Thiên văn học Đại cương!

[duongland88]

“The most incomprehensible thing about the Universe is that it
is comprehensible”
“Điều bí ẩn nhất của tự nhiên là ở chỗ chúng ta có thể nhận
thức được nó”
Anbe - Anhxtanh

Thế giới tự nhiên, xét về mặt vật lý, là một bức tranh gồm ba phần: Vi mô, vĩ mô và
siêu vĩ mô. Siêu vĩ mô có nghĩa là vô cùng to lớn theo không gian và thời gian. Thiên văn
là một môn học về thế giới siêu vĩ mô đó. Cùng với các phần học khác của vật lý, thiên văn
giúp chúng ta có được một bức tranh toàn diện về thế giới tự nhiên. Thiên văn là một môn
học rất cổ điển, nhưng đồng thời cũng rất hiện đại. Lượng kiến thức của nó rất đồ sộ.
Thiên văn từ lâu đã bước ra khỏi khuôn khổ của vật lý.

I. THIÊN VĂN HỌC LÀ GÌ.
-Thiên văn học là môn khoa học về các thiên thể - những vật thể tồn tại trên trời. Đó là
cách nói nôm na.
Thực ra, định nghĩa một cách chính xác hơn là: Thiên văn là môn khoa học về cấu tạo,
chuyển động và tiến hóa của các thiên thể (kể cả Trái đất), về hệ thống của chúng và về vũ
trụ nói chung.
-Nội dung nghiên cứu có thể chia làm 3 phần chính :
* Về qui luật chuyển động của các thiên thể trong mối quan hệ giữa Trái đất và bầu
trời.
* Về cấu trúc và bản chất vật lý của các thiên thể và các quá trình xảy ra trong vũ trụ.
* Về nguồn gốc hình thành và phát triển của các thiên thể, của hệ thống của chúng và
của vũ trụ.

-Đối tượng nghiên cứu của thiên văn cũng được xác định ngày càng rộng ra và phức tạp
hơn. Từ “thiên thể” chung chung, chỉ các vật trên bầu trời, được mở rộng ra, cụ thể hơn, đa
dạng hơn. Từ mặt trời, mặt trăng, các hành tinh, các thiên thạch... đến các vệ tinh nhân
tạo, các sao, bụi sao (Tinh vân) các quần sao, các thiên hà. Càng ngày người ta càng phát
hiện ra nhiều vật thể lạ (có những vật được tiên đoán trước bằng lý thuyết) như sao nơ trôn
(pun xa), các quaza, các lỗ đen v.v...

II, Phương pháp nghiên cứu
Do đối tượng nghiên cứu là những vật thể rất to lớn và ở trong vũ trụ xa xôi (trừ Trái
đất) nên phương pháp nghiên cứu của thiên văn cũng rất đặc biệt, thậm chí không giống bất
kỳ một môn khoa học nào.
Phương pháp chủ yếu của thiên văn cổ điển là quan sát và quan trắc. Người ta không
thể làm thí nghiệm với các thiên thể (tức không thể bắt chúng tuân theo những điều kiện
mà ta tạo ra), cũng không thể trực tiếp “sờ mó” được chúng. Nguồn thông tin chủ yếu là
ánh sáng từ các thiên thể. Do ảnh hưởng của khí quyển, do chuyển động của Trái đất và do
chính tính chủ quan của việc quan sát làm cho kết quả nghiên cứu có thể bị hạn chế, thậm
chí dẫn đến những kết luận sai lầm. (Ví dụ: Việc quan sát chuyển động biểu kiến của Mặt
trời và các hành tinh dẫn đến kết luận về hệ địa tâm của Ptolemy). Một khó khăn nữa phải
kể đến của việc quan sát là các hiện tượng thiên văn xảy ra trong một thời gian rất dài so
với đời sống ngắn ngủi của con người và đôi khi không lặp lại. Tuy vậy, khi khoa học càng
phát triển thì việc nghiên cứu thiên văn càng trở nên dễ dàng hơn. Nguồn thông tin chính
gởi đến trái đất là bức xạ điện từ được khai thác triệt để ở cả hai vùng khả kiến và vô
tuyến đã giúp cho sự hiểu biết về vũ trụ được phong phú hơn. Đồng thời, cùng với sự phát
triển của ngành du hành vũ trụ (cũng là một thành tựu của thiên văn) con người đã bước
ra khỏi sự ràng buộc, hạn chế của Trái đất để có được những thông tin khách quan hơn về
vũ trụ. Việc xử lý thông tin bằng kỹ thuật tin học đã giúp thiên văn phát triển vượt bậc.
Khác hẳn với thiên văn cổ điển là kiên trì thu thập số liệu quan trắc và suy luận để tìm ra
qui luật, thiên văn hiện đại sử dụng phương pháp mô hình hóa, đề ra những thuyết có tính
chất dẫn đường và việc quan sát thiên văn là tìm kiếm những bằng chứng để kiểm định sự
đúng đắn của lý thuyết.

III. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH THIÊN VĂN HỌC.
-Thiên văn xuất hiện từ rất lâu. Ở đây ta chỉ có thể kể sơ lược một số mốc chính trong
sự phát triển của nó. Từ thời hồng hoang, khi con người còn sống trong cảnh màn trời
chiếu đất họ đã có những nhận xét về vũ trụ, lý giải nó một cách ngây thơ trong các câu
chuyện thần thoại. Hầu như không có một dân tộc nào lại không có những thần thoại như
vậy (thần thoại Hy Lạp, chuyện thần trụ trời ở Việt Nam, các chuyện thần thoại Ai Cập, Ấn
Độ, Trung Quốc...). Dần dần các quan trắc về bầu trời trở nên rất cần thiết cho việc canh
tác nông nghiệp và đi biển (qui luật mùa màng, con nước, xác định vị trí trên biển bằng các
sao). Engels đã từng nói về sự xuất hiện của khoa học: “Trước tiên là thiên văn học…
-Những người dân du mục và nông dân làm nông nghiệp rất cần thiên văn học để xác định
thời vụ” *. Trong các công trình kiến trúc của các nền văn minh cổ như : Ai Cập, Maya...
đều lưu lại những kiến thức thiên văn rất sâu sắc của người cổ đại.
-Lịch sử phát triển của thiên văn như một một môn khoa học có thể chia làm ba giai
đoạn chính: Cổ đại, cổ điển và hiện đại.
*Thiên văn cổ đại (Ancient Astronomy): Từ những năm 2000 trước công nguyên con
người đã có những ghi nhận rất chính xác về thiên văn như vị trí các chòm sao, đường đi
của các hành tinh, đường hoàng đạo, chu kỳ Saros. Những nước có nền văn minh cổ đáng
lưu ý là: Ai Cập, Ấn Độ, Trung Quốc, các nước Ả Rập, nhưng đặc biệt là Hy Lạp.
-Người
đáng chú ý nhất là Aristotle (khoảng năm 350 trước công nguyên) với các ý tưởng đáng
lưu ý như: Ý tưởng về hệ Địa tâm, về 4 nguyên tố cấu thành vũ trụ: đất, không khí, lửa,
nước, về sự bất biến của vũ trụ, sự phân chia thế giới phía dưới Mặt trăng và bên trên Mặt
trăng v.v...
Cùng với sự ra đời của Thiên chúa giáo với ý tưởng Chúa (Thượng đế) sáng tạo ra thế
giới và con người là trung tâm ưu ái, hệ địa tâm Ptolemy ra đời (năm 150 trước công
nguyên). Nó đã thống trị trong thiên văn trong suốt một thời gian rất dài. Chỉ bằng những
cuộc đấu tranh kiên trì của biết bao nhiêu nhà thiên văn dũng cảm mới làm thay đổi được
cái nhìn sai lầm về Hệ Mặt trời mà nó đưa ra.
*Thiên văn cổ điển (Classical Astronomy): Từ thế kỷ 16, mặc dù bị giám sát chặt chẽ
của nhà thờ, các nhà thiên văn vẫn không chịu công nhận hệ địa tâm Ptolemy và kiên trì
đấu tranh cho những tư tưởng mới.
-Hệ nhật tâm do nhà thiên văn Ba Lan Nicolaus
Copernicus (1473 - 1543) đưa ra trong tác phẩm “Về sự quay của thiên cầu” đã mở ra cho
thiên văn học một kỷ nguyên mới.
- Sau đó, nhà thiên văn Đức Iohan Kepler (1571 - 1630)
đã tìm ra 3 định luật về sự chuyển động của các hành tinh trong Hệ măt trời. Đây là thời kỳ
đấu tranh khốc liệt cho sự thắng lợi của thuyết nhật tâm. Tấm gương chiến đấu tiêu biểu là
cái chết trên dàn hỏa thiêu của nhà khoa học Ý G. Bruno tại Roma và sự kiên định của nhà
thiên văn Ý G. Galileo (1564 - 1642). Galileo còn là cha đẻ của kính thiên văn, một công
cụ không thể thiếu được trong việc quan sát bầu trời. Nhưng đặc biệt nhất trong giai đoạn
này là các công trình nghiên cứu về cơ học của nhà bác học Anh I. Newton với tác phẩm
“Principia ( Các nguyên lý” (1643(1727). Ông đã đặt nền móng vững chắc cho môn cơ học
thiên thể cũng như thiên văn quang học. Các phương pháp tính toán của Newton đã đóng
góp rất nhiều cho toán học.
-Sau ông, các nhà toán học như: Lagranges, Laplace, Le Verrier
(Pháp) đã tính toán tìm được thêm một số hành tinh mới của Hệ Mặt trời, đánh dấu sự toàn
thắng của thiên văn cổ điển.
*Thiên văn hiện đại (Modern Astronomy). Vào cuối thế kỷ XVIII bằng những nỗ lực
hoàn thiện công cụ quan sát (kính thiên văn) F.W. Herschel người Anh (1738(1822) đã
khai sinh thiên văn học hằng tinh (sao). Ông đã nhận thấy Mặt trời không đứng yên một
chỗ mà tham gia chuyển động trong một hệ thống sao gọi là Ngân hà (Our Galaxy). Ông là
người đầu tiên thu được mô hình kết cấu của Ngân hà. Sau đó, nhà thiên văn Mỹ Shapley
đã chứng minh được Mặt trời không nằm tại tâm Ngân hà, nó không phải là tâm của vũ trụ.
Một lần nữa con người nhận thức chính xác hơn về chỗ đứng của mình trong vũ trụ. Đồng
thời trong quãng thời gian này những nghiên cứu về quang học cũng phát triển vượt bậc,
với sự phát hiện quang phổ vạch Mặt trời của Fraunhofer, các lý thuyết về bức xạ của vật
đen tuyệt đối của Kirchhoff... Cuối thế kỷ XIX cuộc tranh luận về bản chất của ánh sáng đã
chấm dứt và đã đóng góp rất nhiều cho việc hiểu các quá trình thu nhận thông tin (ánh
sáng) từ các thiên thể. Các định luật về bức xạ của Boltzmann, Plank, Einstein... làm cơ sở
cho môn thiên văn vật lý. Các phép trắc quang (Photometry) và quang phổ nghiệm
(Spectroscopy) cho phép ta hiểu sâu về bản chất của các quá trình vật lý trong các thiên
thể. Đầu thế kỷ XX E.P. Hubble (1889 - 1953), nhà thiên văn Mỹ, người sáng lập ra thiên
văn học tinh hệ, đã nhận thấy qua hiệu ứng Doppler là các tinh hệ (thiên hà) là đang rời xa
chúng ta: vũ trụ không có tâm, tất cả đang dãn nở. Và ông đã tìm ra định luật về sự dãn nở
đó. Cùng với các thuyết tương đối rộng và hẹp của A. Einstein vĩ đại (1879 - 1955) về bản
chất của không thời gian, những phát kiến của Hubble đã làm cho môn vũ trụ luận
(Cosmology) tiến thêm một bước, với thuyết vụ nổ lớn (Big - Bang) nổi tiếng hiện nay.

