Ngày này năm xưa: Phát hiện ra Sao Hải Vương
Ngày 23 tháng 9 năm 1846, Sao Hải Vương – hành tinh ngoài cùng của hệ Mặt Trời lúc bấy giờ – đã được phát hiện bằng phương pháp toán học bởi Johann Gottfried Galle, Urbain Jean Joseph Le Verrier, và John Couch Adams. Cả ba người họ đều làm việc một cách độc lập và góp phần làm nên khám phá này.
Sao Hải Vương không thể quan sát qua kính thiên văn vào lúc đó, và dĩ nhiên việc phát hiện ra Sao Hải Vương cũng không phải qua quan sát kính viễn vọng. Việc phát hiện ra Hải Vương Tinh đến từ phân tích các dữ liệu liên quan tới quỹ đạo của Thiên Vương Tinh. Các nhà thiên văn nhận thấy sự khác biệt về vị trí của Sao Thiên Vương trong quan sát so với các dự đoán trước đó, nó không ở đúng vị trí mà đã được tính toán trước.
Nhiều người cố gắng giải thích sự chênh lệch của hành tinh Thiên Vương so với quỹ đạo dự kiến của nó. Một ý kiến cho rằng có lẽ Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton sẽ không còn đúng khi ở khoảng cách xa đến vậy. Vậy nếu giả sử lực hấp dẫn có hiệu lực ở khắp vũ trụ (ngày nay chúng ta biết được lực hấp dẫn là không đổi và nó là một trong bốn lực cơ bản tạo thành vũ trụ), thì chuyện gì khác đã xảy ra với Sao Thiên Vương?
Đề xuất đầu tiên về vấn đề có thể xảy ra với quỹ đạo Thiên Vương Tinh là một hành tinh khác chuyển động bên ngoài nó. Nhà thiên văn Urbain Le Verrier người Pháp bắt đầu sử dụng Toán học để cố gắng xác định vị trí hành tinh bí ẩn vào tháng 6/1845. Nhà thiên văn John Couch Adams người Anh cũng giải quyết Toán học về vấn đề này. Cả hai người họ đều không biết công việc của nhau.
Ngày 23/9/1846, Galle sử dụng kết quả tính toán của Le Verrier để quan sát Sao Hải Vương, quan sát của ông cho thấy dự đoán của Le Verrier chỉ sai lệch 1°, và lệch 12° so với kết quả của Adams.
Sau khi phát hiện ra Sao Hải Vương, một cuộc tranh cãi mang tầm vóc quốc tế rằng ai mới thực sự là người khám phá ra hành tinh mới, Le Verrier hay Adams. Cuộc tranh cãi càng được khuếch đại hơn trong bối cảnh căng thẳng leo thang giữa Anh và Pháp thời bấy giờ. Và ngày nay, hai nhà khoa học Le Verrier, Adams sử dụng phương pháp tính toán cùng Galle là người đầu tiên quan sát hành tinh mới qua kính viễn vọng, đều được ghi nhận là những người làm nên khám phá này.
Nhưng sự việc chưa dừng lại ở đó, kết quả tính toán của Le Verrier và Adams về khoảng cách của Sao Hải Vương chỉ đúng đắn trong khoảng thời gian thập niên 1840 - 1850. Nếu họ thực hiện tính toán ở một thời điểm khác, những kết quả của họ sẽ bị sai. Thời điểm đưa ra tính toán của họ rơi vào khoảng thời gian Sao Hải Vương vừa hoàn thành một vòng quay 165 năm quanh Mặt Trời.
Tuy nhiên, Sao Hải Vương hoàn toàn có thể được phát hiện mà không cần vào Toán học. Như các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời, khi chúng ta quan sát chúng trên nền trời cùng những ngôi sao khác, ta sẽ thấy chúng di chuyển khác so với những ngôi sao, vì chúng nằm gần Trái Đất hơn.
Như nhà thiên văn Galileo đã sử dụng một trong những chiếc kính thiên văn đầu tiên của loài người để tìm kiếm những thiên thể trên bầu trời, một thiên thể mờ nhạt mà ông nhìn thấy trong năm 1612 có thể là Sao Hải Vương. Ông đã theo dõi chấm sáng mờ nhạt này suốt một tuần và nhận thấy chuyển động của nó khác thường so với những ngôi sao còn lại trên bầu trời.
 |
| Voyager 2 là tàu vũ trụ duy nhất đến gần Sao Hải Vương vào năm 1989. Hình ảnh Vết đen nhỏ (Small Dark Spot) – một cơn bão trong khí quyển của Sao Hải Vương, được chụp bởi tàu Voyager 2. Credit: NASA. |
Sao Hải Vương không thể quan sát qua kính thiên văn vào lúc đó, và dĩ nhiên việc phát hiện ra Sao Hải Vương cũng không phải qua quan sát kính viễn vọng. Việc phát hiện ra Hải Vương Tinh đến từ phân tích các dữ liệu liên quan tới quỹ đạo của Thiên Vương Tinh. Các nhà thiên văn nhận thấy sự khác biệt về vị trí của Sao Thiên Vương trong quan sát so với các dự đoán trước đó, nó không ở đúng vị trí mà đã được tính toán trước.
