Tycho Brahé

Tycho Brahé (1546-1601) nhà thiên  văn  Đan Mạch, người đầu tiên quan sát supernova: Xin mọi người đừng nghĩ rằng tôi sống  mà không làm được việc gì cả.

Bằng  mắt trần  Tyge Brah (tên  chưa  latin hóa của  Tycho Brahé) sinh ra 3 năm trước  khi Copernic  mất, 18 năm trước  khi Galilée ra đời và  25 năm trước  Kepler.  Ông  không được  nổi tiếng  bằng  những  nhà  thiên văn  khác  tuy rằng  ông  là  người đầu tiên đã quan sát supernova và đóng góp  một phần cho sự  khám phá những định luật cơ bản về chuyển động của  những thiên thể. Brahé  đã vô lịch sử  ngành thiên  văn như một nhà quan sát thiên  văn  lớn  nhất của thế  kỷ thứ  16.và  khung vũ trụ cầu kỳ mà  Brahé  đã quan sát chính xác  hơn hết trước  khi xử dụng  kính viễn vọng.

Tycho Brahé sinh năm 1546 trong  một gia đình quý  tộc  cổ  nhất vương  quốc  Danemark. Từ lúc 7 tuổi, Tycho đã học Latin và 13  tuổi, tháng 4 năm 1559, ông ghi danh học Luật và  Triết học  tại trường  đại học  Copenhague , sau đó tiếp tục  các trường Leipzig,  Rostock, Bâle  và Augsbourg.  Tại Wittenberg, sau một trận đấu kiếm với các sinh viên, mũi ông bị cắt mất nên  phải dùng  mũi giả  bằng  sáp (có tài liệu cho rằng mũi do ông làm lấy và bằng  hợp kim vàng và bạc). Để đọc bầu trời, ông dùng một quả địa cầu nhỏ bằng  nắm tay và để đo độ khác biệt giữa các thiên thể, ông chỉ dùng cái compas giản dị. Lần đầu quan sát  là tháng 8 năm 1563. Ðam mê môn  Thiên  văn, ông  đã quan sát sự  giao hội giữa  sao Thổ và  sao Mộc (sự đên gần nhau giữa Saturne và Jupiter) và  nhận thấy rằng  sự sai biệt giữa sự quan sát của ông với những  tài liệu cũ mà ông có là 1 tháng nên nhân dịp đó ông đã nêu ra  nhiều sai lầm quan trọng trong  các  bản đồ thiên văn cũ.

I/ Cuộc đời

Năm 1572, ông khám phá một ngôi sao sáng hơn Vénus, phía Tây bắc chòm sao Cassiopée -mà ngày nay ta biết đó là một supernova- và hai sao chổi rồi đưa ra những kết quả  đặc biệt làm vua Danemark, Frédéric II, xúc động đến nỗi đã quyết định bổ nhiệm ông làm nhà thiên văn chính thức  và  tặng  ông hòn đảo Hveen   cùng tiền bạc để xây đài thiên văn. Thực ra ông  xây một lâu đài lớn và đặt tên  là Uraniborg, nghĩa là  cung điện Uranie (xem hình bên dưới). Trong suốt 15 năm ông sống  một cuộc đời xa hoa tráng  lệ và mời khách lẫn những người phụ việc. Ông  xây một phòng thí nghiệm hóa học giả kim (alchimie) và một máy in với những dụng cụ chính xác cho ngành thiên văn mà chính ông  nghĩ ra như mô hình thiên cầu (sphère armillaire) khổng  lồ hay một quadrant trên 4 mét bề ngang, gắn vô tường.  Nơi này Brahé đã ghi lại hết tất cả  những quan sát trong suốt hai mươi năm những điều mà trước đó chưa ai từng quan sát chính xác như vậy.   Ông đã tả đài quan sát này của mình trong  quyển "Cơ học Thiên văn đổi mới" (Astronomiae instauratae mechanica, Wandsbeck, 1598).