-Từ năm 1945 thiên văn vô tuyến ra đời, góp phần đắc lực cho việc tìm hiểu vũ trụ.
Trong thế kỷ XX ta thấy có sự kết hợp hài hòa giữa hai lĩnh vực nghiên cứu khác nhau
của vật lý: vi mô và siêu vĩ mô. Các vật thể vũ trụ dù to lớn đến mấy cũng được cấu tạo từ
những thành phần rất nhỏ là nguyên tử và hạt nhân. Vật lý hạt nhân - nguyên tử cho phép
giải thích nguồn gốc năng lượng của các thiên thể. Các định luật của thế giới vi mô trong
cơ học lượng tử làm cho người ta hiểu rõ cơ chế của các quá trình hình thành, tiến hóa của
các vật thể trong vũ trụ (Nguyên lý Pauli, Giới hạn Chandrasekhar, Nguyên lý bất định
Heisenberg, Những kỳ dị toán học (Singularity) của S. Hawking...). Thiên văn đã đặt ra
nhiều vấn đề cho vật lý học hiện đại và vật lý cũng góp phần giải quyết nhiều vấn đề của
thiên văn. Đặc biệt trong việc giải thích nguồn gốc của vũ trụ rất cần sự kết hợp giữa các lý
thuyết vật lý hiện đại thành một lý thuyết thống nhất hoàn chỉnh mà hiện nay vật lý chưa
tìm ra được. Do đó thiên văn vật lý đang là một ngành mũi nhọn trong khoa học.
Không thể không kể đến việc từ những năm 60 của thế kỷ này con người đã thành công
trong việc bước ra khỏi chiếc nôi Trái đất bé bỏng của mình, đã đặt những bước chân đầu
tiên vào vũ trụ. Đó chính là những bước sải dài trong lịch sử thiên văn. Nhờ có ngành hàng
không vũ trụ thiên văn của thế kỷ XX đã thu được nhiều thành tựu rất lớn.
Tuy nhiên, vũ trụ là mênh mông vô tận, so với sự tồn tại của nó thì lịch sử phát triển
của môn thiên văn chỉ chưa đầy một tích tắc. Thiên văn vẫn còn chưa viết đoạn kết cho rất
nhiều vấn đề của mình.

