🌌 [USAC SERIES] STAR MAPS – Khi Con Người Vẽ Lại Bầu Trời

Từ xa xưa, bầu trời đêm không chỉ là một mảng tối đầy sao mà nó còn là “cuốn sách đầu tiên” của nhân loại - nơi con người tìm kiếm ý nghĩa, viết nên những câu chuyện thần thoại, và sau cùng là đặt nền móng cho khoa học hiện đại.

Trong thế kỷ 17 và 18, châu Âu chứng kiến sự ra đời của những bản đồ sao - nơi các chòm sao được minh hoạ thành thần thoại Hy Lạp, quái thú và anh hùng, nhưng cũng đồng thời được gắn vào hệ tọa độ thiên cầu để phục vụ khoa học. Đó là thời điểm bầu trời vừa là nơi giao thoa giữa nghệ thuật, toán học, triết học và cũng là nơi mà trí tưởng tượng hợp nhất với phương pháp khoa học đang hình thành.

Ngày nay, những tấm bản đồ đầy tính nghệ thuật đó gần như biến mất khỏi biểu đồ thiên văn hiện đại. Chúng nhường chỗ cho đồ thị dữ liệu và bản đồ sao kỹ thuật số. Nhưng chính vì vậy, vẻ đẹp của các bản đồ sao cổ càng trở nên quý giá hơn - bởi chúng kể lại cách tổ tiên chúng ta đã nhìn, hiểu và hình dung về vũ trụ.

Vì vậy chuỗi series bài viết STAR MAPS của USAC được sinh ra từ mong muốn đưa bạn trở lại thời kỳ ấy - thời kỳ con người lần đầu tiên vẽ lại bầu trời từ quan sát và trí tưởng tượng sơ khai. Series này được xây dựng dựa trên cuốn sách “Star Maps: History, Artistry, and Cartography” của Nick Kanas - một công trình đặc biệt kết hợp lịch sử khoa học, mỹ thuật và bản đồ học.

Tác giả Nick Kanas một nhà thiên văn nghiệp dư và nhà sưu tầm bản đồ sao cổ, ông đã dành nhiều thập kỷ để nghiên cứu những bản đồ sao. Từ khoảnh khắc ông nhìn thấy vệ tinh Sputnik I bay qua bầu trời năm 1957, đến khi sở hữu tấm bản đồ sao cổ đầu tiên, ông nhận ra rằng bản đồ sao không chỉ giúp định vị các thiên thể - mà còn phản chiếu toàn bộ hành trình tư duy của con người về vũ trụ. Và ở đây USAC tiếp cận lại hành trình đó, nhưng theo cách dễ hiểu nhất cho cộng đồng yêu thiên văn Việt Nam.

Trong chuỗi bài này, USAC sẽ cùng bạn lần theo lịch sử hình thành bản đồ sao - từ những phác thảo chòm sao của Hy Lạp cổ đại đến các bản đồ công phu của thời cận đại đồng thời giải mã cách các hệ tọa độ thiên cầu được mã hóa lên giấy và vì sao chúng trở thành nền tảng cho thiên văn học hiện đại. Hành trình ấy không chỉ dừng lại ở phương Tây, mà còn mở rộng sang những mô hình vũ trụ của Trung Hoa, Ai Cập và Ấn Độ, nơi mỗi nền văn minh đều có cách riêng để hình dung vị trí của con người trong vũ trụ. Song song với đó là sự thay đổi của các chòm sao qua nhiều thế kỷ, cùng thời kỳ hoàng kim của nghệ thuật minh họa thiên văn khi bản đồ sao vừa là công cụ đo đạc vừa là một tác phẩm mỹ thuật. Từ đây, USAC sẽ giới thiệu những bản đồ có ảnh hưởng sâu rộng nhất đến nhận thức của nhân loại về bầu trời, kèm theo hình ảnh minh họa từ các bản in cổ để độc giả thấy rõ sự phát triển của tư tưởng thiên văn qua từng thời kỳ.

