- Bắt đầu từ "Ống kính ma thuật" của Hans Lippershey...
Đây chính là một cột mốc quan trọng trong lịch sử thiên văn học vì chỉ một năm sau đó (1609), nhà bác học vĩ đại Galieo đã sử dụng chiếckínhthiên văn đầu tiên của nhân loại quan sát các thiên thể, tạo ra một bước ngoặt của loài người về thế giới quan.
Để kỉ niệm 400 năm lịch sửkínhthiên văn, Vietastro xin mang đến cho các bạn đọc tập tài liệu theo dòng thời gian "400 năm lịch sử kính thiên văn" do ban kỹ thuật CLB thiên văn học nghiệp dư TP.HCM(HAAC) biên soạn, mong nhận được sự ủng hộ và đóng góp của các bạn.
LỊCH SỬ KÍNH THIÊN VĂN và CÁC PHÁT KIẾN THIÊN VĂN
Phần 1:Từ "Ống kính ma thuật" của Hans Lippershey...
Hans Lippershey (1570-1619)
Cũng như nhiều phát minh lớn vào thời cổ và trung đại,kínhthiên văn được sáng chế ra qua một sự kiện tình cờ may mắn. Đến cuối thế kỷ 16 đầu thế kỷ 17, việc chế tạo kính mắt đã trở thành phổ biến đã là điều kiện thuận lợi cho việc ra đời của kính thiên văn.
Một cơ hội may mắn đã đến với Hans Lippershey (1570-1619) là một nhà chế tạo kính mắt sống tại Middelburg, Hà Lan. Vào năm 1608, con trai Hans Lippershey, trong khi nghịch các kính mắt của bố, đã phát hiện ra và báo cho bố biết có thể nhìn thấy tháp chuông nhà thờ gần hơn, thậm chí thấy cả mấy con chim đang nấp dưới gác chuông qua 2 kính mắt. Thay vì “đét” vào mông chú nhóc nghịch ngợm, Lippershey đã cùng “nghịch” với con trai.
Hans Lippershey đã nghiên cứu cẩn thận và phát hiện ra 2 kính mắt thích hợp đặt thẳng hàng nhau ở một khoảng cách nào đó, thật sự có tác dụng “kéo gần” lại những vật ở rất xa.
Hans Lippershey đang xem thử mô hình "kính nhìn xa" tại cửa hàng kính mắt của ông
Từ hôm đó, bỏ quên công việc hàng ngày, ông lao vào thử nghiệm nhiều loại kính, nhiều kiểu kết hợp khác nhau và cuối cùng đã chế tạo thành công chiếc” kính nhìn xa” đầu tiên của nhân loại. Chiếc kính được gọi là “Chiếc ống ma thuật của Lippershey” đã nhanh chóng nổi tiếng khắp châu Âu.
Nhưng ông không nhận được bằng sáng chế vì người đồng nghiệp cũng là hàng xóm gần gũi của ông, Zacharias Janssen, khiếu nại là mình đã làm được ống kính như vậy từ trước đó 4 năm,năm 1604! Sau đó vài tuần, Jacob Metius ở Alkmaar cũng đòi quyền sở hữu sáng chế này. Chính quyền TP Middelburg tuyên bố không xác định được quyền sở hữu sáng chế cho ai cả vì cho là kết cấu ống kính quá đơn giản, rất dễ bị “copy”:
Ống kính gồm chỉ 2 thấu kính, một thấu kính lồi hướng về vật quan sát và một thấu kính lõm đặt sát mắt. Độ phóng đại đạt khoảng 3 đến 5 lần. Bạn hãy thử hình dung nó làm việc ra sao qua bản vẽ này!
Bản phác thảo cổ nhất mà người ta được biết của Ống kính Lippershey trong một lá thư viết vào tháng 8 năm 1609
Thấu kính hội tụ (lồi) hướng về phía vật quan sát ở rất xa sẽ cho một ảnh thật nhỏ hơn và ngược chiều với vật tại tiêu diện của nó. Thấu kính này được gọi làvật kính.
Thấu kính phân kỳ (lõm) được chỉnh vị trí sao cho ảnh cho bởi vật kính sẽ nằm đúng tiêu diện vật của nó. Khi đó mắt đặt sau kính sẽ thấy ảnh ảo cùng chiều với góc nhìn lớn hơn . Kính này được gọi làthị kính.
Độ phóng đại của kính sẽ bằng f1 (tiêu cự vật kính)/ f2 (tiêu cự thị kính)
Phiên bản Kính Lippershey của Public Observatory Philippus Lansbergen nhân dịp kỷ niệm 400 năm ngày ra đời của Kính Thiên văn.
Điều khiến chúng ta ngạc nhiên là tại sao Kính viễn vọng lại xuất hiện chậm như vậy trong khi các điều kiện cơ sở cho sự ra đời của nó đã có từ rất lâu.
Ở Châu Âu, thấu kính thủy tinh đã được chế tạo và dùng phổ biến từ thế kỷ 13.
“Máy” mài kính mắt vào thế kỷ 17
Roger Bacon ( 1219-1294), nhà thần học Thiên chúa giáo nổi tiếng đã đề cập đến loại kính thần diệu giúp người ta nhìn rõ hơn này trong các công trình nghiên cứu của mình.
