Bí mật của vũ trụ được hé lộ nhờ nhật thực: Câu chuyện thay đổi cả nhân loại vào ngày 29/5/1919

Trong khoảnh khắc bóng tối bao phủ Mặt Trời giữa ban ngày, nhà thiên văn học người Anh Sir Arthur Eddington đã thực hiện thành công một trong những thí nghiệm quan trọng nhất trong lịch sử vật lý: kiểm chứng Thuyết Tương đối rộng của Albert Einstein.

Sự kiện này không chỉ là một chiến thắng của trí tuệ khoa học, mà còn là dấu mốc đầu tiên đưa nhân loại bước vào một thời đại mới – nơi không gian, thời gian và cả chính vũ trụ được nhìn nhận hoàn toàn khác biệt.

Vào thời điểm đó, Thuyết Tương đối rộng của Einstein – được công bố vào năm 1915 – vẫn còn là một ý tưởng mang tính lý thuyết táo bạo.

Lý thuyết này cho rằng trọng lực không phải là một lực vô hình đơn giản như cách Newton mô tả, mà thực chất là sự uốn cong của không-thời gian do khối lượng tạo ra.

Một trong những dự đoán quan trọng nhất của Einstein là ánh sáng sẽ bị bẻ cong khi đi qua vùng có trường hấp dẫn mạnh – ví dụ như vùng không gian gần Mặt Trời.

Nhưng làm thế nào để kiểm chứng điều đó, khi bình thường ánh sáng từ các ngôi sao bị Mặt Trời làm lu mờ?

Câu trả lời nằm ở những lần nhật thực toàn phần – khi ánh sáng chói lòa từ Mặt Trời bị che khuất hoàn toàn bởi Mặt Trăng, để lộ ra bầu trời đầy sao ngay giữa ban ngày.

Và nhật thực ngày 29/5/1919 chính là cơ hội vàng cho giới khoa học.

Sir Arthur Eddington, lúc ấy là giám đốc Đài thiên văn Cambridge, đã cùng các đồng sự lên kế hoạch cho hai chuyến thám hiểm khoa học độc lập: một nhóm đến đảo Príncipe (nay thuộc Guinea Xích Đạo), nhóm còn lại đến Sobral, Brazil.

Cả hai địa điểm này đều nằm trong đường đi của bóng tối nhật thực và hứa hẹn sẽ có điều kiện quan sát lý tưởng.

Nhiệm vụ đặt ra là cực kỳ tinh vi: chụp lại các bức ảnh của những ngôi sao gần rìa Mặt Trời trong thời gian nhật thực diễn ra, sau đó so sánh vị trí của chúng với hình ảnh chụp khi Mặt Trời không xuất hiện – nhằm đo xem ánh sáng của chúng có bị lệch do trường hấp dẫn của Mặt Trời hay không.

Cuộc thí nghiệm tưởng chừng đơn giản ấy lại mang trong mình cả một khối lượng khó khăn khổng lồ. Không chỉ là rủi ro từ thời tiết – với mây mù có thể phá hỏng toàn bộ phép đo, mà còn là rủi ro kỹ thuật từ những thiết bị quang học thời kỳ đầu thế kỷ 20.

Nhưng kỳ diệu thay, cả hai nhóm đều thu được dữ liệu đủ để phân tích. Sau nhiều tháng xử lý ảnh, đo đạc và kiểm tra chéo, vào tháng 11 năm 1919, kết quả chính thức được công bố tại Hội Hoàng gia Anh: ánh sáng từ các ngôi sao thực sự đã bị lệch khi đi qua gần Mặt Trời, với độ lệch trùng khớp với dự đoán của Einstein.

Lần đầu tiên, một lý thuyết vật lý đột phá đến mức khó tin lại được xác nhận bằng thực nghiệm thiên văn. Einstein, từ một nhà khoa học chưa mấy tên tuổi ngoài nước Đức, lập tức trở thành biểu tượng toàn cầu.

Các tờ báo lớn như The Times (Anh) chạy hàng tít lớn: “Cuộc cách mạng trong khoa học: Một lý thuyết mới về Vũ trụ”. Không chỉ là một chiến thắng cá nhân, đây còn là minh chứng cho sức mạnh của khoa học trong việc giải mã những quy luật tưởng chừng không thể chạm tới của vũ trụ.

Về phía Eddington, ông không chỉ là một nhà khoa học mà còn là một sứ giả hòa bình. Trong bối cảnh Thế chiến thứ nhất mới kết thúc chưa đầy một năm, việc một nhà khoa học Anh dày công kiểm chứng lý thuyết của một nhà vật lý người Đức đã gửi đi một thông điệp sâu sắc: khoa học không có biên giới quốc gia, mà là di sản chung của toàn nhân loại.

Sự kiện năm 1919 còn để lại di sản lớn hơn nhiều trong khoa học hiện đại. Thuyết Tương đối rộng, nhờ lần xác minh thực nghiệm ấy, đã trở thành nền tảng cho nhiều nhánh khoa học phát triển sau này – từ thuyết Big Bang, hố đen, sóng hấp dẫn, cho đến các công nghệ định vị toàn cầu (GPS) mà chúng ta sử dụng hằng ngày.

Độ chính xác của đồng hồ nguyên tử trên vệ tinh GPS thậm chí phải hiệu chỉnh theo công thức của Einstein, vì ảnh hưởng của trọng lực đến thời gian là có thật – điều mà ông đã tiên đoán từ hơn 100 năm trước.

Ngày nay, khi chúng ta quan sát những hình ảnh ngoạn mục từ kính viễn vọng không gian James Webb, hay phát hiện những tín hiệu sóng hấp dẫn từ các vụ va chạm hố đen, thì cũng phải ngược dòng lịch sử để ghi nhớ: tất cả bắt đầu từ một ngày tháng Năm năm 1919, khi mặt trời khuất bóng trong vài phút ngắn ngủi, và ánh sáng của các vì sao hé lộ một sự thật chưa từng được biết đến.

Không ít nhà khoa học và nhà sử học đã ví buổi trưa ngày 29/5/1919 như “thời khắc định mệnh” của vật lý hiện đại – nơi ánh sáng không chỉ bị bẻ cong bởi trọng lực, mà còn làm lệch cả hướng đi của nhận thức con người về vũ trụ rộng lớn.

Từ một lý thuyết tưởng như viễn vông, Thuyết Tương đối đã bước ra khỏi phòng thí nghiệm và khắc tên mình lên bầu trời nhờ bóng tối của nhật thực.

Và nhờ những con người như Eddington, hành trình chạm tới các giới hạn cuối cùng của khoa học vẫn tiếp tục được soi sáng – dù bằng ánh sáng của các vì sao, hay bằng trí tuệ không bao giờ tắt của nhân loại.