xét vạch từ dưới lên, sẽ có tứ tượng lần lượt là


Hai vạch Dương, gọi là Thái Dương


Dương – Âm, gọi là Thiếu Dương


Âm – Dương, gọi là Thiếu Âm


Hai vạch Âm, gọi là Thái Âm



Trong thiên văn tương ứng:

Thái Dương : Mặt trời (Nhật): rất nóng, bầu trời sáng

Thái Âm : Mặt trăng (Nguyệt): lạnh, bầu trời tối đen

Thiếu Âm : Định tinh (Tinh): không chuyển động, lạnh

Thiếu Dương – Hành tinh (Thần): chuyển động trên bầu trời

Vì vậy còn gọi Nhật nguyệt tinh thần là Tứ tượng, và vị trí của chúng cũng gọi là Tượng trời.

Thái Dương là Dương cực thịnh, Thiếu Dương là Dương đã suy bớt, nhưng vẫn mạnh hơn Âm. Thiếu Âm là Âm đã mạnh hơn Dương, Thái Âm là Âm cực thịnh.

Bốn Tượng này cũng là bốn giai đoạn của một chu trình khép kín. Trong năm, mùa xuân là Thiếu dương, khí ấm áp tăng dần; Mùa hạ là Thái dương, nóng đến cực đại; Mùa thu là Thiếu âm, khí lạnh đang về, Mùa đông là Thái âm, lạnh cực đại.

Trong chu kỳ của một con người hay sinh vật: giai đoạn đầu tăng trưởng từ từ, là Thiếu dương, đến thời kỳ tăng trưởng mạnh mẽ (dậy thì ở con người) là Thái dương, đến cực đại khi trưởng thành toàn vẹn, rồi suy dần dần là Thiếu âm, cuối cùng là suy sụp nhanh chóng, là Thái âm.

Nhưng trong Âm có dương và ngược lại. Trong mùa hè, khi nóng nực nhất vẫn có khí lạnh, trong mùa đông, khi lạnh nhất vẫn có hơi ấm. Khi con người phát triển mạnh mẽ nhất, thì hàng ngày vẫn có hàng triệu tế bào bị suy thoái và chết đi, có điều sự tăng trưởng mạnh hơn rất nhiều sự suy thoái; tương tự, trong thời kỳ già ốm, vẫn có những tế bào được sinh ra, nhưng không thắng được sự triệt tiêu. Có chăng chỉ là làm giảm quá trình suy sụp.

Trong một con người, có đặc tính Dương và đặc tính âm. Nếu xét theo quan niệm hiện đại, thì mỗi con người đều được kết hợp từ nhiễm sắc thể của mẹ và của cha, đó là cái khởi nguồn Âm Dương, nhưng với sự nổi trội hơn của nhiễm sắc thể X hay Y, mà đứa trẻ sinh ra là trai hay gái. Tuy vậy trong cơ thể sẽ không bao giờ thiếu yếu tố của cả nam và nữ (hoocmon nam và nữ chẳng hạn).

Khi tiếp nhận Phật giáo, bốn giai đoạn này với con người có thể được hiểu là Sinh Lão Bệnh Tử, với sự vật là Sinh Trụ Dị Diệt, với Vũ trụ là Thành Trụ Hoại Không. Tuy vậy cũng không hoàn toàn đồng nhất, vì đây là hai tư tưởng triết học của hai nền văn minh khác nhau.

Như vậy Vận động là có tính khép kín, vòng tròn. Vì thế người phương Tây cho rằng triết học phương Đông có dạng vòng tròn.

Bát Quái


Từ Âm Dương là 2 sinh ra Tứ tượng là 4, sẽ tiếp tục nhân đôi thành 8, gọi là Bát quái.

Cách biến đối chính là chồng thêm 1 quẻ nữa lên thành 3 quẻ, mỗi quẻ có thể là Âm hoặc Dương.



Bát quái, tính theo vạch từ dưới lên, gồm

3 Dương, 3 vạch liền:             Càn, nghĩa là Trời (Thiên): mạnh, cứng, nam

2 Dương + 1 Âm                     Đoài, nghĩa là Đầm (Trạch): vui vẻ

Dương + Âm + Dương           Ly, nghĩa là Lửa (Hỏa): sáng, sáng tạo

Dương + 2 Âm                        Chấn, nghĩa là Sấm (Lôi): động

Âm + 2 Dương                        Tốn, nghĩa là Gió (Phong): thuận lợi

Âm + Dương + Âm                 Khảm, nghĩa là Nước (Thủy): sâu, hiểm

2 Âm + 1 Dương                     Cấn, nghĩa là Núi (Sơn): an tĩnh

3 Âm, 3 vạch đứt                    Khôn, nghĩa là Đất (Địa), nhu thuận, nữ


Mỗi bộ ba vạch gọi là một Quẻ (Quái). Tên các quẻ có thể do Văn vương đời Chu hoặc Chu Công đặt. Một lần nữa, Âm Dương lại thay đổi vị trí, mô tả sự vận động của vạn vật. Từ rất rất Dương đến rất rất Âm, những thay đổi được biểu hiện bằng các vạch, là một cách thể hiện hoàn hảo.

Theo truyền thuyết, khi mới đặt thành Bát quái, Phục Hi vẽ các quẻ theo một vòng tròn khép kín, tính các vạch từ trong ra. Bốn hướng Đông Tây Nam Bắc ứng với bốn mùa (các hướng nhìn lên trời nên ngược với trên mặt đất, vòng quay của các mùa nguợc với chiều kim đồng hồ, là hướng quay của Vũ trụ). Các quẻ đối xứng về mặt hình học và ý nghĩa qua tâm vòng, nếu quẻ bên này vị trí này là dương thì bên kia phải là âm. Ba vạch liền đối với 3 vạch đứt, 2 đứt 1 liền đối với 2 liền 1 đứt. Như vậy các cặp đối nhau là:

Càn – Khôn (Trời – Đất), Tốn – Chấn (Gió – Sấm), Khảm – Ly (Nước – Lửa), Cấn – Đoài (Núi – Đầm).

Đến đời Chu (TK 12 TCN) thì Chu Văn vương vẽ theo một trật tự khác, trong đó quẻ Càn bắt đầu từ hướng Tây Bắc, và theo vòng ngược chiều kim đồng hồ lần lượt là Càn – Khảm – Cấn – Chấn – Tốn – Ly – Khôn – Đoài. Lý do tại sao đặt như vậy thì không ai biết.

Bát quái của Phục Hi được gọi là Tiên thiên Bát quái, Bát quái của Văn vương được gọi là Hậu thiên Bát quái, tên này thời Hán đặt ra.



Trên thực tế, cho đến trước đời Ân (cuối Thương đầu Chu), trên các di chỉ đều không thấy có hình Bát quái, nên có thể nó là sản phẩm của trí tuệ đời Chu, nhưng được gán cho Phục Hi là nhân vật thần thoại.

Đồ hình Bát quái cũng là công cụ để phân định phương vị. Trong các ứng dụng, người ta thường dùng đồ hình Hậu thiên, vì vậy nói phương Chấn là nói phương Đông, và mới có thuyết Trời mở ở tây bắc, Đất mở ở đông nam. Hoặc như phương Nam trở thành phương của quẻ Ly (lửa), phương Bắc của quẻ Khảm (nước), phù hợp với phương vị của Ngũ hành.

