Nhà thiên văn học cuối thế kỷ 16 Galileo Galilei là một trong những nhân vật quan trọng nhất của ngành thiên văn học. Việc nghiên cứu các quy luật chuyển động và quan sát thiên văn qua kính viễn vọng khiến ông trở thành một trong những nhà tư tưởng chủ chốt trong khoa học lịch sử.
Đóng góp lớn nhất của Galileo cho ngành thiên văn học có lẽ là công trình của ông ủng hộ rằng Trái đất và các hành tinh trong Hệ Mặt trời quay quanh Mặt trời chứ không phải quay ngược lại, đó là sự khôn ngoan được chấp nhận vào thời của ông.
Trong khi Galileo không tự mình nghĩ ra ý tưởng này, ông là người ủng hộ chính cho quan điểm nhật tâm này về Hệ Mặt trời, và do đó ông thấy mình gặp rắc rối với cơ sở chính trị và tôn giáo thời đó.
Cuối cùng, anh ta bị đưa ra trước Tòa án dị giáo và được lệnh rút lại các lý thuyết của mình về Trái đất và chuyển động của nó quanh Mặt trời.
Một cuốn sách mới của William R. Shea có tựa đề Cuộc trò chuyện với Galileo tưởng tượng ra một loạt các cuộc phỏng vấn với nhà thiên văn học nổi tiếng thảo luận về cuộc đời, công việc của ông và cách ông nhận thấy mình bị quản thúc tại gia.
Dưới đây là đoạn trích từ cuốn sách trong đó Galileo khám phá khái niệm về Hệ Mặt trời nhật tâm.
Ý tưởng rằng Trái đất đang di chuyển trong không gian cuối cùng đã thay đổi quan niệm của chúng ta về vũ trụ và mối quan hệ của chúng ta với nó.
Nhưng Copernicus đã đề xuất điều này chỉ trong nỗ lực cải thiện các kỹ thuật được sử dụng để dự đoán vị trí thiên văn của các thiên thể, và ông đã dành rất ít thời gian để chứng minh rằng nó không chỉ hữu ích về mặt thiên văn mà còn đúng về mặt vật lý.
Galileo đã giải quyết những vấn đề này và nếu ông không thể chứng minh rằng Trái đất vừa quay quanh trục của nó vừa quay quanh Mặt trời, thì ông đã nghĩ ra những chiến lược tuyệt vời để chỉ ra rằng các lập luận địa tâm truyền thống là yếu và thường được đưa ra giả định rằng Trái đất đang ở nghỉ ngơi.
Galileo: Lần đầu tiên tôi nghe về nó khi còn là sinh viên tại Đại học Pisa. Một trong những giáo viên của tôi đã chọc cười toàn bộ ý tưởng nhưng theo cách mà tôi nghi ngờ rằng anh ấy đã không hiểu nó.
Vì vậy, tôi đến thư viện để xem cuốn Bàn về các vòng quay của các quả cầu trên trời của Copernicus, và tôi phát hiện ra rằng đó không phải là một ý tưởng mới lạ mà là một ý tưởng đã được đưa ra từ thời cổ đại bởi Aristarchus of Samos và bởi một số triết gia, những người được gọi là Pythagore theo tên người lãnh đạo trường học của họ.
Tôi luôn ngạc nhiên về mức độ hiểu biết của người Hy Lạp. Hãy nghĩ về Archimedes, một trong những bộ óc vĩ đại nhất mọi thời đại và biết nhiều toán học hơn bất kỳ người nào đang sống ngày nay.
Thật không may, những lập luận của Người xưa về chuyển động của Trái đất đã bị thất lạc, nhưng Copernicus đã tái tạo lại chúng với sự kiên trì bền bỉ.
Công việc của ông đã được ca ngợi rất nhiều và ông thậm chí còn được phép tặng cuốn sách của mình cho Giáo hoàng Paul III.
Đó chỉ là những gì giáo viên của tôi đã nói – “Hãy sử dụng một chút lẽ thường! Nếu Trái đất quay rất nhanh, những đám mây sẽ bay đi mất.”
Tôi thừa nhận đây là một khó khăn thực sự. Trái đất có thể tự quay mà không có bất kỳ dấu hiệu rõ ràng nào cho thấy nó đang làm như vậy không?
Tôi băn khoăn về điều này cho đến khi tôi nghĩ ra một thí nghiệm giúp tôi thấy rằng chuyển động là tương đối. Hãy để tôi cố gắng giải thích.