View more random threads:

• Byzantine
• atlantic nền văn minh rực rỡ có thật hay chỉ là huyền thoại
• Những nghi vấn và nhìn lại sự thật về Nam Kinh.
• 12 Kem dưỡng ẩm cho người lớn lứa tuổi trung niên tuổi 40, 50 chống lão hoá
• Cái gì đây??
• Mối tương quan giữa Naga, rồng, rắn, thuồng luồng trong truyền thuyết
• Chiến dịch xâm lược Malaysia của Đại Việt?
• Đại Việt và Cao Ly
• Chế độ chính trị của thiên đình.
• Mac du da thong nhat dat nuoc, van con bat dong chinh kien !!

[huongacb1]

Xin lỗi đã post ngang bài của bạn, nếu có gì sai thì các mod hãy xóa giùm.

Bạn nên tìm cuốn "giáo trình thiên văn" của NXB giáo dục mà tham khảo. Nếu yêu thích, tốt nhất nên thi vào chuyên ngành vật lý thiên văn.
Tuy vậy, không thường ở các nước đang phát triển thì các môn nghiêng về KHTN không được ưu ái cho lắm.

[thangemxuananh]

IV. TỔNG QUAN VỀ VŨ TRỤ.
1. Những quan sát đầu tiên từ Trái đất.
-Từ Trái đất ngước mắt nhìn lên bầu trời ta sẽ thấy một vòm cầu trong suốt úp xuống
mặt đất bằng phẳng, nơi ta đứng sẽ là trung tâm. Vì vậy ta có cảm giác trời tròn, đất
vuông và ta là trung tâm của vũ trụ (!).

-Thực ra, vòm cầu mà ta nhìn thấy chỉ là ảo giác. Vũ trụ là vô tận, không có đường biên
là vòm cầu, không có nơi tiếp giáp giữa trời và đất như đường chân trời mà ta nhìn thấy. Ta
gọi vòm cầu tưởng tượng đó là thiên cầu.
Ban ngày, Mặt trời xuất hiện rực rỡ từ đường chân trời phía đông, lên cao trên nền trời
trong xanh và lặn xuống chân trời tây. Đêm bắt đầu, bầu trời tối đen thăm thẳm, rải rác trên
vòm cầu là các sao, vị trí giữa chúng dường như không đổi mà nếu như kết nối chúng lại ta
sẽ có được vô số hình ảnh lý thú. Người xưa đã đặt tên cho chúng theo những nhân vật
thần thoại như chòm sao Hercules (Vũ tiên); Orion (Lạp hộ) hoặc các con vật như Ursa
(Gấu), Canis (chó), Leo (sư tử). Mắt thường ta có thể thấy rõ 88 chòm sao trên bầu trời.
Mặt trăng xuất hiện trên bầu trời đêm với hình dạng và thời điểm luôn thay đổi như một cô
gái đỏng đảnh, nhưng là một thiên thể sáng nhất, đẹp nhất và đáng chú ý nhất của bầu trời
đêm.

-Quan sát kỹ ta có cảm giác như Mặt trời, Mặt trăng, sao đều quay quanh một trục
xuyên qua nơi ta đứng, nối với một ngôi sao gần như nằm yên gọi là sao Bắc cực. Ta gọi
trục quay này là thiên cực và hiện tượng quay quanh trục của các thiên thể trong một ngày
đêm là nhật động. Người ta qui ước thiên cực bắc là thiên cực mà nhìn về đó thì thấy các
thiên thể nhật động (quay) ngược với chiều kim đồng hồ (nếu đứng ở bán cầu bắc của Trái
đất). Theo qui định này thì nếu ta đứng như vậy tay phải là phương đông, trái là tây, trước
mặt là bắc, sau lưng là nam. Bầu trời nhật động theo chiều từ đông sang tây (các thiên thể
mọc ở phía đông, lặn ở phía tây).
Quan sát kỹ cả năm ta sẽ thấy đặc điểm chuyển động của các thiên thể như sau:

a) Mặt trời ( ) một năm Mặt trời chỉ mọc đúng hướng đông và lặn đúng hướng tây vào
2 ngày: xuân phân (20 hoặc 21 tháng ba); thu phân (23 hoặc 24 tháng chín). Sau xuân phân
điểm mọc của Mặt trời lệch dần về phía đông bắc, ngày lệch cực đại là hạ chí (22 tháng 6)
23o27’ so với chính đông. Điểm lặn cũng lệch về phía tây bắc theo qui luật ấy. Sau đó,
điểm mọc dịch dần về phía nam và đạt đúng chính đông vào thu phân. Qua thu phân điểm
mọc dịch dần về phía đông nam (điểm lặn tây nam), đạt độ lệch cao nhất vào ngày đông
chí (22 tháng 12) khoảng 23o27’ rồi lại dịch dần về phía bắc cho tới ngày xuân phân. Như
vậy điểm mọc của Mặt trời có thể lệch nhau tới 46o54’ trong một năm
Ngoài ra, trong năm vị trí Mặt trời trên nền trời sao cũng thay đổi. Mặt trời từ từ dịch
chuyển đối với các sao theo ngược chiều nhật động (tây qua đông), trọn một vòng hết
khoảng 365 ngày. Mặt trời dịch chuyển in hình lên các chòm sao và mỗi tháng gần như ở
vào một chòm. Đường đi này gọi là Hoàng đạo và đới cầu bao gồm 12 chòm sao gọi là
hoàng đới. Ban ngày ta không nhìn thấy sao, song ban đêm ta có thể xác định định được
chòm sao mà Mặt trời đang in vào nhờ sự xuất hiện của chòm sao đối diện. Ví dụ : Tháng
ba đối diện tháng chín, đêm ta thấy Mặt trời lặn, chòm Trinh nữ xuất hiện (nhật động đối
diện với Mặt trời trên thiên cầu). Vậy Mặt trời đang in lên chòm Song ngư.