Và chính từ nền tảng tri thức ấy, series STAR MAPS đi xa hơn việc kể lại các vì sao hay chòm sao, USAC tin rằng chuỗi bài này sẽ giúp tái hiện cả một lịch trình mà qua đó con người từng hiểu và từng hiểu sai - về vũ trụ, những bước tiến khoa học làm thay đổi hoàn toàn thế giới quan và những tác phẩm nghệ thuật hòa quyện cùng quan sát khoa học để tạo nên hình ảnh bầu trời của từng thời đại. Đây là câu chuyện về nỗ lực của nhiều thế hệ trong việc “tái định nghĩa” lại bầu trời, không chỉ bằng công cụ và các phương pháp đo đạc mà bằng trí tưởng tượng và khát vọng truy cầu tri thức. Với STAR MAPS, USAC mong muốn tái dựng không chỉ lịch sử thiên văn học, mà còn cả lịch sử của tư duy nhân loại trong hành trình tìm cách đọc, hiểu và diễn giải vũ trụ bao la phía trên mình.

[STAR MAPS #1] BẢN ĐỒ CHÒM SAO LÀ GÌ?

Nếu ngày nay bản đồ sao hiện đại trông như những tấm lưới khô khan với vô số ký hiệu nhỏ, thì cách đây vài trăm năm, bản đồ sao lại là những tác phẩm nghệ thuật sống động. Từ năm 1600 đến 1800, châu Âu chứng kiến thời kỳ nở rộ của những bản đồ sao - nơi bầu trời được "vẽ" lại bằng trí tưởng tượng, thần thoại và cảm hứng nghệ thuật. Đó là thời điểm mà các chòm sao mang hình những anh hùng Hy Lạp, nữ thần, quái thú, động vật thật, động vật tưởng tượng, cho đến các dụng cụ khoa học và nghệ thuật của thời kỳ.

Những hình minh họa này không chỉ để đẹp. Chúng được đặt lên các hệ tọa độ thiên cầu với kinh độ bầu trời (xích kinh) và vĩ độ bầu trời (xích vĩ) - để có thể chỉ ra vị trí của các ngôi sao. Nhờ đó, bản đồ sao vừa là một bức tranh rực rỡ vừa là công cụ dự đoán vị trí các thiên thể suốt nhiều năm. Có thể nói, đây là giai đoạn mà khoa học và mỹ thuật cùng nhau tạo ra những tấm bản đồ không chỉ "đúng", mà còn "đẹp".

Nhưng trong các bản đồ sao cổ, không chỉ có các chòm sao. Bên cạnh những hình minh họa sặc sỡ còn có một loại hình khác: những sơ đồ mô tả cấu trúc hệ Mặt Trời và vũ trụ quan. Những sơ đồ này phản ánh cách mỗi thời đại hiểu về vũ trụ từ mô hình địa tâm, nhật tâm cho đến những hệ thống mang đầy màu sắc triết học hay tôn giáo. Chúng đặt các thiên thể vào vị trí tương quan với nhau, đôi khi gắn với cả nền sao phía sau, tạo nên một bức tranh tư duy vừa khoa học vừa đầy tính biểu tượng.

Một ví dụ kinh điển của loại bản đồ chòm sao này là tấm bản đồ được xuất bản bởi Fortin năm 1776, mô tả vùng trời quanh chòm Cygnus (Thiên Nga). Điểm đầu tiên người xem bị thu hút không phải là tọa độ ngôi sao, mà chính là những hình minh họa rực rỡ. Dễ thấy cả bốn chòm sao: Lyra (Thiên Cầm), Cygnus (Thiên Nga), Lacerta (Thằn Lằn) và Vulpecula (Cáo Nhỏ). Điều thú vị là Vulpecula đang ngậm một con ngỗng - chòm Anser, vốn từng tồn tại nhưng bị xóa khỏi danh sách chính thức của IAU năm 1922. Cũng từ tấm bản đồ này, ta nhận ra lịch sử chòm sao không hề "bất biến" có những chòm đã tồn tại 2.000 năm từ thời Hy Lạp cổ, có chòm được thêm vào cuối thế kỷ 17, và cũng có chòm bị "khai tử" bởi tiêu chuẩn khoa học hiện đại.