Dịch học


Lúc đầu Bát quái chỉ dùng để bói toán, sau phát triển thành hệ thống Dịch, thành một nền triết học thâm thúy khó hiểu. Với 8 quẻ thì chưa diễn giải được, nên Văn Vương nhà Chu (hoặc chính Phục Hi – tùy thuyết) chồng các quẻ lên một lần nữa, 8 nhân 8 thành 64 quẻ chồng (trùng quái), mỗi quẻ 6 vạch, tổng cộng 384 hào. Đó là cơ sở cho Dịch học.

Chẳng hạn: chồng quẻ Càn lên Càn sẽ là Thuần Càn.

Chồng Cấn lên Càn được quẻ Đại Súc

Chồng Khôn lên Càn được quẻ Thái



Theo Kinh Dịch, Phục Hi làm ra Bát quái, hơn 1 nghìn năm sau, Văn vương nhà Chu chồng quẻ và viết lời giải thích cho từng quẻ, tổng cộng 64 câu, gọi là Thoán Từ, nhưng ý nghĩa quá thâm sâu. Con của Văn vương là Chu Công giải thích 384 hào, gọi là Hào từ. Thoán từ và Hào từ là kinh điển, về sau còn có Thập dực và Thoán truyện nói rõ hơn nữa ý nghĩa. Thập dực có thuyết nói là của Khổng tử, vì vậy khi bói Kinh Dịch thì cúng 4 vị: Phục Hi, Văn vương, Chu Công, Khổng tử. Nhưng có lẽ Khổng tử chỉ nghiên cứu chứ không viết gì vào Kinh dịch, Thập dực do đời sau viết ra.

Thế giới quan trong Kinh dịch là nhị phân. Từ Âm Dương (2) chồng thành Tứ tượng (4) chồng tiếp thành Bát quái (8), chồng nữa thành Lục thập tứ quái (64). Thậm chí có người như Tiêu Diên Thọ chồng tiếp thành 4096 quẻ.

Việc dùng các vạch liền và đứt rất tương đồng với hệ nhị phân 0 – 1 ngày nay, đặc biệt hệ nhị phân trong tin học. Trong tin học, 0 là mạch đứt, 1 là mạch liền, giống Âm và dương. Do đó có thể thấy các quẻ đơn cũng là các số đếm, bắt đầu từ 0 cho đến 7, tương tự, 64 quẻ chồng là từ 0 đến 63.


Với hệ đếm nhị phân, ngày nay ta có thể mô tả được thông tin về mọi sự vật hiện tượng. Một bức tranh số hóa cũng là chuỗi 0 – 1, một thiên thể bất kỳ cũng hình thành từ các yếu tố Có và Không các tính chất. Do đó có thể nói có thể dùng vạch Âm Dương phản ánh được mọi sự vật.

Người Trung Hoa cũng dùng các trùng quái để mô tả về các tháng, hay là vị trí của trái đất trên quỹ đạo. Tháng giêng là khi Âm dương cân bằng, sang tháng hai Dương thêm 1 vạch, khí ấm tăng thêm một mức, sang tháng ba Dương thêm 1 vạch, cứ như vậy, khí Dương đầy nhất vào tháng tư, rồi khí Âm xuất hiện vào tháng năm, tăng dần cho đến tháng mười là cực đại, rồi khí Dương lại tràn lên. Đối chiếu Âm dương lịch, thì Tháng 4 âm lịch ứng với tiết Lập hạ, và tháng mười ứng với Lập đông.



Chu trình 12 giai đoạn trên không chỉ mang ý nghĩa trong các tháng, mà còn mô tả sự vận động thành rồi hủy, hủy rồi thành, thêm vào rồi bớt đi, vận động mãi không ngừng. Các hiện tượng trong tự nhiên phải chăng đều vận động theo quá trình đó.

Thái Cực


Âm Dương Bát quái 64 quẻ là tác phẩm từ thượng cổ đến thời Chu, nên còn gọi là Chu Dịch.

Theo Chu Dịch này, nguồn gốc vạn vật, Vũ trụ là Dương Âm, Càn Khôn. Càn vận động, Khôn chứa đựng, như Cha và Mẹ, từ đó mới có mọi thứ.

Âm Dương là nguồn gốc vạn vật, nên có thể nói rằng nguồn gốc của Vũ trụ là Nhị nguyên. Bản thân hai yếu tố nguyên lý đó đã là khởi thủy của mọi vật chất và biến chuyển. Nhưng đến thời Chiến Quốc hoặc Hán, quan điểm nhị nguyên đã chuyển thành Nhất nguyên khi có khái niệm Thái Cực. Trong Hệ từ thượng truyện viết “Thái Cực sinh Lưỡng Nghi, Lưỡng Nghi sinh Tứ Tượng, Tứ tượng sinh Bát quái”.

Thái Cực nghĩa là hơn hết tất thảy, trước hết tất thảy, trong lòng nó chứa đựng tất cả những nguồn gốc cho sự vận động, trong nó có cả Âm lẫn Dương, nhưng là Âm Dương chưa tách biệt, mà vẫn còn nhất thể. Thái Cực là cái nguồn vô tận khởi thủy, là khí tiên thiên, linh căn bất sinh bất diệt chứa đựng Âm Dương.

Hình vẽ mô tả Thái Cực là một vòng tròn gồm hai nửa, đen là Âm, trắng là Dương kết hợp chặt chẽ với nhau để hình thành nên một tổng thể. Trong Âm có Dương và trong Dương có Âm, Dương thịnh thì Âm suy, Âm thịnh Dương suy. Nhưng trong khi thịnh nhất của Dương thì Âm đã xuất hiện, và ngược lại. Âm thăng còn Dương giáng.

Có thể nói đây là hình ảnh súc tích nhất của Văn hóa phương Đông.

Kết hợp với Bát quái, có Thái Cực đồ.

Ở đây là Thái cực đồ Tiên thiên, vì sử dụng Tiên thiên bát quái.

Tư tưởng về Vũ trụ đã hoàn chỉnh. Vũ trụ bắt nguồn từ Thái Cực.

Vũ trụ vận hành theo cơ số 2.

Thái Cực – Lưỡng Nghi – Tứ Tượng – Bát Quái  - Các quẻ - Biến hóa vô cùng.

1 (= 20)  ® 2 (= 21) ® 4 ( = 22) ® 8 (= 23) ® 64 (= 26) ® …

Việc cố gán các tư tưởng Đông Tây với nhau là điều không hợp lý. Tuy nhiên khi so sánh đối chiếu thuyết này với Vật lý học hiện đại ngày nay thì có những tương đồng nhất định.

Theo thuyết của Vật lý hiện đại, Vũ trụ bắt nguồn từ Big Bang, Vụ nổ Lớn. Tại thời điểm Big Bang, chỉ trong một chất điểm kích thước vô cùng nhỏ, trong một khoảng thời gian vô cùng ngắn, với không gian bị uốn cong đến vô cùng, đã chứa đựng vật chất cho tất cả Vũ trụ này. Trong đó có các hạt, phản hạt, sóng, lực hút đẩy,…

Đó là Thái Cực.

Khi Thái Cực phát sinh, những yếu tố mang tính đối lập, điện tích âm và dương, hạt và phản hạt, sóng và phản sóng, vật chất và phản vật chất, lực hút, lực đẩy,… được giải phóng, tương ứng với Lưỡng Nghi.