Tycho Brahé trong đài quan sát của ông tại Brague, 1602 (Bibliothèque nationale de France)

Mô hình vũ trụ Héliogéocentrique theo  Brahé

Tuy nhiên, sự độc lập của ông đối với tín ngưỡng, sự khinh miệt của ông đối với các  lãnh chúa  cộng với số tiền to lớn mà vua ban cho ông đã khiến ông trở thành mục tiêu cho những cuộc tấn công  không ngừng. Năm 1588 sau khi vua Frédéric II mất, người thừa kế là Christian IV lên ngôi. Với bao nhiêu là tài liệu lưu trữ quý báu vậy mà năm 1597, sau những sứt mẻ trầm trọng lâu dài giữa hai người, Christian IV đã  lấy lại hết những  gì vua Frédéric đã cho ông.  Không còn tiền, nhà lãnh chúa xa hoa rời Uranibourg và trong gần  3 năm lang thang bên Đức với các dụng cụ, gia đình và  các người phụ việc của ông để tìm một người bảo trợ mới. 

Chúng ta cũng  phải biết ơn  Tadeas Hajek de Hajek -thầy thuốc riêng của ba vị hoàng đế La Mã- nhân dịp lễ đăng quang của Rodolphe II năm 1575, đã làm triều đình Rodolphe II chú ý đến  Brahé. Nhờ vậy mà sau này ông được  hoàng đế  Rodolphe II Áo quốc, đam mê khoa thiên văn và nhất là  khoa chiêm tinh, nhận bảo trợ.

Được bổ nhiệm làm nhà toán học triều đình, Brahé trước tiên đến Prague (năm 1599) rồi đến lâu đài Renaissance de Benatky nad Jizerou Prague nơi đó ông xây một đài thiên văn tân tiến (*). Tại đây năm 1602  sẽ in quyển Astronomiae Instauratae Progymnasmata - Préludes au renouvellement de l'astronomie (Báo hiệu cho sự đổi mới ngành thiên văn).  Tựa đề đã nói lên việc  làm của Brahé, vì phải kể đến những hiện tượng khúc xạ của bầu khí quyển nên ông đã sửa lại hoàn toàn các kết quả  quan sát bằng cách tính phỏng chừng góc cung trong khoảng từ 10' đến 2' . Ông hiểu rằng  muốn xem lại các bản cũ, với những đo đạc  riêng  lẻ như vậy sẽ không chính xác như những nhà thiên văn trước đã nghĩ . Do đó phải đổi mới hàng ngày để có thể có được một liên tục nhất quán cần thiết cho những đối chiếu và lời giải thích của họ.

Nhưng những tranh cãi bất tận với người quản lý lâu đài đã bắt nhà thiên  văn Đan Mạch phải rời bỏ trụ sở để đến Prague, trong  khu phố Pohorelec, không xa lâu đài Prague. Nhà của ông hiện  nay có một tượng điêu khắc tượng trưng Tycho Brahé và  cộng sự viên Johannes Kepler của ông (điêu khắc hồi thế kỷ XX). Trong thời kỳ ở Prague, Brahé mời nhà toán học Đức Johannes Kepler đến Prague. Sự cộng tác giữa hai người ngắn ngủi, bị đứt đoạn bằng những trận tranh cãi dữ dội. Tuy vậy, Brahé đã truyền cho người thừa kế của ông  tất cả những  tài liệu  quý báu của mình.

Dùng  các  kết quả quan sát của Brahé, Kepler sửa mới hoàn toàn  quan niệm về chuyển động các  thiên thể trong  tác  phẩm Astronomia nova, 1609.  Kepler  nói: "Ngành Thiên văn mới phải chịu ơn Tycho Brahé vì ông đã xây nền tảng và  tầng thứ nhất cho tòa nhà của nó"

 Brahé trở thành một nhân vật quan trọng dưới thời hoàng đế Rodolphe II  nên thường được  mời dự tiệc  long trọng. Theo một truyền thuyết,  Tycho Brahé  bị chết vì bể bàng quang tháng  10 năm 1601 trong  bữa ăn tối uống  nhiều rượu. Cái chết của ông đầy bí ẩn. Truyền thuyết muốn nói  rằng ông đã chết nơi bàn tiệc với Rodolphe II vì phải giữ lễ nghi, bởi vì theo thủ tục triều đình, ông  không được  ra khỏi bàn tiệc trước hoàng đế.