Lần theo quá khứ xa hơn nữa, năm 1850, người ta đã khai quật được tại Nimrud thuộc Irak một tấm "đá lấy lửa" có niên đại cách đây hơn 3000 năm. Tấm đá được mài từ một tinh thể thạch anh lớn, khá trong suốt. Các nhà vật lý cho rằng tấm đá này còn có thể dùng như một kính lúp để phóng đại.( Thậm chí có người cho là đây chính là vật kính của một kính thiên văn cổ dựa trên cơ sở truyền thuyết của người Assyrie cổ đã mô tả Sao Thổ như một vị thần đứng trong một vòng gồm những con rắn cắn đuôi! Phải chăng họ đã từng có được những chiếc kính mạnh hơn của Lippershey và biết rõ về vành đai sao Thổ? ).
Nhiều tấm đá lấy lửa khác có niên đại muộn hơn, chất lượng tốt hơn đã được tìm thấy tại đảo Crete (Hy lạp).
Tấm đá lấy lửa
Các nghiên cứu về ánh sáng và thị giác cũng đã được các nhà "triết học" cổ đại tiến hành từ rất lâu.
Các tiên đề hình học Euclide (325-265BC) rất quen thuộc với chúng ta có lẽ đã được rút ra qua các nghiên cứu của ông về tia sáng.
Archimedes xứ Syracuse (287-212BC) đã từng dùng gương hội tụ ánh nắng mặt trời để đốt cháy chiến thuyền La mã chứng tỏ ông đã biết nguyên lý phản xạ trên gương cầu.
Hero xứ Alexandria (10-70) và Ptolemy (90-168), tác giả của thuyết Địa tâm từng đứng vững hơn 15 thế kỷ, đã bắt đầu xây dựng các nguyên lý của quang hình học qua các nghiên cứu về hiện tượng phản xạ và khúc xạ.
Khi châu Âu chìm vào “đêm trường Trung cổ” thì ánh sáng khoa học bừng sáng ở phía Đông. Nhà bác học vĩ đại người Aicập Ibn al-Haytham (Alhacen) (965-1040), người được mệnh danh là cha đẻ của quang học, từ các công trình nghiên cứu thực nghiệm của mình, đã hệ thống hoá hoàn chỉnh các nguyên lý về quang hình học gần như dưới dạng chúng ta đã biết hiện nay. ( trước I.Newton vĩ đại và R. Descarte gần 500 năm!)
Dù thấu kính cho kính viễn vọng đòi hỏi chất lượng bề mặt và chiết suất đồng nhất cao hơn nhiều so với kính mắt, nhưng kỹ thuật thời đó đã đủ để thừa sức chế tạo tốt.
Phải chăng sự chậm trễ này là doSỢ HÃI.
Vào thời kỳ đó, mọi ý tưởng chệch hướng với các "quan điểm chính thống Thiên chúa giáo" đều bị xem là tà giáo và phải bị thiêu hủy, đúng theo cả nghĩa đen lẫn nghĩa bóng!
Các nhà khoa học với các ý tưởng "điên rồ" rất dễ bị xem là "dị giáo", là "phù thủy" nếu không chịu "hối cải" (như G. Gallile chẳng hạn) thì bị Tòa án dị giáo đưa lên dàn hỏa cùng với các tác phẩm của ma quỷ (như số phận của Giordani Bruno, người ủng hộ thuyết Nhật tâm của N.Copernic)
Ngay với một tu sĩ Thiên chúa giáo dòng Franciscan R.Bacon, người được xem là "người Thầy kỳ diệu" mà chúng ta đã nhắc đến ở trên, cũng đã phải rất thận trọng khi nghiên cứu những "bí ẩn của tự nhiên" để tránh bị xem là lạc đạo.
Kính viễn vọng cũng rất dễ bị xem là một "sản phẩm của ma quỷ" với một lý luận theo kiểu " nếu Chúa muốn con người nhìn xa hơn thì Ngài đã ban cho họ đôi mắt của loài chim cắt".
Như đã nói ở trên, có đến 2 người cùng đòi bằng sáng chế kính viễn vọng sau khi Hans Lippershey công bố sáng chế của mình. Có thể họ đã phát minh độc lập nhưng cũng không loại trừ khả năng họ "copy" của nhau hoặc của một nhà sáng chế nào đó không đủ dũng khí để công bố công trình của mình.
Có lẽ chính quyền Middelburg đã đúng khi quyết định không công nhận ai cả vì dường như kính viễn vọng đã được người ta biết đến từ trước đó nhưng Nhân loại đã ghi công xứng đáng cho Hans Lippershey vì ít nhất ông đã dũng cảm chấp nhận khả năng bị xem như là một phù thủy với những hậu quả bi đát.
Cũng nhận xét thêm về sự khéo léo của ông khi "trình làng" sản phẩm của mình dưới dạng ống nhòm nhỏ chỉ có độ phóng đại 3 lần, dù khả năng có thể cao hơn nhiều, và được giới thiệu là dùng để "xem hát"!
Ống kính viễn vọng của Lippershey sau đó đã tìm được đất dụng võ thực sự trong lĩnh vực quân sự và hàng hải.
Lê Quang Thủy - HAAC
Phần 2: Đến kính thiên văn Galieo