Vũ trụ giãn nở với một tốc độ nhanh, giai đoạn Thái dương bùng nổ, tạo ra các thiên thể.

Sự giãn nở chậm dần, là giai đoạn Thiếu dương, đến một cực đại

Rồi sẽ dần co lại, là Thiếu âm, cho đến thời điểm co lại cực đại, là Thái Âm.

Hoặc như xét chu kỳ sống của một ngôi sao: Lúc đầu ngôi sao hình thành từ đám bụi khí co lại, tức là Thái Cực, và rồi bùng nổ, phát xạ dữ dội, bắt đầu giai đoạn Thái dương, để rồi nguội dần, qua các giai đoạn thiếu dương, thiếu âm, cuối cùng sụp đổ. Và theo thuyết của Einstein và Hawking thì nó sẽ thành một Lỗ đen, là giai đoạn Thái Âm, để rồi ta không còn nhận thức về nó được nữa vì không còn thông tin nào từ đó thoát ra.

Một con người cũng như vậy. Thời điểm khi thụ thai, con người chỉ là 1 tế bào duy nhất, trong đó có yếu tố Dương của cha và Âm của mẹ, đó là Thái cực. Chỉ khi có được cả Lưỡng nghi đó, tế bào mới là một cơ thể sống hoàn chỉnh. Tế bào tăng theo nguyên tắc nhân đôi, nguyên tắc của Dịch. Trong mỗi cấu tạo nhỏ nhất của cơ thể, đều gồm yếu tố Âm dương. Trong tổng thể thì cá thể đó phải mang thuộc tính Dương hoặc Âm, nam hoặc nữ cụ thể, nhưng bản chất đều có cả hai. Yếu tố nào nổi trội hơn sẽ cho tổng thể thuộc tính nổi trội đó. Khi thay đổi giới tính, là sự thay đổi trạng thái đang có sang trạng thái đối lập.

Hình ảnh của Thái Cực đồ rất giống với cách để đo các Tiết khí bằng phương pháp đo bóng mặt trời.

Khi quan sát bóng mặt trời tạo bởi một chiếc cột thẳng đứng tạo ra trên mặt đất, cùng với quan sát đuôi sao Bắc Đẩu, họ phân chia vòng năm thành 24 cung ứng với 24 tiết trong năm, với 4 vị trí quan trọng là Xuân phân, Thu phân, Hạ chí, Đông chí. Với 6 vòng tròn đồng tâm tại chân cột, và đo bóng hàng ngày, bóng ngắn nhất vào Hạ Chí, dài nhất vào Đông Chí, nối các điểm lại, sẽ có được đồ hình bóng mặt trời, có thể đây là nguồn gốc cho Thái Cực đồ, với Âm là phần từ Hạ chí đến Đông chí.



Vô Cực



Thái Cực dường như là cội nguồn đầy đủ cho Vũ trụ quan. Nhưng các nhà Dịch học không dừng lại ở đó. Khi đối chiếu với Vũ trụ quan Đạo giáo, với câu “Đạo sinh Một, Một sinh Hai, Hai sinh Ba, Ba sinh vạn vật” của Lão tử, họ cảm thấy thiếu một cái gì đó.

Nếu Hai là Lưỡng nghi, Một là Thái Cực, thì Đạo phải là cái có trước cả Thái Cực.

Suy nghĩ về cái có trước khi có Thái Cực, trước khi có Vật chất đã khiến Chu Đôn Di đời Tống (TK 13) đề xuất thuyết: Vô Cực, hay Hư Vô.

Vô Cực đồ mô tả quá trình chuyển dịch của Vũ trụ. Từ Hư Vô – Vô Cực, không có gì, đã có tượng hình của Thái Cực – hình tròn. Thái Cực đã có trong lòng nó Lưỡng Nghi. Lưỡng nghi phân chia, chồng lên nhau để thành Tứ tượng. Trong đồ hình Tứ tượng thì có đủ cả:    Lưỡng nghi ở tầng dưới, Tứ tượng tầng thứ 2, và thêm tầng 3 thì đủ Bát quái.

Chẳng hạn 3 bậc đen cả là Càn; 2 bậc đầu đen, bậc 3 trắng là Đoài; bậc đầu đen, bậc hai trắng, bậc 3 đen là Ly,…, và cuối cùng Bát quái tách biệt trong đồ hình cuối.

Thảo luận về Vô Cực hay Hư Vô là một chủ đề có thể gây nhiều tranh cãi.

Vô Cực theo Chu Đôn Di – cũng như các Đạo gia, hiểu là cái nguồn mang tính tĩnh, là cái chứa đựng nhưng chưa phát lộ, khởi thủy tiềm phục.

Chẳng hạn với một ngôi sao, trước khi nó thực sự hình thành thì nó vốn là các tinh vân. Tinh vân chưa phải là sao, mà chỉ chứa đựng cái sẽ trở thành sao, là cái nguồn mà không phải vật. Chỉ khi đám bụi khí đó tụ lại, và dưới tác động của các lực, các sóng, nổ bùng thành một tân tinh, thì thời điểm đó mới là Thái Cực.

Hoặc như một con người, trước khi Tinh cha gặp Noãn mẹ, thì cấu thành sự sống vốn đã có sẵn, nhưng vẫn chưa thể là vật. Chỉ khi có sự thụ tinh thì những gì tiềm phục trong nội tại Âm Dương mới giao hòa để phát lộ thành Thái Cực là tế bào khởi thủy duy nhất.

Thậm chí có thể hiểu Vô Cực là không có cả các nguồn, không có những cái thường có trong bất kỳ vật nào, trong mọi nhận thức, tư tưởng. Từ cái nguồn Vô đó mới sinh Có là Thái Cực. Vô Cực là cảnh giới nguyên thủy mà khi đã là vật, đã thành, thì không thể đạt đến hoặc quay lại. Trong Vô Cực có gì? Không phải là không có, mà là không thể phản ánh được, cũng như “trước” BigBang có gì, hoặc sau Lỗ đen có gì, thì không thể phản ánh, nhận thức được, bởi lúc đó Thời gian cũng không còn hoặc bị triệt tiêu.

Cùng với việc không chấp nhận Đấng sáng thế, mà coi tự nhiên tự vận động, Vũ trụ quan phương Đông mang tính khoa học và khái quát cao. Tự nhiên là cao nhất, khái niệm Trời là cái nguồn uyên nguyên vô tận của các quy luật. Các vị thánh thần huyền thoại như Phục Hi cũng chỉ tìm cách phản ánh và hội nhập vào cái nguồn đó, hiểu được nó và sử dụng nó như là con đường sống cho mình chứ không sáng tạo thêm được điều gì cho tự nhiên. Hà đồ Lạc thư do Trời gửi đến, nhưng Trời không phải là một người cụ thể nào, mà là tự nhiên vô cùng vô tận, tuy có khởi đầu nhưng biến đổi không ngừng.

Như vậy, trải qua hàng ngàn năm, thuyết Âm Dương đã hình thành và phát triển để hoàn thiện như ngày nay. Thậm chí ngay đến bây giờ vẫn luôn có những học giả tìm hiểu ý nghĩa của nó. Đó là một nguồn sâu rộng để tìm hiểu về Thế giới và con người. Vũ trụ quan trong Dịch học phản ánh khá đầy đủ và khoa học hiện thực mà bây giờ khoa học hiện đại vẫn đang tìm hiểu, tất nhiên là ở một tầm khái quát chứ không cụ thể rõ ràng.