b) Mặt trăng ( ) cũng từ từ dịch chuyển đối với các sao ngược chiều nhật động, trọn 1
vòng gần 27 ngày. Đồng thời hình dáng của Mặt trăng cũng thay đổi (lúc tròn, lúc khuyết,
lúc không xuất hiện).

c) Các sao dường như chỉ tham gia nhật động, vị trí tương đối giữa chúng không đổi
trong một năm, tạo nên các chòm cố định.

d) Tuy vậy có một số sao đi lang thang giữa các sao khác (hành tinh). Người xưa tìm
thấy 5 hành tinh là Thủy, Kim, Hỏa, Mộc, Thổ. Các hành tinh nói chung dịch chuyển đối
với các sao ngược với chiều nhật động, nhưng có thời gian chúng dịch chuyển ngược lại
tạo nên quĩ đạo hình nút. Đường đi của chúng gần với Hoàng đạo. Đặc biệt Thủy tinh, Kim
tinh thường ở gần Mặt trời (Thủy tinh: 280, Kim tinh : 480).
Người xưa đã dựa trên những quan sát về qui luật chuyển động của Mặt trời, Mặt
trăng... để xác định thời gian, làm lịch và xác định phương hướng. Họ đã nhận thấy Mặt
trời, Mặt trăng, Trái đất và các hành tinh kết hợp thành một hệ mà ta gọi là Hệ Mặt trời sau
này.

2. Bức tranh toàn cảnh về vũ trụ.
-Từ những quan sát ban đầu, người xưa đã có kết luận về vũ trụ gồm một hệ chứa Trái
đất, Mặt trời, Mặt trăng, các hành tinh. Giới hạn của vũ trụ là một vòm cầu trong suốt có
gắn các sao. Ngày nay, con người đã nhận thức được vũ trụ là vô tận. Phần vũ trụ mà con
người tìm hiểu được cũng đã vô cùng lớn (cỡ 3.1026m) trong đó có hàng tỉ tỉ các ngôi sao.
Các ngôi sao thường tập hợp lại thành hệ gọi là thiên hà, hay tinh hệ (galaxy), ta thường
nhìn thấy dưới dạng những vết sáng nhòe yếu ớt nên còn gọi là tinh vân. Thiên hà của
chúng ta (là chữ Galaxy viết hoa) gọi là Ngân hà, là một dải sáng vắt ngang bầu trời đêm,
có khoảng 6000 sao nhìn được bằng mắt thường và hàng trăm tỉ ngôi sao khác.

- Mặt trời là một ngôi sao trung bình nằm ngoài rìa của Ngân hà. Mặt trời kéo theo một
“bầu đoàn thê tử” gồm các hành tinh, tiểu hành tinh, sao chổi quay xung quanh, tập hợp
thành Hệ Mặt trời.
Kích thước của các thiên thể rất lớn, nhưng khoảng không vũ trụ giữa chúng còn lớn
hơn nhiều. Trong khoảng không đó còn có vật chất tồn tại dưới dạng bụi, khí, hạt cơ bản,
trường... làm cản trở tầm quan sát. Chúng ta thật ngạc nhiên trước khả năng tìm hiểu vũ trụ
của con người. Ta thử làm một phép so sánh để tưởng tượng ra mức độ vĩ đại đó.


