Những sự kiện nhật thực cách mạng hóa khoa học

Nhật thực toàn phần không chỉ là sự kiện thiên văn đáng chú ý mà còn đóng vai trò lớn dẫn tới nhiều phát hiện quan trọng.

Hôm 8/4, hàng triệu người trên khắp nước Mỹ có cơ hội quan sát nhật thực. Vào giữa trưa theo giờ địa phương, bầu trời sẽ tối sầm khi nhật thực toàn phần xuất hiện ở 15 bang. Qua nhiều thập kỷ, nhật thực toàn phần đã trở nên ít bí hiểm hơn và trở thành cơ hội để kiểm tra những giả thuyết khoa học cũng như dẫn tới nhiều phát hiện mới, theo Business Insider. Sau đây là 7 sự kiện nhật thực toàn phần giúp thúc đẩy hiểu biết khoa học của con người.

Nhật thực toàn phần mang đến cơ hội nghiên cứu quý giá cho các nhà khoa học. (Ảnh: Sunset Magazine).

1. Đo vòng quay của Trái đất

Vài ghi chép sớm nhất về thiên thực có từ hàng nghìn năm trước. Một số chuyên gia cho rằng hình khắc trên đá ở một tượng đài tại Ireland mô tả thiên thực xảy ra vào ngày 30/11 năm 3340 trước Công nguyên. Dấu vết do con người tạo ra trên mai rùa từ Trung Quốc và phiến đất sét Babylon từ hơn 3.000 năm trước cũng nhắc tới nhật thực. Thông qua những mô tả về nhật thực trong lịch sử, nhà thiên văn học Edmond Halley ở thế kỷ 18 lần đầu tiên nhận thấy vòng quay của Trái đất chậm dần qua hàng thiên niên kỷ.

2. Phát hiện nguyên nhân tạo ra nhật thực

Hai học giả hiện đại cho rằng triết gia người Hy Lạp Anaxagoras xứ Clazomenae nhận ra vai trò của Mặt trăng trong nhật thực. Nhiều khả năng ông phát triển giả thuyết sau khi chứng kiến nhật thực hình khuyên vào ngày 17/2/478 trước Công nguyên.

Anaxagoras cho rằng áp suất không khí khiến Trái đất phẳng lơ lửng ở trung tâm với Mặt trời, Mặt trăng và các ngôi sao xoay xung quanh. Bất chấp lỗi đó, ông vẫn phát hiện cơ chế cơ bản phía sau nhật thực. Anaxagoras tin rằng Mặt trăng phản chiếu ánh sáng Mặt trời. Giả thuyết của ông cũng nêu chính xác khi Mặt trăng di chuyển phía trước Mặt trời, nó tạo ra nhật thực. Tương tự, khi Trái đất ở giữa Mặt trời và Mặt trăng, nguyệt thực sẽ diễn ra. Anaxagoras cũng sử dụng bóng của Mặt trăng trong nhật thực để ước tính kích thước của nó, nhưng tính toán của ông cho kết quả nhỏ hơn nhiều so với thực tế.

3. Ước tính khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trăng

Ngày 14/3/189 trước Công nguyên, nhật thực toàn phần lướt qua phía bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Nhà thiên văn học người Hy Lạp Hipparchus khi đó chỉ là một đứa trẻ, nhưng có thể ông đã chứng kiến sự kiện. Nhiều năm sau, Hipparchus có thể sử dụng mô tả từ người khác về sự kiện nhật thực đó để tạo ra một trong những ước tính toán học chính xác nhất về khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trăng. Dù ghi chép trực tiếp của Hipparchus đã thất lạc, một học giả thế kỷ 4 nêu đã chi tiết cách ông sử dụng thông tin.

Nhà thiên văn học ước tính khoảng cách giữa vị trí nhật thực toàn phần ở nơi ngày nay là Thổ Nhĩ Kỳ và Alexandria, Ai Cập (nơi 1/5 Mặt trời lộ ra) để tính toán. Dựa trên phép tính, Hipparchus đưa ra vài ước lượng, bao gồm con số 452.848 km, không chênh lệch quá nhiều so với khoảng cách chính xác là 384.400 km.