Thuyết Âm Dương không đứng riêng rẽ một mình. Trong quá trình phát triển, nó đã được kết hợp với các Ngũ hành, Can Chi để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, làm nền tảng cho tư duy phương Đông.


Lịch sử Thiên văn học - Phần 4: Thiên văn học thời Phục Hưng

Ngày đăng: 22/02/2012 00:00:00
Thiên văn học châu Âu thời Phục hưng chứng kiến cuộc cách mạng của những tên tuổi lớn như Tycho Brahe, Copernicus, Kepler, Galileo... Tuy nhiên, trước đó phải nhắc đến Johannes Müller (còn gọi là Regiomontanus), người đã dịch tác phẩm vĩ đại Almagest từ tiếng Ả Rập và đưa ra những bình luận có giá trị trong cuốn sách Epitome of the Almagest (Tóm lược về Almagest) mà sau này được Copernicus, Galileo sử dụng.[47]


Và rồi cuộc cách mạng đã bùng nổ với nhà thiên văn học người Ba Lan Nicolaus Copernicus, "người đã bắt Mặt Trời dừng lại và đẩy cho Trái Đất quay" như những lời ghi trên tượng đài của ông ở Warsaw. Sau những năm tháng làm việc ở giáo đường Frombork, ông cho ra đời tập Tiểu luận (Commentariolus) trình bày những ý niệm ban đầu về thuyết nhật tâm của mình. Kết quả của hàng thập kỷ lao động của ông được thể hiện trong bộ sách Về chuyển động quay của các thiên thể (De revolutionibus orbium coelestium) xuất bản lần đầu tiên năm 1543. Bộ sách gồm sáu cuốn trong đó trình bày quan điểm và những lý giải của ông về hệ thống nhật tâm đồng thời đưa ra danh mục các ngôi sao (định tinh) cũng như mô tả chuyển động biểu kiến của Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh. Tuy nhiên do coi rằng các hành tinh chuyển động tròn đều nên hệ thống của Copernicus còn chưa đạt độ chính xác cao và sau này Kepler, Newton tiếp tục hoàn thiện. Do Copernic trì hoãn việc công bố học thuyết của mình nên Georg Joachim Rheticus, người học trò và là bạn vong niên của ông đã giới thiệu nó năm 1540 bằng cách cho xuất bản cuốn Tường giải ban đầu (Narratio prima). Lý thuyết của ông đã thách thức hệ thống của Ptolemy tồn tại hàng ngàn năm và là khởi đầu cho cuộc cách mạng trong khoa học, thần học và cả triết học.





Nicolaus Copernicus.



Tycho Brahe (1546 - 1601), nhà quan trắc thiên văn học người Đan Mạch đã xây dựng một đài thiên văn lớn và đặt tên là Uraniborg (nghĩa là "Lâu đài trời"). Với kết quả quan trắc, ông lập được một bản danh mục gồm 788 ngôi sao với độ chính xác cao mà sau này là cơ sở dữ liệu cho những công trình của Kepler.[48] Ông cũng có những nghiên cứu về sao chổi và đưa ra lý thuyết về chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng. Tuy nhiên, Brahe vẫn cho rằng Trái Đất đứng yên, Mặt Trời, Mặt Trăng chuyển động quanh nó còn các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời.





Mô hình hệ Mặt Trời của Kepler.

Sử dụng những kết quả quan sát của Brahe, Johannes Kepler, người kế nhiệm ông ở đài thiên văn Prague, đã nghiên cứu và tìm ra quy luật chuyển động của các hành tinh. Ba định luật nổi tiếng mang tên ông đã được trình bày trong các tác phẩm Astronomia nova (Thiên văn học mới, xuất bản năm 1609) và Hamonices Mundi (Sự hài hoà của thế giới, xuất bản năm 1619). Những công trình của ông không những mô tả chuyển động của các hành tinh mà còn đề cập đến nguyên nhân của những chuyển động ấy. Theo mô hình của Kepler, động cơ tiên khởi của chuyển động của các hành tinh là Mặt Trời, nó quay và nhờ "trường lực" của mình khiến cho các hành tinh khác quay theo. Mặt khác các hành tinh còn hút lẫn nhau, lực hút này giống như từ tính và càng gần nhau thì cường độ càng lớn. Ông cũng đưa ra giả thuyết về nguyên nhân của thuỷ triều là do lực hấp dẫn của Mặt Trăng. Thiên văn học giờ đây đã chuyển từ những mô hình thuần tuý toán học sang bản chất vật lý mà sau đó Newton đã làm cho hai môn khoa học này gắn bó chặt chẽ với nhau. Với những đóng góp đó, Kepler được coi là một trong những người đặt nền móng cho thiên văn học hiện đại.[49]


Sống cùng thời và đã có trao đổi thư từ với Kepler là một nhà thiên văn học vĩ đại khác - Galileo Galilei. Được biết về phát minh ra ống nhòm của người Hà Lan ông đã chế tạo ra kính viễn vọng và cuối năm 1609, bắt đầu quan sát bầu trời bằng dụng cụ này. Ông đã nhìn thấy những mỏm núi trên Mặt Trăng, quan sát các vết đen Mặt Trời, biết rằng Ngân Hà là được tạo bởi những ngôi sao nhỏ li ti, phát hiện ra bốn vệ tinh (Galileo gọi chúng là hành tinh và sau đó Kepler mới đề nghị dùng từ vệ tinh) của sao Mộc...Ông cũng nhận thấy các pha của sao Kim rất giống với Mặt Trăng và do đó nó phải quay quanh Mặt Trời chứ không phải Trái Đất. Những khám phá của Galileo đã chứng minh cho học thuyết của Copernicus. [50] Ông đã tìm cách thuyết phục Giáo hội La Mã về tính đúng đắn của thuyết Copernic nhưng ý kiến phán quyết của Toà án Giáo hội đã cho rằng nó là giả dối, phi lý, tà đạo và chống lại Kinh Thánh và chính ông đã phải tuyên thệ từ bỏ quan điểm của mình.


Một nhà triết học và vũ trụ học người Ý khác là Giordano Bruno đã tán thành và phát triển học thuyết của Copernicus về vũ trụ. Ông cho rằng không chỉ Trái Đất mà cả Mặt Trời cũng tự quay quanh trục của nó và còn có nhiều hành tinh quay quanh Mặt Trời mà con người chưa biết tới. Trong vũ trụ có vô số những ngôi sao tương tự Mặt Trời cũng như những thế giới khác giống như Trái Đất. Vì những quan điểm này mà Bruno đã bị toà án giáo hội thiêu trên giàn lửa.[51]

Lịch sử Thiên văn học - Phần 5: Thiên văn học thế kỷ 17 - 18

Ngày đăng: 22/02/2012 00:00:00

Thời cận đại đánh dấu bước chuyển của thiên văn học sang những nhận thức khoa học và hiện đại về vũ trụ, thiên văn học và vật lý học trở nên thống nhất với sự ra đời của môn cơ học thiên thể.

