Chương 9
NHỮNG CHIẾC KÍNH THIÊN VĂN ĐẦU TIÊN
“Bằng việc đưa óc phán đoán của chúng ta ra khỏi thế giới của trí tưởng tượng của các bậc tiền bối của chúng ta, thì những dụng cụ tuyệt vời này, những chiếc kính thiên văn, đã mở ra con đường tìm hiểu sâu sắc hơn và hoàn thiện hơn về thế giới tự nhiên”.
René Descartes, 1637
Vào đầu thế kỉ 17, những người thợ thủ công và các nhà khoa học đã đưa ra một dụng cụ mới dùng cho nghiên cứu bầu trời. Kính thiên văn, một trong những công cụ trọng tâm của Cuộc Cách mạng Khoa học, sớm trở thành công cụ thiết yếu nhất của các nhà thiên văn học. Bây giờ thì các nhà thiên văn có thể nhìn thấy vô số ngôi sao và những vật thể mờ nhạt khác chưa bao giờ nhìn thấy trước đấy. Bất ngờ vũ trụ không còn bị hạn chế với những thứ mà mắt trần có thể nhìn thấy. Khi kính thiên văn được cải tiến, các nhà thiên văn tiếp tục đẩy xa hơn nữa ranh giới của vũ trụ đã biết, nhòm ngó sâu xa hơn bao giờ hết vào biển sao xung quanh gọi tên là Dải Ngân hà.
Phát minh ra kính thiên văn
Việc chế tạo và tính chất của các thấu kính đã được biết tới từ thời của những người Hi Lạp. Các vị học giả đạo Hồi, ví dụ như bác sĩ người Ai Cập Alhazen (sinh vào thế kỉ thứ 10), đã có những đóng góp quan trọng cho nghiên cứu quang học. Tuy nhiên, thấu kính không được du nhập vào châu Âu mãi cho đến khoảng thế kỉ 13. Vào năm 1300, những chiếc kính đeo mắt đầu tiên đã được bày bán tại các đô thị như Venice và Florence, và những tiến bộ trong việc chế tạo và tránh thấu kính sớm xuất hiện sau đó. Công cụ dùng cho chế tạo kính thiên văn, do đó, đã có sẵn nhưng, vì những lí do không rõ, việc phát minh ra kính thiên văn vẫn phải tiếp tục chờ một thời gian nữa.
Kính thiên văn xuất hiện đầu tiên ở Hà Lan. Vào tháng 10 năm 1608, chính quyền quốc gia ở Hague đã bàn về một ứng dụng phát minh cho một dụng cụ hỗ trợ “nhìn những thứ ở xa như thể ở gần”. Chính quyền nhận thấy dụng cụ đó quá dễ copy và đã không trao bằng sáng chế, nhưng họ dành một phần thưởng nhỏ cho Jacob Metius và thuê Hans Lipperhey chế tạo một vài mẫu nhìn bằng hai mắt, với nó ông đã được trả công hậu hĩ.
Minh họa sớm nhất được biết của kính thiên văn. Giovanbattista della Porta đã vẽ bức họa này trong một lá thư viết vào tháng 8 năm 1609.
Kính thiên văn (cùng với kính hiển vi, một phát minh khác vào thế kỉ thứ 17) đã chứng minh những người quan sát bình thường có thể nhìn thấy những thứ mà các nhà triết học Hi Lạp không dám mơ tới. Nó chuyển hướng uy lực quan sát tự nhiên từ con người sang các thiết bị.
Ống quang học của Galileo
Tin tức phát minh ra kính thiên văn nhanh chóng lan truyền khắp châu Âu. Tháng 4 năm 1609, những chiếc ống ngắm phóng đại ba lần có thể mua tại các cửa hiệu của các nhà chế tạo kính ở Pont Neuf ở Paris, và bốn tháng sau đó đã có mặt tại một vài nơi ở Italia. Chúng được làm cho nổi tiếng bởi vị giáo sư và nhà thực nghiệm người Italia tên là Galileo Galile vào mùa hè năm 1609 tại trường đại học Padua, gần Venice.
Chòm sao Kim Ngưu do Galile vẽ
Kính thiên văn khúc xạ kiểu Galile. Ở ngoài cùng bên trái là vật kính hội tụ. Nó có tiêu cực f1, đó là chiều dài mà ở đó nó mang ánh sáng từ một vật ở xa đến tiêu điểm. Thấu kính thứ hai phân kì (tiêu cự f2) gửi một lần nữa ánh sáng về phía mắt người quan sát, ở đó thấu kính chính là con mắt – thường không được nhắc tới trong những mô tả như thế này! – mang nó đến tiêu điểm nằm trên võng mạc mắt của người quan sát.
Trong khi Galile không phát minh ra kính thiên văn, ông đã thật sự thiết kế và chế tạo những chiếc kính thiên văn với công suất phóng đại ngày càng cao cho mục đích sử dụng riêng của ông và trình diễn cho người bảo trợ của ông. Ông là một nhà chế tạo thiết bị khéo léo, và kính thiên văn của ông được biết tới vì chất lượng của chúng.
Chiếc kính thiên văn đầu tiên của Galile về cơ bản là một ống chứa hai thấu kính. Cố gắng đầu tiên của ông là một thiết bị phóng đại ba lần; tiếp sau đó là một cái phóng đại vật lên chín lần. Ông đã trình diễn mẫu thứ hai trên với nghị viện thành Venice, hi vọng ghi dấu ấn tiềm năng thương mại và quân sự của nó.
Kính thiên văn của Galile
Các quan sát với kính thiên văn của Galile đã củng cố thêm ý tưởng cho rằng Trái Đất và các hành tinh quay tròn xung quanh Mặt Trời. Nó cũng phát hiện ra vô số sao trong Dải Ngân hà và ở khắp nơi. Người ta có vẻ nhìn thấy không phải một quả cầu cố định gắn các sao, mà là một vũ trụ sao mở rộng ra đến khoảng cách bao la và không biết rõ, có lẽ là vô tận.
Giống như các phiên bản Hà Lan trước đó, kính thiên văn khúc xạ của Galile sử dụng thấu kính làm bẻ cong, hay khúc xạ, ánh sáng. Chiếc kính thiên văn đó khá dễ chế tạo. Tuy nhiên, Galile đã phải đối mặt với những khó khăn trong việc tìm kiếm loại thủy tinh trong suốt và đồng nhất cho thấu kính của ông. Thủy tinh vốn chứa đầy các bọt nhỏ và có màu hơi ngả sang xanh (do sự có mặt của tạp chất sắt). Đây là một vấn đề gây phiền hà cho các nhà chế tạo kính thiên văn trong nhiều thế kỉ. Cũng thật khó định hình thấu kính một cách hoàn hảo. Hình ảnh của các sao lu mờ đi, và bị bao quanh bởi những quầng màu.
Yếu tố hạn chế của những chiếc kính thiên văn khúc xạ buổi đầu này là trường nhìn nhỏ của chúng. Ví dụ, mỗi lần nhìn chỉ quan sát được một phần của toàn bộ Mặt Trăng. Chính Galile đã tự cải tiến những dụng cụ của ông cho đến khi chúng dài tới bốn feet và phóng đại ảnh lên tới 30 lần.
Nguồn: AIP
Còn tiếp...