- Trước hết là Trái đất, có đường kính cỡ hàng ngàn km. Để đi được vòng quanh Trái đất
con người mất hết hàng nửa năm, nếu đi bộ và Trái đất hoàn toàn bằng phẳng. Trong thực
tế, cách đây 500 năm Magellan đã phải mất 3 năm trên biển mới đi hết được một vòng Trái
đất và kết luận Trái đất hình cầu. Ngày nay bằng máy bay ta cũng mất cỡ 30 giờ để
bay vòng quanh Trái đất. Trái đất vĩ đại thật nhưng chả thấm vào đâu so với vũ trụ. Mặt
trời, một ngôi sao trung bình ở gần Trái đất nhất, có đường kính gấp trăm lần đường kính
Trái đất. Mặt trời có thể chứa hàng triệu Trái đất [(100)3 lần]. Khoảng cách từ Trái đất đến
Mặt trời cỡ hàng trăm triệu km. Nếu con người có thể đi bộ được đến Mặt trời thì cũng mất
hàng ngàn năm. Ánh sáng, vật thể có vận tốc nhanh nhất (cỡ 300.000 km/s), đi từ Mặt trời
xuống Trái đất hết 8 phút. Nhưng ánh sáng đi từ Mặt trời ra đến rìa Hệ Mặt trời (vị trí của
Diêm vương tinh) hết 5,2 giờ. Có nghĩa là gấp 40 lần quãng đường từ Trái đất lên Mặt trời.
Ấy vậy mà đến ngôi sao gần ta nhất, sao Cận tinh, ánh sáng phải đi hết 4,3 năm. Kích
thước phần vũ trụ ta có thể quan sát được là cỡ 1010 năm ánh sáng. Có nghĩa là những sự
kiện ta quan sát được từ rìa vũ trụ đã xảy ra cách đây hàng chục tỷ năm! Thật khó kiếm
được một tỷ lệ thích hợp để mô tả vũ trụ. Ngay đối với Hệ Mặt trời nhỏ bé nếu ta lấy đúng
tỷ lệ (nghĩa là thu nhỏ kích thước và khoảng cách theo cùng một tỷ lệ) thì: Nếu Mặt trời là
một khối cầu đường kính 1,4m đặt tại tượng Phù đổng Thiên vương trên giao lộ Cách
mạng tháng Tám - Nguyễn Trãi - Lý Tự Trọng, Trái đất sẽ là một hòn bi đường kính 1,3
cm đặt cách đó 150m. Khi đó Diêm vương tinh (giới hạn của Hệ Mặt trời) nằm tại ngã tư
Bảy Hiền (cách cỡ 6km) là một hột đậu cỡ 2mm. Thật là khó có tỷ lệ nhỏ hơn để thu vào
một trang giấy, thậm chí vào một phòng thí nghiệm hay một công viên ! Mặc dù vậy, với tỷ
lệ thấp nhất này ngôi sao gần nhất cũng nằm tuốt tận... sao hỏa! Những khoảng cách thật
kinh khủng. Vậy mà con người vẫn hiểu biết và chinh phục được vũ trụ. Thật vĩ đại!.


- Bây giờ ta thử so sánh sự tiến triển của vũ trụ theo thời gian. Giả sử vũ trụ được hình
thành từ một Big - Bang lúc nửa đêm (0 giờ) và đã tồn tại đến nay được 1 ngày (24 giờ) .
Trong thực tế là cỡ 15 tỷ năm. Ở đây ta đã làm phép thu nhỏ thời gian để dễ tưởng
tượng. Ta không biết được tường tận những khoảng khắc đầu của vũ trụ (trong thực tế ta
chỉ biết đến 10- 43 sau Big - Bang). Nhưng theo thang thời gian này ngay lập tức vật chất
trong vũ trụ trở thành H và He. Các thiên hà đầu tiên hình thành lúc 2 giờ sáng. Quasar là
một trong số các thiên hà đó. Vào khoảng 6 giờ sáng các sao trong thiên hà của chúng ta
được hình thành. Trong quá trình tiến hóa, nhiều ngôi sao nổ tung, bắn ra các nguyên tố C,
N, O, Fe. Sau đó chúng lại hợp thành các ngôi sao mới. Mặt trời thuộc loại ngôi sao thế hệ
sau, hình thành lúc 5 giờ chiều. Đồng thời với Mặt trời là Trái đất và các hành tinh.
Khoảng 6 giờ tối Trái đất bị va chạm dữ dội bởi các tiểu hành tinh và có lẽ Mặt trăng bị
văng ra từ đây. Chậm hơn một tí đã có sự sống nguyên thủy. Nhưng cứ sau 1/4 giờ lại có
những vụ va chạm với tiểu hành tinh, hủy diệt tất cả. Đến 9 giờ tối sự sống đã tiến triển và
để lại hóa thạch đến nay. Khoảng 6 phút trước 12 giờ đêm động vật có vú xuất hiện. Sự
tiến hóa đưa đến sự xuất hiện con người vào lúc 18 giây trước 12 giờ đêm. Đức Phật, Chúa
Giêsu, Mohammet sống trước nửa đêm được 0,01 giây! Vậy thì đời sống của con người (cỡ
100 năm trong thực tế) chả là gì so với thang thời gian này. Một giờ học về thiên văn ở trên
lớp để hiểu về những việc xảy ra trong cả tỷ năm, quả thật là quá ít ỏi!

[luxubu]

Xin lỗi đã post ngang bài của bạn, nếu có gì sai thì các mod hãy xóa giùm.