Isaac Newton, nhà khoa học vĩ đại đã có những đóng góp to lớn trong sự phát triển của thiên văn học thời kỳ này. Ông đã chế tạo chiếc kính thiên văn phản xạ đầu tiên, phân tích ánh sáng thành một chuỗi các vạch quang phổ, đặt nền móng cho quang phổ học, một phương pháp quan trọng để nghiên cứu các thiên thể. Tuy nhiên thành tựu quan trọng nhất của ông trong thiên văn học là ba định luật của động lực học và định luật vạn vật hấp dẫn được trình bày trong phần thứ ba (thiên văn học) của tác phẩm Những nguyên lý toán học của triết học tự nhiên (tiếng Latin: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica). Với quan niệm rằng chuyển động của các thiên thể cũng tuân theo các quy luật như chuyển động của các vật thể khác trên mặt đất. Newton đã hợp nhất các định luật của Kepler và cơ học của Galileo tạo bước ngoặt cho sự phát triển của môn cơ học thiên thể.[52]



Những người kế tục Newton đã tiếp tục chứng minh tính đúng đắn của định luật vạn vật hấp dẫn cũng như phát triển môn cơ học thiên thể. Edmund Halley đã phát hiện ra gia tốc thế kỷ của Mặt Trăng mà sau này Euler, Lagrange và Laplace đã giải thích nó bằng lý thuyết vạn vật hấp dẫn. Ông cũng tới đảo St. Helena và lập bản đồ với 341 ngôi sao ở thiên cầu Nam (không nhìn thấy được ở châu Âu) và cũng trong khi ở đây, ông đo được sự khác biệt về độ dài của giây do con lắc dao động tạo ra khi ở những vĩ độ khác nhau do lực hấp dẫn khác nhau (bởi khoảng cách đến tâm Trái Đất thay đổi) mà Newton đã chỉ ra. Halley cũng tạo ra bước ngoặt trong quan niệm về sao chổi. Trước đó sao chổi được cho là có quỹ đạo parabol và sẽ vĩnh viễn đi vào vũ trụ bao la sau khi đi ngang qua Trái Đất. Từ quy luật xuất hiện của một số sao chổi đã quan sát thấy là 75-76 năm hoặc bội số của nó, ông đã áp dụng định luật của Newton và cho rằng quỹ đạo sao chổi có dạng hình elíp nhưng kéo dài đến mức ở những đoạn trông thấy được, nó giống như hình parabol. Từ đó ông khẳng định rằng sao chổi đã nhìn thấy năm 1682 sẽ quay trở lại vào năm 1758 hoặc 1759 và khi nó xuất hiện như dự báo vào Giáng Sinh năm 1758, sau khi Halley đã mất, sao chổi này đã được đặt tên là Halley[53]. Alexis Clairaut đã xây dựng lý thuyết về cấu tạo và hình dạng Trái Đất trong tác phẩm Lý thuyết về hình dáng Trái Đất (Théorie de la figure de la Terre, 1743) khẳng định quan điểm của Newton và Huygens là Trái Đất bị dẹt ở hai cực. Ông cũng nghiên cứu xây dựng lý thuyết chuyển động của Mặt Trăng, giải thích các hiện tượng quân sai (inequality - sự sai lệch trong chu kỳ chuyển động); xuất sai (evaction - sự nhiễu loạn có chu kỳ trong chuyển động so với các định luật Kepler do lực hấp dẫn của Mặt trời gây ra); nhị quân sai (variation - sự thay đổi vận tốc dưới tác dụng của lực hấp dẫn từ Mặt Trời); chu niên sai (annual equation - sự thay đổi khoảng cách đến Mặt Trời theo chu kỳ do quỹ đạo elíp gây ra). Lý thuyết chuyển động của Mặt Trăng tiếp tục được Euler phát triển và sau đó là Laplace tổng kết trong tác phẩm Bàn về cơ học thiên thể (Traité de Mécanique Céleste ). Tiếp tục hoàn thiện lý thuyết của Lagrange, Laplace đã chỉ ra rằng sự không đều trong chuyển động của các hành tinh có tính chu kỳ và tác động của lực hấp dẫn giữa các hành tinh không gây ra gia tốc vĩnh viễn trong chuyển động trung bình của chúng, có nghĩa là hệ Mặt Trời bền vững. Năm 1796, ông cho xuất bản tác phẩm Trình bày hệ thống thế giới (Exposition du systeme du monde) trong đó tập hợp tất cả những kiến thức chủ yếu về thiên văn học và đưa ra giả thuyết về nguồn gốc của hệ Mặt Trời.[54]



Trong lĩnh vực quan trắc, giai đoạn này cũng có những thành tựu nổi bật. Giovanni Cassini, giám đốc Đài thiên văn Paris đã khám phá ra 4 vệ tinh của sao Thổ là Iapetus (1671), Rhea (1672), Tethys (1684), Dione (1684) và khoảng tối giữa vành đai của hành tinh này (gọi là vạch chia Cassini). Bằng phương pháp quan sát sao Hoả ở hai điểm Cayenne và Paris rồi từ hiệu toạ độ giữa chúng, ông đã xác định được khoảng cách tương đối chính xác từ Trái Đất đến Mặt Trời (đơn vị thiên văn).[55] Ở Nga, Mikhail Lomonosov tìm ra khí quyển của sao Kim còn ở Anh, James Bradley phát hiện hiện tượng tinh sai do chuyển động của Trái Đất và tính hữu hạn của vận tốc ánh sáng; hiện tượng chương động (sự lắc của trục Trái Đất với chu kỳ 18,6 năm đồng bộ với hiện tượng quay đảo của quỹ đạo Mặt Trăng).[56] Nhà quan trắc xuất sắc và tiên phong trong giai đoạn này là Friedrich Wilhelm (William) Herschel với những chiếc kính thiên văn phản xạ khổng lồ của mình. Trong 20 năm quan sát, ông đã phát hiện được khoảng 2500 tinh vân và sao chùm đồng thời đưa ra mô hình các tinh vân dạng Ngân Hà. Herschel đã tìm ra một hành tinh mới trong hệ Mặt Trời - sao Thiên Vương (1781) mà thoạt đầu ông nghĩ đó là sao chổi rồi 2 vệ tinh của nó là Titania và Oberon, phát hiện 2 vệ tinh thứ sáu và thứ bảy của sao Thổ (Enceladus, Mimas) năm 1789. Herschel còn chỉ ra rằng hệ Mặt Trời cũng chuyển động giữa các ngôi sao gần đó và điểm hướng trong chuyển động của nó (điểm Apex) là sao Lambda Herculis trong chòm Vũ Tiên. Nhà thiên văn này cũng là người phát hiện ra tia hồng ngoại khi nhận thấy nhiệt kế để ở ngoài phạm vi phổ nhìn thấy được của ánh sáng Mặt Trời về phía màu đỏ cũng nóng lên.[57]


Kính thiên văn khổng lồ của Friedrich Wilhelm (William) Herschel.



