100 khám phá khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử/17
Dải Ngân Hà
- Thời gian phát hiện: năm 1750.
- Nội dung phát hiện: mặt trời không phải là trung tâm của vũ trụ mà chỉ là một bộ phận trong hệ thống tập hợp của các ngôi sao, hệ thống này có hình đĩa dẹt và trôi lơ lửng trong không gian bao la của vũ trụ.
- Người phát minh: Thomas Wright và William Heprschel.
Tại sao phát hiện ra dải Ngân Hà lại có tên trong danh sách 100 khám phá vĩ đại nhất trong lịch sử?
Dải Ngân Hà là do tập hợp của các ngôi sao tạo nên, phát hiện này đánh dấu một bước tiến mới của con người trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ. Con người bắt đầu nhận thức được hình dạng thực của vũ trụ cũng như sự phân bố của các vì sao. Trong một nghiên cứu thiên văn học của mình về dải ngân hà, Thomas lần đầu tiên đưa ra lý luận: mặt trời không phải là trung tâm của vũ trụ mà mặt trời chỉ nằm trong một quần thể tập hợp của các ngôi sao – quần thể đó được ông gọi tên là dải Ngân Hà. Lý luận này của Wright đã đưa khoa học tiến thêm được một bước dài mới, con người từ đó nhận thức được mặt trời và trái đất thực chất chỉ là hai hạt bụi vô cùng nhỏ bé của vũ trụ bao la. Và 25 năm sau đó, bằng quá trình nghiên cứu tỉ mỉ, William Herschel đã chứng minh được tính chính xác của lý luận này.
Dải Ngân Hà đã được phát hiện ra như thế nào?
Vài nghìn năm trước đó, con người luôn tin rằng vũ trụ là vỏ của một khối cầu khổng lồ do các ngôi sao cấu tạo nên và trái đất nằm ở vị trí trung tâm của vũ trụ. Ngoài các hành tinh xung quanh và mặt trời ra thì khoảng không bao la giữa trái đất và lớp vỏ quả cầu khổng lồ đó không tồn tại bất cứ thứ gì.
Đến giữa thế kỷ XVII, phần lớn các nhà khoa học đều công nhận trái đất không phải là trung tâm, mặt trời mới là trung tâm của khối cầu vũ trụ. Một số nhà khoa học kiệt xuất (ví dụ như Chirstian Huygens) cho rằng vũ trụ là một khối cầu tối, bên ngoài vũ trụ thì luôn có ánh sáng, ánh sáng đó đi vào vũ trụ thông qua các lỗ trên khối cầu tối, các lỗ phát sáng này chính là các ngôi sao.
Nghiên cứu của Thomas Wright và William Herschel đã chứng minh sự tồn tại của một quần thể tập hợp dày đặc của các ngôi sao – dải Ngân Hà. Thomas Wright là người nước Anh, ông sinh năm 1711, vốn là một thầy giáo trong ngành toán học và hàng hải, ông còn là một nhà thiên văn học nghiệp dư rất đam mê và sôi nổi. Cũng giống như các nhà thiên văn học trước đó, Wright cũng chú ý đến sự phân bố không đồng đều của các vì sao trên trời mà dường như từng nhóm sao mờ phân bố dày đặc theo hình đĩa dẹt.
Hiện tượng này đã khiến Wright băn khoăn, trăn trở. Ông tin rằng vũ trụ do Thượng đế sáng tạo ra phải hoàn hảo và có trật tự, nói như vậy thì các ngôi sao phải được phân bố đồng đều và hoàn mỹ trên bầu trời. Ông không thể chấp nhận một sự thật là “sản phẩm” do Thượng đế tạo ra lại không hoàn mỹ, ông quyết định chứng minh vị trí của các ngôi và các hằng tinh thực chất đều được sắp xếp một cách có quy luật chứ không giống như những gì mà chúng ta vẫn nhìn thấy.
Wright cho rằng các ngôi sao có thể được trải trên bề mặt của một dải bong bóng khổng lồ. Nếu các ngôi sao nằm ở trong số các vòng của lớp bong bóng đó, theo vòng đó mà quan sát thì các ngôi sao mà chúng ta nhìn thấy sẽ nhiều hơn khi nhìn trực tiếp ra ngoài các vòng đó. Sau đó ông lại suy nghĩ xem sao Thổ nằm ở trong vòng nào, và đưa ra nhận định tất cả các ngôi sao đã cấu tạo nên một số vòng lớn hoặc một hình đĩa dẹt. Nếu như chúng ta cũng ở trên chiếc đĩa đó thì có thể lý giải tại sao khi quan sát, chúng ta luôn thấy các ngôi sao phân bố không đồng đều, nhưng trên thực tế các ngôi sao lại phân bố rất đều trên chiếc đĩa đó.
Năm 1750, Wright phát biểu lý luận của mình trong tác phẩm Thuyết nguồn gốc hay Giải thuyết mới về vũ trụ, ông là người đầu tiên gọi tập hợp các ngôi sao là dải Ngân Hà. Năm năm sau, nhà toán học đồng thời là nhà thiên văn học trứ danh Immanuel Kant cũng đã đưa ra lý luận tương tự, ông cũng cho rằng tập hợp của các ngôi sao có hình đĩa.
William Herschel là nhà thiên văn học người Anh, ông sinh năm 1738. Herschel đã từng rất say mê đọc lý luận của Wright và đến năm 1785, ông quyết định tiến hành thống kê số lượng của các ngôi sao trên bầu trời. Tất nhiên là Herschel không thể thống kê hết được các vì sao mà ông chỉ chọn ra 683 khu nhỏ trên bầu trời sau đó dùng kính viễn vọng có chiều dài 48 inch để quan sát và thống kê số lượng các ngôi sao trong mỗi khu vực nhỏ đó. Vào thời bấy giờ thì phạm vi quan sát được như vậy của Herschel đã là rất rộng rồi. Ít lâu sau, Herschel phát hiện ra số lượng các ngôi sao tỉ lệ thuận với khoảng cách của chúng với Ngân Hà, điều đó có nghĩa là các khu vực càng gần Ngân Hà thì số lượng sao càng tăng mạnh. (Số lượng sao thưa thớt nhất khi chúng ở vào hướng tạo thành góc thẳng với Ngân Hà).
Phát hiện này đã khiến Harschel suy ngẫm về lý luận mà Wright và Kant đã đưa ra. Cuối cùng ông rút ra kết luận là hầu hết các ngôi sao đều tập trung trong một khu vực có hình thấu kính, mặt trời cũng nằm trong khu vực đó. Wright đã phát hiện ra dải ngân hà và hình dạng của nó. Herschel là người đầu tiên đưa phép đo lường mang tính thống kê bổ sung vào phát hiện của Wright.