Nhiều người cố gắng giải thích sự chênh lệch của hành tinh Thiên Vương so với quỹ đạo dự kiến của nó. Một ý kiến cho rằng có lẽ Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton sẽ không còn đúng khi ở khoảng cách xa đến vậy. Vậy nếu giả sử lực hấp dẫn có hiệu lực ở khắp vũ trụ (ngày nay chúng ta biết được lực hấp dẫn là không đổi và nó là một trong bốn lực cơ bản tạo thành vũ trụ), thì chuyện gì khác đã xảy ra với Sao Thiên Vương?
Đề xuất đầu tiên về vấn đề có thể xảy ra với quỹ đạo Thiên Vương Tinh là một hành tinh khác chuyển động bên ngoài nó. Nhà thiên văn Urbain Le Verrier người Pháp bắt đầu sử dụng Toán học để cố gắng xác định vị trí hành tinh bí ẩn vào tháng 6/1845. Nhà thiên văn John Couch Adams người Anh cũng giải quyết Toán học về vấn đề này. Cả hai người họ đều không biết công việc của nhau.
Ngày 23/9/1846, Galle sử dụng kết quả tính toán của Le Verrier để quan sát Sao Hải Vương, quan sát của ông cho thấy dự đoán của Le Verrier chỉ sai lệch 1°, và lệch 12° so với kết quả của Adams.
Sau khi phát hiện ra Sao Hải Vương, một cuộc tranh cãi mang tầm vóc quốc tế rằng ai mới thực sự là người khám phá ra hành tinh mới, Le Verrier hay Adams. Cuộc tranh cãi càng được khuếch đại hơn trong bối cảnh căng thẳng leo thang giữa Anh và Pháp thời bấy giờ. Và ngày nay, hai nhà khoa học Le Verrier, Adams sử dụng phương pháp tính toán cùng Galle là người đầu tiên quan sát hành tinh mới qua kính viễn vọng, đều được ghi nhận là những người làm nên khám phá này.
 |
| Một hình ảnh khác của Sao Hải Vương được chụp bởi tàu Voyager 2. Hình ảnh được chụp vào 20/8/1989 khi tàu ở cách hành tinh 7 triệu cây số, lúc này là bốn ngày sau khi tàu đến gần Hải Vương Tinh nhất. Cơn bão Vết đen lớn (Great Dark Spot) đang nằm giữa bề mặt hành tinh trong hình này; trong khi ở bên trái phía dưới là cơn bão nhỏ hơn và di chuyển khá nhanh, được gọi là Scooter; và một cơn bão nhỏ hơn ở bên dưới nữa là Vết đen nhỏ. Những cơn bão này tồn tại rất lâu, đủ để chúng ta phân tích chúng thật chi tiết. Credit: NASA. |
Nhưng sự việc chưa dừng lại ở đó, kết quả tính toán của Le Verrier và Adams về khoảng cách của Sao Hải Vương chỉ đúng đắn trong khoảng thời gian thập niên 1840 - 1850. Nếu họ thực hiện tính toán ở một thời điểm khác, những kết quả của họ sẽ bị sai. Thời điểm đưa ra tính toán của họ rơi vào khoảng thời gian Sao Hải Vương vừa hoàn thành một vòng quay 165 năm quanh Mặt Trời.
Tuy nhiên, Sao Hải Vương hoàn toàn có thể được phát hiện mà không cần vào Toán học. Như các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời, khi chúng ta quan sát chúng trên nền trời cùng những ngôi sao khác, ta sẽ thấy chúng di chuyển khác so với những ngôi sao, vì chúng nằm gần Trái Đất hơn.
Như nhà thiên văn Galileo đã sử dụng một trong những chiếc kính thiên văn đầu tiên của loài người để tìm kiếm những thiên thể trên bầu trời, một thiên thể mờ nhạt mà ông nhìn thấy trong năm 1612 có thể là Sao Hải Vương. Ông đã theo dõi chấm sáng mờ nhạt này suốt một tuần và nhận thấy chuyển động của nó khác thường so với những ngôi sao còn lại trên bầu trời.
Anh Tuấn Nguyễn theo EarthSky