Về sự hình thành của vũ trụ và Hệ Mặt Trời, vào đầu thế kỷ 18, giả thuyết tinh vân do Emanuel Swedenborg đề xuất cho rằng mọi cơ cấu trong tự nhiên đều được tạo thành theo những nguyên lý như nhau. Các nguyên tử cũng như những ngôi sao đều được tạo ra bởi luồng xoáy cố hữu của vật chất. Nguyên tử là một cơ cấu phức tạp của các hạt tương tự như Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên ông không công nhận lực hấp dẫn của Newton mà cho rằng các ngôi sao, hành tinh được từ lực giữ. Nhà triết học nổi tiếng Immanuel Kant đã tiếp tục phát triển giả thuyết này nhưng theo thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton, chính lực hấp dẫn đã làm cho vật chất ở trạng thái loãng lúc ban đầu chuyển động xoáy. Dần dần, lực hoá học đã tạo ra được sự cô đặc ban đầu của vật chất nguyên thuỷ và dưới tác dụng của lực hấp dẫn, khối lượng cô đặc ở tâm tăng lên. Tinh vân chuyển động xoáy ngày càng đặc và phần trung tâm hình thành nên Mặt Trời còn vành khuyên tạo thành các hành tinh. Độc lập với Kant, Laplace cũng có một số ý tưởng trùng hợp trong tác phẩm Trình bày hệ thống thế giới.[58]

Lịch sử Thiên văn học - Phần 6: Thiên văn học thế kỷ 19

Ngày đăng: 28/02/2012 00:00:00

Thế kỷ 19 đánh dấu sự hình thành và phát triển của môn vật lý thiên văn, một nhánh quan trọng của thiên văn học.

Lúc này, con người hướng vào cấu tạo và sự tiến hoá của các thiên thể, bản chất vật lý của các quá trình diễn ra trong vũ trụ. Năm 1802, William Hyde Wollaston phát hiện ra những vạch sẫm rất mảnh cắt ngang phổ của ánh sáng mặt trời. Sau đó 12 năm, Joseph von Fraunhofer đã giải thích được nguyên nhân của những vạch tối đó là do các chất khí của Mặt Trời đã hấp thụ ánh sáng. Ứng dụng hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, ông đã đo được bước sóng của những vạch quan sát được và tên ông được đặt cho những vạch hấp thụ này. Giữa thế kỷ 19, các nhà khoa học đã nghiên cứu kỹ về phổ của các chất khí nóng sáng. Gustav Kirchhoff và Robert Bunsen đã so sánh bước sóng của những vạch Frauhofer và phát hiện ra natri, sắt, magiê, calcium, crom và những kim loại khác trên Mặt Trời. Trong những thí nghiệm này, họ cũng phát hiện ra hai nguyên tố mới là caesium và rubidium[59].


Năm 1862, Anders Angstrom phát hiện hydro trên Mặt Trời và năm 1869 lập bản đồ phổ Mặt Trời với hàng ngàn vạch[60]. Năm 1868, Pierre Janssen khi quan sát nhật thực toàn phần đã để ý thấy một vạch màu vàng sáng trong phổ Mặt Trời gần những vạch kép của natri và sau đó ít lâu, Norman Lockyer đã khẳng định đó là một nguyên tố mới - helium mà mãi đến năm 1895 mới tìm ra trên Trái Đất. Những kết quả nghiên cứu phổ Mặt Trời đã kích thích sự chuyển hướng sang các ngôi sao và hành tinh khác. Angelo Secchi đã nghiên cứu phổ của khoảng 4000 ngôi sao và được coi là cha đẻ của hệ thống phân loại phổ sao[61]. Một người Ý khác, Giovanni Donati là người đầu tiên thu được phổ sao chổi và nhận dạng, phân loại các vạch quan sát được trong phổ đó. William Huggins xác lập sự tương đồng giữa phổ Mặt Trời với nhiều ngôi sao và lần đầu tiên thu được phổ của các tinh vân khí gồm những vạch phát xạ riêng biệt. Năm 1890, Đài thiên văn Havard đã xuất bản danh mục phổ sao gồm 10.350 sao đến cấp 8, bản danh mục này sau đó thường xuyên được bổ sung.



Vạch Fraunhofer



Chụp ảnh được Joseph Nicéphore Niépce phát minh năm 1826, và sau đó ông cùng với Louis Daguerre hoàn thiện phương pháp này. Năm 1839, Daguerre tìm ra cách thu nhận ảnh trên tấm kim loại phủ Iodua Bạc rồi cho hiện hình bằng hơi thuỷ ngân. Phương pháp này được mang tên ông và sau đó, Louis Arago, giám đốc Đài thiên văn Paris đã ngay lập tức đánh giá cao những ứng dụng trong tương lai của nó. Năm 1851, Frederick Scott Archer đã đưa ra phương pháp keo ướt, nhờ đó ảnh rõ nét hơn và có thể nhân bản. Chụp ảnh tạo ra một công cụ hữu hiệu cho quan sát thiên văn mà người đi tiên phong trong chụp ảnh thiên văn là John William Draper với bức ảnh chụp Mặt Trăng năm 1840. Warren de la Rue đã chụp được rất nhiều ảnh Mặt Trời, rồi cũng chính Draper chụp được phổ của sao Alpha năm 1872, chụp tinh vân năm 1880[62]...

Tham khảo:
59 ^ Gustav Robert Kirchhoff; University Of St Andrews, Scotland.
60 ^ Anders Angstrom.; Uppsala University.
61 ^ Angelo Secchi.; Fairfield University.
62 ^ Peter Abrahams, The Early History of Astrophotography.; Europa.com

Lịch sử Thiên văn học - Phần 7 (phần cuối): Thiên văn học thế kỷ 20 - 21

Ngày đăng: 28/02/2012 00:00:00
Thiên văn học thế kỷ 20


Thế kỷ 20 chứng kiến những bước tiến nhanh chóng và mạnh mẽ của thiên văn học, con người đã hiểu được bản chất vật lý, quá trình tiến hóa của những ngôi sao; tìm hiểu các thiên hà xa xôi và lịch sử phát triển của vũ trụ; đã đến được các hành tinh lân cận. Nhiếp ảnh thiên văn và phân tích phổ đã được đẩy lên một trình độ rất cao với máy thu ánh sáng điện tử, thiên văn học nghiên cứu, phân tích mọi loại sóng điện từ: tia X, tia gamma, tia hồng ngoại, tia tử ngoại và những tia vũ trụ khác. Những tiến bộ trong vật lý cũng tạo cho thiên văn học những phương pháp và khả năng mới.


Khám phá bí mật của những vì sao

Thế kỷ 20 lần lượt giải đáp những đặc trưng quan trọng nhất của ngôi sao. Những năm đầu thế kỷ, Ejnar Hertzprung và Henry Norris Russell đã tìm ra mối quan hệ giữa độ trưng với màu sắc và nhiệt độ của các ngôi sao và lập ra giản đồ Hertzprung-Russell. Arthur Stanley Eddington là người đã lập ra mô hình lý thuyết về các ngôi sao. Ông phát hiện ra tương quan giữa khối lượng và độ trưng của chúng đồng thời đưa ra lý thuyết về sao lùn trắng, một loại sao mới lúc bấy giờ. Vào thập niên 1920, Eddington cũng chỉ ra rằng phản ứng hạt nhân và phản ứng nhiệt hạch chính là nguồn năng lượng của các ngôi sao[63] đồng thời mô tả sự cân bằng trọng lượng của chúng: lực hấp dẫn có xu hướng làm ngôi sao co lại trong khi lực đàn hồi lại khiến cho nó có xu hướng nở ra. Quá trình tiến hóa của các ngôi sao, những đối tượng dị thường như sao neutron, lỗ đen... cũng được biết đến và tìm hiểu. Năm 1904, Henrietta Swan Leavitt phát hiện ra một dạng sao biến quang gọi là sao Cepheid và sau đó tìm được tương quan giữa chu kỳ thay đổi độ sáng với độ trưng của chúng mà nhờ vậy có thể xác định được khoảng cách đến những thiên hà xa xôi bằng cách đo độ sáng trung bình và chu kỳ biến quang của sao Cepheid trong đó.[64]



Sao biến quang T Pyxidis

Con người cũng đã biết rằng, giữa các vì sao, trong khoảng không tưởng như trống rỗng là những đám mây bụi và khí tạo thành các tinh vân. Bụi và khí tham gia vào quá trình tạo ra những ngôi sao đồng thời khi "chết" đi, các ngôi sao lại tạo ra chúng như một vòng tuần hoàn.