Bạn nên tìm cuốn "giáo trình thiên văn" của NXB giáo dục mà tham khảo. Nếu yêu thích, tốt nhất nên thi vào chuyên ngành vật lý thiên văn.
Tuy vậy, không thường ở các nước đang phát triển thì các môn nghiêng về KHTN không được ưu ái cho lắm.

Mình rất yêu thích bộ môn nghiên cứu thiên văn. Hiện tại mình đang theo học University of Nottingham, khoa thiên văn học.Hiện theo mình biết thì ở Việt Nam bây giờ ngành thiên văn học chưa được phát triển và chú trọng đào tạo.Mong rằng nước ta sớm có thể đầu tư phát triển để có cơ hội cho các bạn yêu thích và đam mê thiên văn và giúp ích cho nước nhà.

[hoanganh2]

A. QUAN NIỆM CŨ VỀ HỆ MẶT TRỜI: HỆ ĐỊA TÂM.

1. Quan niệm của Aristotle về vũ trụ (384(322 TCN).

-Aristotle là một nhà triết học vĩ đại thời cổ. Những tư tưởng của ông có ảnh hưởng sâu
sắc đến nhiều thế hệ. Mặc dù ở thời ông người ta không sử dụng toán học và tiến hành thí
nghiệm nhưng ông vẫn được coi là cha đẻ của vật lý với tác phẩm “Vật lý học”. Theo ông
vũ trụ được cấu thành bởi 4 yếu tố cơ bản là: đất, nước, không khí và lửa. Mỗi nguyên tố
đều có vị trí tự nhiên trong vũ trụ. Vị trí tự nhiên của đất là địa cầu, trung tâm bất động của
vũ trụ (Qua quan sát nguyệt thực thời này người ta đã biết Trái đất không phải là dĩa bẹt
mà có hình cầu). Vị trí tự nhiên của nước là phần khối cầu bao bọc ngoài địa cầu. Vị trí tự
nhiên của không khí và lửa là hai phần khối cầu bọc ngoài. Mặt cầu ngoài cùng là giới hạn
vị trí của lửa, có gắn các sao bất động, đó là giới hạn của vũ trụ. Mỗi nguyên tố khi bị
cưỡng bức rời khỏi vị trí tự nhiên đều có xu hướng trở về vị trí tự nhiên cũ. Thế giới từ
Mặt trăng trở lên là của trời, là thế giới linh thiêng. Chuyển động tự nhiên của các thiên
thể ở đây là chuyển động tròn, vì đường tròn là hoàn thiện nhất. Thế giới dưới Mặt trăng
là thế giới trần tục nên chuyển động là đường thẳng, một đường không hoàn thiện. Tất cả
các thiên thể đều có dạng hình cầu ( một hình dạng hoàn thiện. Vũ trụ đã tồn tại và sẽ tồn
tại mãi, vĩnh hằng, bất biến. Theo ông thì không có chân không và vật nặng rơi tự do nhanh
hơn vật nhẹ.

Như vậy từ các truyền thuyết sơ khai về vũ trụ đến Aristotle vũ trụ đã có tâm là Trái đất
với các định luật cơ học được hiểu một cách trực quan, thiếu chính xác.

2. Hệ địa tâm của Ptolemy.

Tới thế kỷ III TCN Thiên văn bắt đầu tách thành một khoa học riêng biệt. Các nhà
Thiên văn đã thực hiện các quan sát về chuyển động của các hành tinh (Xem lại phần nhập
môn) . Họ đưa ra lý thuyết về nội luận, ngoại luận và tâm sai. Ptolemy (87(165) đã hoàn
chỉnh các lý thuyết đó và xây dựng một mô hình vũ trụ gồm Mặt trời, Mặt trăng, các hành
tinh: Thủy, Kim, Hỏa, Mộc, Thổ và Trái đất theo trật tự sau (trong tác phẩm “Almagest”):

- Trái đất nằm yên ở trung tâm vũ trụ.
- Giới hạn của vũ trụ là một vòm cầu trên có gắn các sao. Vòm cầu này quay đều quanh
một trục xuyên qua Trái đất.
- Mặt trăng, Mặt trời chuyển động đều quanh Trái đất cùng chiều với chiều quay của
vòm cầu nhưng với chu kỳ khác nhau nên chúng dịch chuyển đối với các sao.
- Các hành tinh chuyển động đều theo những vòng tròn nhỏ (Epicycle: Nội luận); tâm
của vòng tròn nhỏ này chuyển động theo các vòng tròn lớn (deferent: ngoại luận) quanh
Trái đất. Có thể tâm của vòng tròn lớn lệch khỏi Trái đất ( nó có tâm sai (eccentric).
- Trái đất, Mặt trời, tâm vòng tròn nhỏ của Kim tinh, Thủy tinh luôn nằm trên một
đường thẳng.