Ẩn dưới các hình minh họa đẹp mắt là hai thành phần quan trọng của bản đồ sao phương Tây: Hoàng đạo (Ecliptic) - đường đi biểu kiến của Mặt Trời, và Thiên xích đạo (Celestial Equator) - đường kéo dài của xích đạo Trái Đất lên thiên cầu. Hai thành phần tọa độ này cho phép định vị bất kỳ thiên thể nào, tạo nên một bước tiến lớn so với thời tiền Phục Hưng, khi vị trí của ngôi sao chỉ được mô tả bằng câu chuyện như "ngôi sao ở đầu chân phải của con thú".

Trong những bản đồ sao như thế, ta còn gặp rất nhiều thông tin mà bản đồ sao hiện đại vẫn dùng: độ sáng của sao, ký hiệu cho sao cấp 1 như Vega, các tinh vân, các cụm sao, siêu tân tinh 1670 và cả dải Ngân Hà chạy chéo qua bầu trời. Thời đó, bản đồ sao thường đi kèm danh mục sao chi tiết - một dạng "Google Sky" thời cổ nhằm thu thập vị trí, độ sáng, và những vùng trời đặc biệt để giúp nhà thiên văn quan sát chính xác hơn.

Điều khiến bản đồ chòm sao đặc biệt không chỉ là dữ liệu, mà chính là cách nó phản ánh tư duy của người làm ra nó. Nhìn vào một bản đồ sao cổ, ta không chỉ thấy bầu trời của thế kỷ đó, mà còn thấy cách con người hiểu (hoặc hiểu nhầm) về vũ trụ. Có những điểm sai, có những sáng tạo ngây ngô, nhưng cũng có những bước tiến quan trọng đưa con người rời xa huyền thoại để tiến gần hơn đến khoa học.

Đó là sự giao hòa giữa nghệ thuật, lịch sử, khoa học và trí tưởng tượng. Là kho tư liệu về cách người xưa nhìn lên bầu trời và cố gắng biến sự mênh mông thành điều có thể hiểu được. Là minh chứng rằng trước khi vũ trụ trở thành lĩnh vực của vật lý và dữ liệu, nó từng là một câu chuyện - một câu chuyện mà từng thế hệ đã cố gắng kể lại theo cách của riêng mình. Và đó chính là vẻ đẹp khiến những bản đồ sao cổ vẫn còn sức hút cho đến ngày nay.

Nguồn ảnh: J.Fortin’s Atlas Céleste de Flamstéed (1975 edition), Henk Bril ở diễn đàn PBase.
- Tali -

#STARMAPS #USACSeries

[STAR MAPS #2] BẢN ĐỒ VŨ TRỤ QUAN LÀ GÌ?

Nếu bản đồ chòm sao tái hiện bầu trời bằng hình vẽ của các nhân vật thần thoại, thì bản đồ vũ trụ quan lại thể hiện một tham vọng lớn hơn nhiều, đó là đặt toàn bộ vũ trụ lên một trang giấy. Những bản đồ này không chỉ mô tả vị trí các thiên thể, mà còn thể hiện cách con người thể hiện niềm tin về cách vũ trụ vận hành. Và chính vì vậy, chúng là dấu ấn trực tiếp nhất của tư duy khoa học và cả phi khoa học của từng thời đại.

Một ví dụ nổi bật của loại bản đồ này xuất hiện khoảng năm 1720, do Johann Doppelmayr thực hiện và được in trong bộ atlas của nhà xuất bản Homann nổi tiếng. Nếu bản đồ chòm sao thời Fortin ở bài trước gây ấn tượng bằng màu sắc và thần thoại, thì bản đồ của Doppelmayr lại chinh phục bằng tính hệ thống và tham vọng tri thức. Nó giống như một "bức chân dung" của kiến thức thiên văn vào đầu thế kỷ 18 - một thời điểm mà khoa học vừa thoát khỏi những ràng buộc cũ và đang tiến vào thời kỳ "khai minh" mạnh mẽ.

Ở trung tâm bản đồ, ta bắt gặp mô hình nhật tâm của Nicolaus Copernicus. Dù Copernicus đã mất từ thế kỷ 16, châu Âu thời đó vẫn đang trong quá trình chấp nhận và củng cố hệ thống mới này. Doppelmayr không chỉ vẽ quỹ đạo các hành tinh, mà còn thêm cả các vệ tinh của chúng (như vệ tinh của Mộc Tinh và Thổ Tinh), và bao quanh tất cả bằng ánh sáng Mặt Trời tỏa ra như một ngôi sao thực sự, một điều mà vừa đúng tinh thần khoa học "khai minh" mới, vừa mang vẻ nghệ thuật của thời đại.