Những thiên hà

Trong thế kỷ 20, con người đã mở mang những hiểu biết của mình về các thiên hà xa xôi. Trước hết là thiên hà của chúng ta, từ những ước lượng ban đầu của Herschel, kích thước thật của nó đã được xác định tương đối chính xác với bán kính khoảng 100.000 năm ánh sáng và gồm hàng trăm tỷ ngôi sao.[65] Trái với quan niêm trước đây cho rằng Mặt Trời ở trung tâm của thiên hà, Harlow Shapley bằng các tính toán của mình đã cho rằng nó ở khá xa vị trí đó.[66] Ngày nay đã xác định được Mặt Trời cách tâm thiên hà khoảng 23.000 đến 28.000 năm ánh sáng, ở khoảng giữa của tâm và mép. Cũng như các ngôi sao gần đó, Mặt Trời cũng quay xung quanh tâm thiên hà và hoàn thành một vòng quay trong khoảng 200 triệu năm.



Thiên hà xoắn NGC 4414. Ảnh do kính thiên văn vũ trụ Hubble chụp.



Trong vũ trụ mênh mông có vô số những thiên hà với hình dạng, tính chất khác nhau, từ thiên hà bất định, thiên hà Êlíp, thiên hà xoắn, thiên hà dạng thấu kính, thiên hà lùn cho đến thiên hà có nhân phát xạ, thiên hà tương tác... Loài người cũng nhận ra rằng hóa ra ngoài hằng hà sa số những ngôi sao, hành tinh thấy được còn có những vật chất tối không quan sát được kể cả trong thiên hà của chúng ta. Phát hiện này bắt nguồn từ giữa thập niên 1930, khi Fritz Zwicky nhận thấy vận tốc xuyên tâm của một quần thể thiên hà trong chòm sao Tóc Tiên quá lớn so với khối lượng của các vật chất thấy được.[67] Điều đáng ngạc nhiên là khối lượng của vật chất không nhìn thấy được lại gấp nhiều lần những gì mà hiện nay chúng ta có thể nhìn thấy.


Thuyết tương đối và vũ trụ bao la




Năm 1905, Albert Einstein đưa ra thuyết tương đối hẹp với công thức nổi tiếng về quan hệ giữa năng lượng với khối lượng của vật thể E = mc². Ông cũng chỉ ra rằng tốc độ ánh sáng là một hằng số và hệ quả của nó là thời gian trong một hệ quy chiếu chuyển động nhanh sẽ trôi chậm hơn so với trong hệ quy chiếu chuyển động chậm. Năm 1916, ông tiếp tục công bố thuyết tương đối tổng quát và dùng nó để xác định cấu trúc, mô hình của vũ trụ trong tác phẩm "Những vấn đề của vũ trụ học và thuyết tương đối tổng quát" (năm 1917). Vũ trụ theo mô hình này có không-thời gian bị uốn cong do lực hấp dẫn và khép kín. Vũ trụ có một khối lượng nhất định, hữu hạn nhưng không có biên, ánh sáng trong đó sẽ lan truyền theo con đường ngắn nhất của không gian bị uốn cong rồi quay về điểm xuất phát. Độ cong của không-thời gian được kiểm định bằng kết quả thực nghiệm do Eddington tiến hành khi xảy ra nhật thực toàn phần ngày 29 tháng 5 năm 1919 tại đảo Príncipe[68] Trị số vi sai xê dịch (độ lệch giữa vị trí thực và vị trí biểu kiến) của các ngôi sao gần Mặt Trời lớn hơn trị số mà ánh sáng bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn khi đi ngang qua nó, phần lớn hơn này chính là do độ cong của không-thời gian. Sau đó, tham vọng của Einstein là một lý thuyết thống nhất của mọi trường vật lý nhưng nó vẫn còn đang bỏ ngỏ và là thách thức đối với các thế hệ sau.[69]





Albert Einstein - cha đẻ của thuyết tương đối



Một trong những mô hình có thể có của vũ trụ theo thuyết tương đối là vũ trụ giãn nở. Edwin Hubble đã tìm cách chứng minh bằng thực nghiệm mô hình này. Một số nhà thiên văn học đã quan sát thấy hiện tượng phổ của những thiên hà xa xôi dịch chuyển về phía màu đỏ. Hubble xác định được rằng mức độ dịch chuyển tỷ lệ thuận với khoảng cách đến các thiên hà và năm 1929 công bố bài báo Mối liên hệ giữa khoảng cách và tốc độ bức xạ ánh sáng của các tinh vân ngoài Thiên Hà. Trong bài báo đó, sau khi so sánh các dữ liệu về tốc độ bức xạ và khoảng cách của 46 tinh vân, ông đi đến kết luận rằng các thiên hà đang rời xa chúng ta với tốc độ tỷ lệ thuận với khoảng cách tới chúng[70]. Đó chính là định luật Hubble còn hệ số tỷ lệ thuận được mang tên hằng số Hubble. Tuy nhiên, quan niệm về một vũ trụ giãn nở cũng có hai trường phái chính. Trường phái thứ nhất là vũ trụ định tĩnh. Khi giải các phương trình tổng quát về vũ trụ, chính cha đẻ của thuyết tương đối thấy rằng nó có thể giãn nở hoặc co lại. Điều này trái với niềm tin của ông về một vũ trụ tĩnh định và để giải quyết vấn đề, Einstein đã thêm vào những phương trình một tham số gọi là hằng số vũ trụ. Ủng hộ và phát triển thuyết vũ trụ định tĩnh là Fred Hoyle, theo ông vũ trụ giãn nở nhưng không có bất kỳ sự khác biệt nào khi quan sát từ những điểm khác nhau và thời điểm khác nhau. Đối lập lại, trường phái thứ hai cho rằng vũ trụ không tĩnh định. Một nhà bác học Nga, Alexander Friedmann, là người đầu tiên giải quyết các phương trình vũ trụ mà không dùng đến hằng số của Einstein. Từ năm 1922 cho đến 1924, các phương trình nổi tiếng mang tên ông đã chỉ ra rằng vũ trụ theo thuyết tương đối có thể có ba khả năng, trường hợp của Einstein chỉ là một trong số đó, đặc biệt là còn có một khả năng mà độ cong của không-thời gian mang giá trị âm. Với công trình này, Friedmann được coi là người khiến cho vũ trụ giãn nở.[71] Năm 1927, Georges Lemaître đã đưa ra giả thuyết nguyên tử nguyên thủy mà sau này chính Hoyle khi phê phán nó đã gọi là giả thuyết Vụ nổ lớn (Big Bang). Theo Lemaître, vũ trụ khởi thủy rất đậm đặc với mật độ vật chất vô cùng lớn. Sau đó, năm 1948, George Gamow cùng với Ralph Alpher và Robert Herman đã tiếp tục phát triển giả thuyết này và đưa ra quan điểm tổng quát hơn về một vũ trụ đồng nhất và đẳng hướng. Họ cho rằng tại thời điểm của Vụ nổ lớn, vật chất có nhiệt độ vô cùng cao và tiên đoán cho đến nay sóng tàn dư của nó vẫn tồn tại tuy rất yếu (nhiệt độ chỉ vào khoảng 5 K) vì đã nhiều tỷ năm trôi qua[72]. Khoảng năm 1964 Arno Penzias và Robert Wilson đã thu được một loại sóng bằng kính thiên văn vô tuyến mà sau đó được xác định chính là sóng tàn dư thì đây được coi là bằng chứng thực tế khẳng định giả thuyết Vụ nổ lớn[73] Năm 1989, những dữ liệu được vệ tinh COBE thu thập được đã cho phép xác định nhiệt độ của sóng tàn dư là vào khoảng 2,728 K.[74]