4. Dự đoán đường đi của nhật thực

Vào thế kỷ 11 hoặc 12, những nhà thiên văn học Maya có một dự đoán đáng chú ý ở thời của họ. Họ tính toán nhật thực toàn phần sẽ diễn ra vào năm 1991 và dự đoán của họ chỉ chênh lệch trong vòng một ngày. Mãi tới nhiều thế kỷ sau, nhân loại mới có thể đưa ra dự đoán chính xác hơn. Trong thế kỷ 18, Edmond Halley, người nổi tiếng với phát hiện về sao chổi mang tên ông, tạo ra bản đồ dự đoán đường đi của nhật thực vào ngày 5/3/1715 với độ chính xác cực cao (chỉ chênh lệch 4 phút), dựa trên định luật vạn vật hấp dẫn của Isaac Newton.

5. Phát hiện heli

Heli rất dồi dào trong vũ trụ nhưng rất hiếm trên Trái đất. Một sự kiện nhật thực đã giúp giới thiên văn học phát hiện nguyên tố. Nhà thiên văn học người Pháp Pierre Jules César Janssen tới Ấn Độ để quan sát nhật thực vào ngày 18/8/1868. Ông sử dụng kính quang phổ để phân tách ánh sáng Mặt trời thành quang phổ.

Janssen trông thấy một vạch màu vàng với bước sóng không giống bất kỳ nguyên tố nào khác. Cùng thời gian đó, nhà thiên văn học người Anh Norman Lockyer phát triển một thiết bị quan sát Mặt trời ngay cả khi không có nhật thực. Ông cũng trông thấy vạch màu tương tự. Lockyer gọi nguyên tố bí ẩn là heli. Các nhà khoa học mất hai thập kỷ để nhìn thấy nó trên Trái đất, trong thí nghiệm với dung nham núi Vesuvius và uranium.

6. Chứng minh thuyết tương đối của Einstein

Nhà thiên văn học James Craig Watson chắc chắn ông tìm thấy bằng chứng về một hành tinh mới trong nhật thực năm 1878. Nằm giữa Mặt trời và sao Thủy, Vulcan chỉ có thể quan sát được khi Mặt trăng bị che khuất bởi ngôi sao khổng lồ. Thêm vài lần nhật thực trôi qua nhưng không ai tìm thấy bằng chứng về Vulcan. Năm 1915, Albert Einstein giải thích quỹ đạo khác thường của sao Thủy bằng thuyết tương đối tổng quát. Cách lý giải này khớp với dữ liệu hơn là một hành tinh bí ẩn khó quan sát.

Dù vậy, thuyết tương đối của Einstein không có bằng chứng khoa học cho tới sự kiện nhật thực ngày 29/5/1919. Nhà vật lý cho biết lực hấp dẫn của Mặt trời bẻ cong ánh sáng từ các ngôi sao gần đó. Năm 1919, có nhiều chuyến thám hiểm tới Principe, một hòn đảo ngoài khơi châu Phi, và Brazil. Khi Mặt trăng che khuất Mặt trời, giới thiên văn học chụp ảnh. Những ngôi sao dường như dịch chuyển vị trí so với ảnh tham chiếu. Vị trí mới cho thấy Mặt trời bẻ cong ánh sáng theo như Einstein dự đoán.

7. Nghiên cứu thiên thực từ vũ trụ

Phi hành đoàn Gemini 12 gồm Jim Lovell và Buzz Aldrin là những người đầu tiên chứng kiến nhật thực toàn phần từ không gian. Ngày 12/11/1966, nhật thực di chuyển từ Peru tới Brazil và hai phi hành gia bay gần dải toàn phần. Đó là một sự kiện trùng hợp. Những bức ảnh của Aldrin có phần kém rõ nét. 4 năm sau, các kênh truyền hình đưa tin về nhật thực của thế kỷ diễn ra vào ngày 7/3/1970. NASA cũng phóng hơn 20 tên lửa nghiên cứu bức xạ cực tím và tia X từ Mặt trời trong suốt hiện tượng. Họ sẽ tiếp tục sử dụng tên lửa để thu thập dữ liệu về nhật thực hôm 8/4.