Trên bản đồ, ông còn ghi chú các dữ liệu quan trọng như là tỷ lệ kích thước tương đối của các hành tinh, mô tả quỹ đạo, số vệ tinh,và các thông tin mô tả ngắn gọn về vị trí của hệ Mặt Trời trong lòng vũ trụ. Nhưng điều làm bản đồ này trở nên đặc biệt không nằm ở trung tâm của nó mà ở bốn góc.

Ở góc trên bên trái, ta thấy những hành tinh "đã biết" thời đó cùng với Mặt Trời, được cố gắng mô phỏng theo tỷ lệ kích thước thật, kèm theo các đặc điểm bề mặt mà người quan sát thời ấy có thể ghi nhận bằng kính thiên văn.

Góc trên bên phải lại đầy những "thiên thể mơ hồ" như là những đám mây thiên đường, các hệ sao và hệ hành tinh giả định mà người đương thời tưởng tượng rằng có thể tồn tại đâu đó giữa các vì sao - một ý niệm rất phổ biến trước khi khoa học hiện đại định nghĩa rõ ràng các loại thiên thể.

Ở góc dưới bên trái là hình ảnh của nhật thực năm 1706, được miêu tả như một minh chứng cho sự vận hành của các thiên thể theo quy luật. Và trong hình nhỏ mô tả Trái Đất thời đó, bang California được vẽ như… một hòn đảo tách rời khỏi lục địa Bắc Mỹ, một quan niệm sai nhưng từng được nhiều bản đồ châu Âu tin tưởng trong thế kỷ 17-18.

Góc dưới bên phải của bản đồ lại ẩn chứa một lớp ý nghĩa sâu sắc hơn, tại đây Doppelmayr trình bày ba mô hình vũ trụ từng giữ vai trò nền tảng trong lịch sử thiên văn học. Đầu tiên là mô hình địa tâm của Ptolemy, tiếp đến là mô hình “lai” của Tycho Brahe, trong đó Trái Đất vẫn bất động ở giữa, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, nhưng các hành tinh khác lại quay quanh Mặt Trời. Cuối cùng là mô hình nhật tâm của Copernicus - được Doppelmayr gắn nhãn "sic ratione" ( tạm dịch: theo lý trí), như một tuyên bố rằng đây là mô hình hợp lý nhất theo tri thức đương thời.

Qua cách bố trí này, ta thấy rõ thái độ của các họa sĩ đồng thời là các nhà thiên văn thế kỷ 18 vừa tôn trọng lịch sử, đưa các mô hình cũ vào như một phần tiến trình nhận thức, vừa khẳng định lựa chọn khoa học dựa trên lý thuyết Copernicus. Bản đồ không chỉ mô tả vũ trụ mà nó còn trình bày quan điểm của họ.

Tất cả điều đó cho thấy tấm bản đồ vũ trụ quan không phải là tấm bản đồ đơn thuần. Nó là cuộc đối thoại giữa khoa học, lịch sử, niềm tin và trí tưởng tượng. Nó kể lại một giai đoạn mà con người đang cố gắng thoát khỏi những mô hình cũ, nhưng vẫn còn mang theo di sản tư duy của nhiều thế kỷ trước đó. Và quan trọng hơn, mỗi tấm bản đồ loại này đều là kho tư liệu quý về cách người xưa tưởng tượng vũ trụ: đôi khi đúng, đôi khi sai, nhưng luôn đầy nỗ lực.

Nhìn vào bản đồ vũ trụ quan như của Doppelmayr, ta thấy được toàn bộ tinh thần của thời kỳ khai minh: sự say mê tri thức, lòng tôn kính khoa học, sự tò mò với những gì chưa biết và một chút… lãng mạn khi đặt cả vũ trụ lên một bản in giấy. Nếu bản đồ chòm sao là câu chuyện của bầu trời trong mắt con người, thì bản đồ vũ trụ quan là câu chuyện của vũ trụ trong đầu con người.