Hãy tưởng tượng rằng cả hai chúng tôi quyết định đi từ Venice đến Ai Cập bằng thuyền, và khi đến bến cảng, chúng tôi được chỉ định một cabin bên trong không có cửa sổ.
Chúng tôi mệt lử và lên giường nằm ngủ ngon lành cho đến sáng. Khi tỉnh giấc, ta tự hỏi tàu đã nhổ neo chưa. Nó dường như không di chuyển, nhưng đây không phải là bằng chứng thuyết phục rằng chúng tôi vẫn đang nghỉ ngơi trong bến cảng.
Xét cho cùng, có thể chúng ta đang chèo thuyền suôn sẻ đến mức không cảm thấy gì. Làm thế nào chúng ta có thể tìm ra?
Chà, làm thế nào về việc này một cách khoa học và thực hiện một số thí nghiệm bên trong cabin của chúng tôi? Tôi châm một que diêm và khói bay thẳng lên; bạn ném một quả bóng lên trần nhà và nó rơi thẳng xuống.
Sau đó, chúng tôi ném quả bóng cho nhau và nó sẽ di chuyển với cùng một tốc độ cho dù nó được ném về phía trước hay phía sau con tàu.
Vì vậy, theo như những gì chúng ta có thể thấy, các vật thể chuyển động bên trong cabin hoạt động như thể con tàu đang đứng yên.
Có lẽ thuyền trưởng đã quyết định không ra khơi và chúng tôi thực sự đang nghỉ ngơi, nhưng chúng tôi không thể thực sự biết điều này nếu không lên boong và nhìn vào bờ.
Chuyển động bên trong cabin kín là tương đối. Điều gì sẽ xảy ra nếu chuyển động trên toàn bộ bề mặt Trái đất cũng là tương đối và không thể phát hiện được?
Hoàn toàn có thể – nhưng thật không may, những cỗ xe tốt như vậy và những con đường lý tưởng như vậy vẫn chưa được phát minh, và để hiểu thế giới thực sự vận hành như thế nào, chúng ta phải sử dụng trí tưởng tượng cũng như đôi mắt của mình.
Điều cần thiết để xác nhận giả thuyết rằng Trái đất chuyển động không phải là điều xảy ra ở các tầng trời bên trên mà ở đây bên dưới Trái đất – nói cách khác, một lập luận trên mặt đất.
Tôi tin rằng bằng chứng đó chỉ được cung cấp bởi thủy triều, vì nếu Trái đất đứng yên thì sẽ không có cách nào giải thích được chúng.
Tôi biết rằng một số người đã nói về sự thống trị của Mặt trăng trên mặt nước, nhưng đó chỉ là chuyện dân gian.
Tôi ngạc nhiên rằng Kepler vĩ đại, với đầu óc tự do và nhạy bén của mình, lại có thể đắm chìm trong những tưởng tượng như vậy.
Tuy nhiên, nếu Trái đất vừa quay quanh trục của nó vừa quay quanh Mặt trời, thì thủy triều và dòng chảy của biển nhất thiết phải theo sau.
Các chuyển động kết hợp của Trái đất tạo ra thủy triều lên và thủy triều xuống đều đặn.
Tôi thậm chí còn phát hiện ra một mô hình phù hợp.
Một hôm tôi đi một chiếc sà lan chở nước ngọt từ đất liền đến Venice và tôi để ý thấy khi nó tăng tốc thì nước chất đống ở phía sau, còn khi nó chạy chậm lại thì nước vẫn duy trì chuyển động của nó và lao về phía trước.
Bây giờ, hãy nghĩ về đáy biển như những chiếc sà lan khổng lồ, nơi mà sự chậm lại và tăng tốc được cung cấp bởi hai chuyển động của Trái đất, một chuyển động quanh trục của nó và chuyển động kia quanh Mặt trời, được cộng hoặc trừ luân phiên.
Đây là cơ chế đơn giản thiết lập dòng nước trượt về phía sau và phía trước.
Không cần phải nói, độ sâu và cấu hình không đồng đều của đáy biển cũng như đường viền khác nhau của bờ biển sẽ phải được xem xét, nhưng cơ chế cơ bản là cơ chế mà tôi vừa chỉ ra.
Lấy từ Cuộc trò chuyện với Galileo . Bản quyền văn bản © William Shea, Watkins Media 2019.