Thời biểu vũ trụ giãn nở kể từ Vụ nổ lớn của NASA



Đầu thập niên 1980, Alan Guth và độc lập với ông, một vài người khác đưa ra lý thuyết vũ trụ lạm phát[75] Tại thời điểm ngay sau khi Vụ nổ lớn xảy ra, với nhiệt độ vô cùng cao, vũ trụ có thể đã ở trong trạng thái phình to trong khi năng lượng của một đơn vị thể tích không thay đổi. Ở trạng thái đặc biệt này, áp suất có giá trị âm và lực hấp dẫn lại là lực đẩy lẫn nhau của các hạt vật chất. Giai đoạn lạm phát chỉ diễn ra trong khoảng thời gian rất nhỏ và sau đó vũ trụ tiếp tục giãn nở theo quán tính.



Chinh phục không gian

Với nền móng được Konstantin Tsiolkovsky tạo ra, kỷ nguyên chinh phục không gian bắt đầu bằng việc Liên Xô phóng thành công Sputnik 1, vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái Đất ngày 4 tháng 10 năm 1957[76]. Từ đó những con tàu vũ trụ đã đến và đưa con người đến được những hành tinh trong hệ Mặt Trời để có thể trực tiếp nghiên cứu chúng. Thiên thể đầu tiên mà thiết bị vũ trụ được phóng lên là Mặt Trăng, thiên thể gần Trái Đất nhất. Luna 1 là con tàu đầu tiên thắng được lực hấp dẫn của Trái Đất để bay đến gần Mặt Trăng và Luna 2 là con tàu đầu tiên tiếp cận bề mặt của Hằng Nga ngày 14 tháng 9 năm 1959[77]. Thế kỷ 20 đã chứng kiến cuộc đua hướng tới Mặt Trăng với rất nhiều con tàu của hai cường quốc hàng không vũ trụ là Liên Xô và Mỹ đã được phóng lên. Sau chuyến bay của chú chó Laika trên tàu Sputnik 2 năm 1957, ngày 12 tháng 4 năm 1961, Yuri Gagarin đã trở thành người đầu tiên bay vào khoảng không gian gần Trái Đất bằng con tàu Vostok 1[78]. Ngày 20 tháng 7 năm 1969, con tàu Apollo 11 đã đưa Neil Armstrong và Buzz Aldrin đặt chân lên vệ tinh duy nhất của Trái Đất.[79]



Phổ của sóng tàn dư do vệ tinh COBE chụp.



Tiếp theo Mặt Trăng, các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời cũng lần lượt được các thiết bị của con người tiếp cận, từ hành tinh gần Mặt Trời nhất là sao Thủy cho đến sao Hải Vương. Hiện nay các chương trình nghiên cứu kỹ hơn về những hành tinh này vẫn đang được tiếp tục triển khai.

Những tiến bộ trong ngành hàng không vũ trụ cũng tạo ra khả năng quan sát thiên văn tốt hơn nhờ các thiết bị quan sát bay trong khoảng không vũ trụ. Những kính thiên văn hồng ngoại, tử ngoại, tia X, tia Gamma, kính viễn vọng không gian Hubble... đã mở rộng rất nhiều khả năng quan sát do tầm hoạt động cũng như khắc phục được những trở ngại do bầu khí quyển của Trái Đất gây ra.

Thế kỷ 21



Sau thế kỷ 20 vẫn còn nhiều câu hỏi lớn chưa có lời giải đáp. Mô hình chi tiết có thể giải thích được mọi tính chất của những ngôi sao chưa được hoàn thiện; những đối tượng dị thường như lỗ đen hay vật chất tối vẫn chưa được vén lên bức màn bí mật; hệ Mặt Trời, các thiên hà và cả vũ trụ bao la đã hình thành như thế nào và sẽ phát triển ra sao vẫn chưa được hiểu biết tường tận. Loài người vẫn kiên trì phóng tầm mắt vào khoảng không bí ẩn và ngoài khát khao khám phá, con người đang nổ lực kiếm tìm sự sống hay những nền văn minh ngoài Trái Đất để không cảm thấy cô đơn trong vũ trụ mênh mông. Những lý thuyết, công cụ mới như thiên văn neutrino, và cả đội ngũ đông đảo những người quan sát thiên văn nghiệp dư...được hi vọng sẽ mở ra một tương lai tốt đẹp cho thiên văn học trong thế kỷ 21.



Tham khảo:
63 ^ Athur Stanley Eddington; The Bruce Madalists of The Astronomical Society Of The Pacific.
64 ^ Henrietta Swan Leavitt; Windows to the Universe, UCAR.
65 ^ The Milky Way Galaxy.; SEDS
66 ^ The Great Debate; NASA
67 ^ Fritz Zwicky; Swedish Morphological Society
68 ^ Arthur Stanley Eddington; University Of St Andrews, Scotland.
69 ^ Albert Einstein.; University Of St Andrews, Scotland.
70 ^ Edwin Powell Hubble; University Of St Andrews, Scotland.
71 ^ Aleksandr Aleksandrovich Friedmann; University Of St Andrews, Scotland.
72 ^ Getting a Bang out of Gamow; The George Washington University.
73 ^ Arno Allan Penzias; IEEE Virtual Museum.
74 ^ The Cosmic Microwave Background Radiation; University of Wisconsin Madison.
75 ^ Alan H. Guth; MIT Faculty of Physics.
76 ^ Sputnik 1; Encyclopedia Astronautica.
77 ^ Luna 2; NASA National Space Science Data Center.
78 ^ Vostok 1 NASA National Space Science Data Center.
79 ^ Apollo 11. NASA National Space Science Data Center.



* Nguyễn Việt Long (chủ biên), Nguyễn Tự Cường, Đỗ Thái Hoà, Dương Đức Niệm, Phan Ngọc Quý; Kho tàng tri thức nhân loại - Thiên văn; NXB Giáo dục 2006.
* Bách khoa tri thức phổ thông, NXB Văn hoá Thông tin 2000.
* Almanach các nền văn minh thế giới, NXB Văn hoá Thông tin, 2007.
* Trần Mạnh Thường, 330 danh nhân thế giới (Văn học - Nghệ thuật và Khoa học - Kỹ thuật), NXB Văn hoá - Thông tin, 1996.
* Forbes George, History of Astronomy, Project Gutenberg
vào lúc
Nhãn:

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét

Đăng ký: Đăng Nhận xét (Atom)