Brahé mất gày 24 tháng 10 năm 1601 tại Prague và  yên nghỉ dưới tấm đan nhà thờ Notre-Dame de Tyn có hai mũi tên chỉa   lên trời...

Câu cuối cùng của ông:

"Xin mọi người đừng nghĩ rằng tôi sống  mà không làm được việc gì cả"

II/ Sự khám phá supernova và các sao chổi:

1/ Supernova:

 Tối 11 tháng 11 năm 1572, Brahé  khám phá một ngôi sao sáng hơn Vénus, phía Tây bắc chòm sao Cassiopée, lúc bấy giờ ông mới 26 tuổi. Ngôi sao sáng rất mạnh, mạnh đến nỗi có thể quan sát ban ngày suốt một tháng trời và nó còn sáng trong 18 tháng khi ông viết cuốn De Nova Stella Anni, nó vẫn còn. Trái với các hành tinh, sao này không thay đổi vị trí đối với các sao ở xa. Từ đó Brahé kết luận là  Aristote đã sai lầm, bầu trời cũng thay đổi chớ không bất động. Ngày nay chúng ta biết được  sao này chính là môt supernova sau một vụ nổ lớn, đánh dấu cái chết của ngôi sao nặng trong  giải Ngân  Hà của chúng ta.

I là Nova Stella (ngôi sao mới -supernova)

2/ Sao chổi:

Khi trở về Danemark, nhờ đo đạc, ông  nhận thấy một sao chổi thật đẹp xuất hiện ngày 13 tháng 11 năm 1577. Sao chổi ở cách sao sáng  nhất của Aigle một góc 26°50' và cách sao thấp nhất của Capricorne là 21°40. Ông ghi lại đường đi của sao này mỗi ngàyvà thấy rằng nó đã đi xuyên  qua khối cầu Vénus.

Sự kiện này làm đánh đổ ý tưởng của Aristote và những môn đệ của ông: theo họ, không những sao chổi là những  vật nằm giữa Trái Đất và  Mặt Trăng, là một hiện tượng  của bầu khí quyển bao quanh trái đất (y như hiện tượng cầu vòng) mà các hành tinh thì lại gắn vô những khối cầu pha lê đồng tâm -mà tâm là trái đất-, cùng chuyển động quay quanh Trái Đất.

Sao chổi thay đổi vị trí so với các sao ở xa, điều này có nghĩa là sao chổi ở gần trái đất hơn  là  sao supernova. Tuy nhiên sao chổi di chuyển  quá chậm hơn  mặt Trăng nên  nó ở xa trái đất ít nhất là 6 lần khoảng cách mặt Trăng-trái Đất. Với những  quan sát chính xác ông có thể xác định quỹ đạo của sao chổi là  hình bầu dục chứ không tròn.

Hiện tượng sao chổi đi xuyên qua khối cầu cứng là điều không thể xảy ra.  Ông chống lại ý tưởng các khối cầu thủy tinh cứng ngắt này ngay tức thì nhưng  mãi tới năm 1588 ông  mới đăng  bài  "Trên những hiện tượng mới xảy ra của thế giới bầu trời" (De Mundi aetheri recentioribus phenomenis), trong đó ông chứng  minh bằng  các quan sát của mình, và được hỗ trợ thêm bằng  những quan sát một sao chổi thứ hai.

 Những sao chổi khác xuất hiện năm 1580, 1582 và 1585 được quan sát bởi Brahé và các nhà thiên văn khác đã xác nhận chúng là những sao chứ không phải chỉ là hiện tượng của khí quyển.

Ông dung hòa vũ trụ địa tâm của Aristote và  nhật tâm của Copernic thành một vũ trụ trong đó năm hành tinh quay xung  quanh Mặt Trời và Mặt Trời cùng với năm hành tinh này lại quay quanh Trái Đất như Mặt Trăng vậy. Hệ thống của ông gọi là "nhật địa tâm" (héliogéocentrique) được xem như đáp ứng với tôn giáo nên được các nhà thiên văn thiên chúa giáo thế kỷ thứ XVII chấp nhận