Từ kính viễn vọng Galileo đến “mắt thần” Hubble

Galileo với kính thiên văn (tranh vẽ năm 1620)

Bên cạnh tôn vinh những thành tựu của các nhà thiên văn, mục tiêu của “Năm Thiên văn học quốc tế” còn nhằm giúp tất cả mọi người trên Trái đất “làm quen” với vũ trụ. Từ những phát hiện ban đầu có tính đột phá của Galileo Galilei, ngày nay hàng triệu người trên thế giới có điều kiện noi theo ông, thông qua các cuộc quan sát bầu trời ở các đài thiên văn hiện đại, các cuộc hội thảo và triển lãm. Họ không chỉ tìm hiểu lịch sử thiên văn học mà còn được “làm quen” với những thành quả đã đạt chặng đường lịch sử đó, vì từ năm 1609 đến nay, ngành thiên văn học đã trải qua nhiều cuộc cách mạng vĩ đại.

 

Với chiếc kính viễn vọng có đường kính thấu kính 42mm và độ khuếch đại 20 lần, Galileo Galilei đã phát hiện ra hình dạng lưỡi liềm của Sao Kim, cho thấy khi ấy nó bị che khuất một phần bởi trái đất. Hiện tượng này đã tạo ra một “vụ nổ” gây chấn động giới học giả thời đó bởi vì nó là minh chứng khẳng định phát hiện của nhà thiên văn học Nicolaus Copernicus (1473 –1543) là đúng: Tất cả các hành tinh trong Hệ Mặt trời đều xoay quanh Mặt trời, chứ không phải xoay quanh Trái đất. Thế nhưng, bất chấp sự khám phá của Galileo Galilei, mãi đến cuối thế kỷ 17, thế giới mới chịu công nhận chân lý “Trái đất xoay quanh Mặt trời”.

Với các thiết bị quan sát bầu trời ngày càng hiện đại, các nhà thiên văn kế tiếp đã phát hiện ra rằng Hệ Mặt trời chỉ là một “hạt cát trong sa mạc” mang tên Dải Ngân hà. Sau đó, họ lại phát hiện Dải Ngân hà cũng chỉ là một “hạt cát” của vũ trụ mênh mông vô tận.

Các kính thiên văn dẫn đến những phát hiện mang tính đột phá này chính là những “hậu duệ” của chiếc kính viễn vọng quan sát bầu trời đầu tiên của Galileo Galilei, và giờ đây chúng đã vượt xa ông tổ của chúng “cả nghìn năm ánh sáng”. Trong cuộc chạy đua vô tận về độ khuếch đại, thế hệ kính thiên văn khúc xạ (sử dụng thấu kính) như chiếc kính viễn vọng của Galileo Galilei từ lâu đã được thay thế bằng những thế hệ kính thiên văn phản xạ bằng cáng gương parabol ngày càng lớn.

 

 

Ngay từ năm 1949, người Mỹ đã xây dựng một đài thiên văn trên đỉnh Mount Palomar. Kính thiên văn ở đây được trang bị gương parabol có đường kính tới 5m và có thể nhìn thấy ánh sáng của một ngọn nến ở cách xa 5.000km. Nhưng kính thiên văn khổng lồ Palomar cũng đã bị lui vào dĩ vãng từ lâu. Các kính thiên văn ngày nay được trang bị những gương parabol có đường kính trên 8m: Kính thiên văn VLT (Very Large Telescope) của châu Âu đặt ở Chile có tới 4 gương parabol liên kết với nhau và mỗi chiếc có đường kính 8,2m. Kính thiên văn Keck ở đỉnh Mauna Kea (Hawaii) có 2 gương parabol và mỗi chiếc có đường kính 10m. Một “siêu kính thiên văn điện tử” hiện đang được châu Âu chế tạo là một sự liên kết giữa 66 ăngten parabol khổng lồ.

 

Thế nhưng việc quan sát tất cả những kính nêu trên đều bị cản trở bởi tầng khí quyển. Để khắc phục điều đó, năm 1990 kính thiên văn vũ trụ đầu tiên, mang tên nhà thiên văn học Mỹ Edwin Hubble, đã được phóng lên quĩ đạo bay quanh Trái đất và cung cấp cho nhân loại những bức ảnh chưa từng có về vũ trụ. Có nằm mơ, Galileo cũng không thể hình dung ra một kính thiên văn khổng lồ, được trang một gương parabol có đường kính 2,4m, bay trong vũ trụ và có tầm nhìn vô tận không hề bị ảnh hưởng bởi thời tiết trên Trái đất. Giống như kính thiên văn đầu tiên của Galileo, Hubble cũng làm một cuộc cách mạng trong ngành thiên văn học.

Đến năm 2013, Hubble sẽ được thay thế bằng kính thiên văn JWST (James-Webb-Space-Telescope) với gương parabol có đường kính 6,4m. Với JWST, người ta có thể nhìn thấu Dải Ngân hà và bắt đầu vươn tới vũ trụ mênh mông vô tận.

Tuy bị hạn chế bởi tầng khí quyển, song các kính thiên văn mặt đất lại có lợi thế là không bị hạn chế bởi kích thước và trọng lượng như các kính thiên văn vũ trụ. Các nhà khoa học vẫn phải dùng cả hai loại kính này. Những phát hiện thiên văn mới thường là kết quả của sự kết hợp giữa các kính thiên văn mặt đất và Hubble.