Như vậy mô hình vũ trụ địa tâm của Ptolemy thỏa mãn cho việc giải thích chuyển động
nhìn thấy của thiên thể trên thiên cầu. Đồng thời nó phù hợp với kinh thánh về sự sáng tạo
ra thế giới của Chúa trong 6 ngày, với Trái đất là trung tâm. Vì vậy thuyết địa tâm Ptolemy
được giáo hội tán đồng và tồn tại cả ngàn năm.

-Theo quan điểm cơ học về sự tương đối của chuyển động ta có thể chọn vật bất kỳ làm
mốc tọa độ, cho nó đứng yên và so sánh sự chuyển động của vật khác đối với nó. Nếu ta
chọn đúng thì việc tính toán, quan sát được dễ dàng. Ở đây Ptolemy đã gắn tâm của hệ với
Trái đất. Đó là một việc làm không khôn ngoan nếu không nói là sai lầm, vì nó đưa đến
những tính toán phức tạp, rối rắm. Các tu sĩ đã từng phải thốt lên khi học nó: “Tại sao
Chúa lại sáng tạo ra một mô hình phiền toái đến thế”.

B. HỆ NHẬT TÂM COPERNICUS ( CUỘC CÁCH MẠNG LỚN TRONG THIÊN VĂN).

Mặc dù có nhiều phiền toái nhưng do được Giáo hội ủng hộ, mô hình Hệ địa tâm
Ptolemy vẫn tồn tại nhiều thế kỷ. Nó đã khiến khoa học dậm chân tại chỗ. Nhiều nhà khoa
học đã nghi ngờ về tính xác thực của nó. Nhưng trước thế lực Nhà thờ chưa ai dám nêu ra
một giả thuyết khác. Mãi đến thời đại Phục hưng, vào thế kỷ 16 Nicolaus Copernicus, một
nhà khoa học BaLan, mới dũng cảm vạch ra chân lý. Tuy vậy, trong những năm dài của
cuộc đời, ông vẫn phục vụ nhà thờ với với cương vị thư ký và bác sĩ, trong sự che chở của
ông bác là giáo chủ. Ông đã tham gia nhiều hoạt động xã hội, đã đi xuất dương du lịch học
hỏi nhiều. Nhưng vốn yêu thích thiên văn và toán học, ông đã miệt mài nghiên cứu bầu trời
trong những điều kiện hết sức khó khăn và bằng những dụng cụ thô sơ ông vẫn thu được
những kết quả khá chính xác. Chỉ đến những ngày cuối đời ông mới dám công bố kết quả
nghiên cứu của mình trong cuốn sách “De Revolutionibus orbis um coeleftium” (Về sự
quay của Thiên cầu) để tránh sự trả thù của giáo hội. Hệ Nhật tâm Copernicus ra đời mở
đầu cho cuộc cách mạng trong nhận thức của con người về vũ trụ. Mặc dù vẫn phải dùng
các khái niệm nội luận, ngoại luận, tâm sai như Ptolemy nhưng Copernicus đã có khái
niệm về tính tương đối của chuyển động. Ông đã nhận thấy việc Trái đất quay quanh Mặt
trời là cái có thật, việc Trái đất đứng yên chỉ là ảo ảnh. Ông chỉ rõ:

- Mặt trời là trung tâm của vũ trụ.
- Các hành tinh (Thủy, Kim, Trái đất, Hỏa, Mộc, Thổ) chuyển động đều quanh Mặt trời
theo qũi đạo tròn, cùng chiều và gần như ở trong cùng một mặt phẳng. Càng ở xa Mặt trời
chu kỳ chuyển động của hành tinh càng lớn.
- Trái đất cũng là một hành tinh chuyển động quanh Mặt trời, đồng thời tự quay quanh
một trục xuyên tâm.
- Mặt trăng chuyển động tròn quanh Trái đất (Vệ tinh của Trái đất).
- Thủy tinh, Kim tinh ở gần Mặt trời hơn Trái đất (có quĩ đạo chuyển động bé hơn) Hỏa
tinh, Mộc tinh, Thổ tinh có qũi đạo lớn hơn (ở xa Mặt trời hơn).
Vậy cấu trúc của hệ là gồm Mặt trời ở tâm và các hành tinh theo thứ tự xa dần là: Thủy,
Kim, Trái đất, Hỏa, Mộc, Thổ.
- Ở một khoảng rất xa là mặt cầu có chứa các sao bất động.

- Mặc dù còn nhiều điểm thiếu chính xác cần phải hoàn thiện Copernicus đã đưa ra một
mô hình đúng đắn về hệ Mặt trời. Cho đến nay người ta đã hoàn toàn công nhận nó. Nhưng
cuộc đấu tranh để khẳng định chân lý này đã phải kéo dài hàng chục năm với sự dũng cảm
hy sinh của nhiều nhà khoa học thời bấy giờ.