Nguồn ảnh: Homann’s 1742 Atlas Coelestis
- Tandang -
- Tali -

#STARMAPS #USACSeries

[STAR MAPS #3] VÌ SAO MẶT TRỜI “ĐI LÊN, ĐI XUỐNG”

Từ hàng ngàn năm trước, con người đã quan sát bầu trời để định hướng, canh tác, xây dựng lịch pháp và tìm hiểu sự vận hành của thiên nhiên. Một trong những chuyển động quen thuộc nhất là việc Mặt Trời lúc thì lên cao, lúc lại xuống thấp trong suốt một năm. Dù không có kiến thức thiên văn, người xưa vẫn nhận ra quy luật này: vào một thời điểm nào đó trong năm, Mặt Trời đứng cao hơn hẳn và ngày dài hơn; vài tháng sau, nó thấp đi rõ rệt và bóng tối kéo dài.

Ngày nay, ta biết điều đó xảy ra vì Trái Đất quay quanh Mặt Trời và trục của nó nghiêng khoảng 23,5° so với mặt phẳng quỹ đạo. Chính độ nghiêng này khiến Mặt Trời có lúc chiếu thẳng hơn, có lúc lệch đi, tạo ra bốn mùa và thay đổi độ cao của Mặt Trời trên bầu trời.

Khi Mặt Trời đạt điểm cao nhất vào buổi trưa ở Bắc bán cầu - thường vào gần ngày 22 tháng 6 ta gọi đó là Hạ chí. Đây là ngày mà ban ngày dài nhất trong năm. Nếu ta chiếu thẳng tia nắng từ vị trí cao nhất đó xuống bề mặt Trái Đất, đường vĩ tuyến nhận ánh sáng trực tiếp chính là Chí tuyến Bắc, hay Tropic of Cancer. Ngược lại, vào gần ngày 22 tháng 12, Mặt Trời đứng thấp nhất trong năm đối với Bắc bán cầu. Đó là Đông chí, ngày ngắn nhất, lúc này, vị trí nhận ánh sáng trực tiếp nhiều nhất nằm ở Nam bán cầu, trên vĩ tuyến gọi là Chí tuyến Nam, hay Tropic of Capricorn.

Tên của hai chí tuyến Cancer và Capricorn thực ra bắt nguồn từ chòm sao mà Mặt Trời nằm “trước mặt” vào ngày chí. Người xưa quan sát bầu trời suốt đêm, và họ biết rằng khi Mặt Trời lên cao nhất vào Hạ Chí, nó đang đi qua vùng trời của chòm sao Cancer hay chòm sao Cự Giải. Ngày nay ta không nhìn thấy sao vào buổi trưa, nhưng nếu xảy ra nhật thực đúng thời điểm đó, ta sẽ thấy chòm sao Cự Giải nằm ngay phía sau Mặt Trời. Điều tương tự xảy ra với Capricornus hay chòm sao Ma Kết vào Đông Chí.

Một hình minh họa cổ điển trong cuốn Popular Astronomy của Flammarion năm 1894 cho thấy rõ điều này: Trái Đất quay quanh Mặt Trời trong một quỹ đạo elip, và Mặt Trời dường như “trôi” qua 12 chòm sao hoàng đạo quanh năm điều mà người Hy Lạp gọi là vùng zodiakos ý nghĩa là “vòng tròn của các sinh vật”. Phần lớn các chòm sao hoàng đạo đều mang hình động vật, và chính từ đó chúng trở thành hệ thống quy chiếu quan trọng trong thiên văn cổ đại.

Bằng cách quan sát vị trí biểu kiến của Mặt Trời so với hoàng đạo, người xưa có thể xác định không chỉ mùa mà còn cả độ dài ngày đêm, thời điểm gieo trồng và các hiện tượng khí hậu. Những giao điểm giữa ngày và đêm bằng nhau gọi là xuân phân (khoảng 21/3) và thu phân (khoảng 23/9) cũng xuất phát từ quá trình quan sát lâu dài đầy kinh nghiệm này.

Điều thú vị là, hệ quy chiếu “Mặt Trời đi qua các chòm sao” không chỉ để tiện quan sát. Nó giúp tạo ra một cách để con người định vị chính mình trên Trái Đất bằng vị trí của Mặt Trời trên bầu trời - một cấu trúc tư duy phản ánh sự gắn bó rất sâu giữa cuộc sống và thiên văn.

