Vài tháng trước đây, tin một người Hà Lan chế tạo kính viễn vọng đã vang đến tai tôi. Với dụng cụ này, người ta có thể quan sát một vật ở khoảng cách xa giống như thể nó đang đứng trước mặt. Các bằng chứng về biểu hiện tuyệt vời của kính viễn vọng cũng đã được báo cáo. Một số báo cáo này đã đạt được sự chấp nhận đáng kể nhưng cũng còn một số hoài nghi. Vài ngày sau, một quý ông người Pháp, Jaques Badovere, đã gửi cho tôi một bản báo cáo xác nhận mà nhờ đó đã thúc đẩy tôi tìm hiểu cơ chế hoạt động của kính viễn vọng và tìm cách sáng chế một dụng cụ tương tự. Tôi đã thành công sau một thời gian ngắn nghiên cứu lý thuyết khúc xạ. Dùng một ống tuýp lớn, đầu tiên tôi dùng ống bằng chì, ở hai đầu tôi lắp hai thấu kính thủy tinh, một đầu với thấu kính lồi và một đầu với thấu kính lõm. Tôi đặt mắt vào đầu có thấu kính lõm và quan sát thấy các vật thể to và gần hơn như mong đợi. Các vật thể xuất hiện ở khoảng cách chỉ bằng một phần ba khoảng cách thật và chín lần lớn hơn so với khi quan sát bằng mắt thường. Tiếp theo tôi đã chế tạo một kính thiên văn khác hoạt động tốt hơn và phóng đại vật thể lên sáu mươi lần. Cuối cùng, tôi đã tập trung tiền của và nhân lực để chế tạo một kính thiên văn có khả năng phóng đại lên gấp một nghìn lần và rút ngắn khoảng cách hơn ba mươi lần so với khi quan sát bằng mắt thường.
Sẽ tốn rất nhiều thời gian để liệt kê hết tầm quan trọng của kính thiên văn có thể mang lại cho chúng ta khi sử dụng trên đất liền và trên biển. Bỏ qua các ứng dụng của kính thiên văn đối các vật thể trên trái đất, tôi dấn thân vào quan sát các thiên thể. Trước hết, tôi tiến hành quan sát mặt trăng gần như ở khoảng cách chỉ bằng hai lần bán kính của trái đất. Sau mặt trăng, tôi thường xuyên quan sát các thiên thể khác, cả các ngôi sao cố định và các hành tinh, với một niềm vui sướng vô hạn. Sau khi quan sát được một số lượng lớn các thiên thể, tôi bắt đầu tìm hiểu một phương pháp đo khoảng cách giữa chúng và cuối cùng cũng đã thành công. Tôi cũng lưu ý cho những ai quan tâm đến các loại hình quan sát này là phải tiến hành một cách hết sức cẩn thận. Trước hết, điều tối quan trọng là phải có một kính thiên văn hoàn hảo có thể quan sát các vật thể sáng rõ nét và không bị nhòa. Kính thiên văn này phải có khả năng phóng đại ít nhất là 400 lần, lúc đó nó sẽ giúp ta quan sát các thiên thể giống như chỉ cách xa chúng một phần 20 so với khoảng cách thật. Nếu kính thiên văn không đủ mạnh như yêu cầu, quan sát các thiên thể như tôi đã thực hiện và trình bày dưới đây sẽ trở nên vô hiệu.
Để chắc chắn hơn về khả năng phóng đại của kính thiên văn, ta phải tìm ra hai mảnh giấy hình tròn hoặc hình vuông; một mảnh có diện tích lớn hơn mảnh kia 400 lần, có nghĩa là đường kính của mảnh giấy lớn phải gấp 20 lần mảnh giấy nhỏ. Ta đặt hai mảnh giấy này vào một mảng tường và tiến hành quan sát từ một khoảng cách cố định. Với hai mắt đều mở, ta dùng một mắt áp vào kính thiên văn để quan sát mảnh giấy nhỏ và dùng mắt còn lại không có bất cứ dụng cụ trợ giúp nào quan sát mảnh giấy lớn. Nếu kính thiên văn hoạt động với độ phóng đại đúng như mong đợi, ta sẽ nhìn thấy hai mảnh giấy này có cùng kích thước.
Hình 1: Mô hình kính thiên văn của Galileo
Sau khi chuẩn bị dụng cụ theo yêu cầu như đã nói ở trên, phương pháp đo đạc khoảng cách sẽ được tiến hành như sau:
Đễ cho dễ hiểu, tôi giả sử kính thiên văn là một ống tuýp ABCD với E là mắt của người quan sát (xem hình 1). Nếu không có thấu kính nào trong ống tuýp, tia nhìn từ mắt đến vật thể FG sẽ là hai đường thẳng ECF và EDG. Nhưng khi ta lắp thấu kính vào, tia nhìn sẽ bị bẻ cong thành đường gấp khúc ECH và EDI bởi vì nó bị thấu kính thu lại. Và vật thể FG được quan sát khi không có thấu kính sẽ bao gồm phần HI. Vì vậy tỉ lệ giữa EH với đường thẳng HI đã rõ ràng, do đó nhờ vào bảng sin, góc đối với HI tại điểm E (mắt) dễ dàng được xác định là khoảng vài phút. Nếu ta lần lượt đặt vào sau thấu kính CD một vài bảng sắt mỏng được đục khoét một số lỗ với kích thước khác nhau, ta có thể dễ dàng dựng lại các góc đối có độ lớn chênh lệch nhau khoảng vài phút. Nhờ vậy, ta có thể dễ dàng đo khoảng cách góc/biểu kiến (angular distance) giữa các ngôi sao cách nhau khoảng vài phút với sai số một hoặc hai phút. Nhưng kết quả này tạm thời cũng đã đủ cho ta bắt tay vào giải quyết một số câu hỏi cơ bản. Nếu có cơ hội, tôi sẽ công bố trọn lý thuyết của dụng cụ này trong tương lai.
(còn tiếp...)
Người dịch: Nguyễn Lương Quang (CITA - Canada)