Trong mắt người cổ đại, Mặt Trời không chỉ là nguồn sáng, nó còn là chiếc kim của chiếc đồng hồ khổng lồ theo nhịp quay của Trái Đất và chu kỳ của mùa màng. Bản đồ sao, bản đồ chòm sao và các bản đồ vũ trụ quan của châu Âu thế kỷ trước đều phản ánh rõ điều này: chúng luôn đặt Mặt Trời, Trái Đất và các chòm sao hoàng đạo vào cùng một khung hình như một cách để gắn bó bầu trời với đời sống hằng ngày.

Và chính từ những quan sát về đường đi của Mặt Trời, chí tuyến, điểm phân và các chòm sao hoàng đạo, con người bắt đầu đặt ra một câu hỏi lớn hơn: “liệu có cách nào mô phỏng toàn bộ những chuyển động ấy trong một mô hình duy nhất?” Một mô hình có thể cho ta thấy Mặt Trời lên xuống ra sao, Trái Đất nghiêng thế nào, các sao di chuyển trên bầu trời theo quy luật gì. Câu trả lời xuất hiện trong một trong những công cụ đẹp nhất và thông minh nhất mà lịch sử thiên văn từng tạo ra: armillary sphere hay “Hồn Thiên Nghi”.

Đó là khoảnh khắc khi bầu trời, vốn rộng lớn vô tận, được thu nhỏ lại thành một cấu trúc bằng vòng tròn kim loại, xoay được, cầm được, và dùng để giải thích cả vũ trụ theo cách mà người xưa hiểu. Trong Bài 4 chuỗi Series này, hãy cùng USAC tìm hiểu về công cụ bằng kim loại ấy và giải thích vì sao nó trở thành biểu tượng của tri thức thiên văn hơn hai nghìn năm qua nhé.

Nguồn ảnh: Flammarion’s Popular Astronomy (1984).
- Tali -

#STARMAPS #USACSeries

[STAR MAPS #4] HỒN THIÊN NGHI: KHI BẦU TRỜI TRONG LÒNG BÀN TAY

Trong hành trình tìm cách hiểu bầu trời, con người đã sớm nhận ra rằng chỉ quan sát bằng mắt là chưa đủ. Bầu trời quá lớn, các chuyển động quá phức tạp. Từ khoảng thế kỷ 3 TCN, người ta đã nghĩ đến việc tạo ra một mô hình có thể thay thế bầu trời thật, xoay được, cầm được, và dùng để giải thích mọi quy luật quan sát được. Mô hình đó chính là armillary sphere, hay trong cách gọi Á Đông là Hồn Thiên Nghi.

Đây là một trong những phát minh vừa tinh tế vừa đẹp đẽ nhất của thiên văn cổ đại: một khung cầu gồm nhiều vòng tròn đan lồng, mỗi vòng đại diện cho một “vòng tròn lớn” trên bầu trời. Bằng cách xoay các vòng này, người xưa có thể mô phỏng vị trí của Mặt Trời, ngôi sao, chí tuyến, xích đạo và các góc thiên văn chỉ bằng một dụng cụ duy nhất.

Điều đáng kinh ngạc là Hồn Thiên Nghi này xuất hiện gần như đồng thời ở nhiều nền văn minh. Ở Hy Lạp cổ đại, Eratosthenes từng dùng nó để đo góc giữa xích đạo và hoàng đạo. Tại thư viện Alexandria, các học giả dùng nó để tính toán vị trí sao và khoảng cách góc giữa các thiên thể. Cùng thời đó nhà Hán ở Trung Quốc, Hồn Thiên Nghi cũng phát triển mạnh và trở thành công cụ thiên văn quan trọng của triều đình. Trong thế giới Hồi giáo từ thế kỷ 8 đến 15, nó tiếp tục được tinh chỉnh và cải tiến, xuất hiện trong nhiều luận thuyết thiên văn.

Khi châu Âu bước vào thời Phục Hưng, Hồn Thiên Nghi trở thành một phần không thể thiếu trong giáo dục thiên văn. Một trong những người chế tạo nổi tiếng nhất là Johannes Regiomontanus vào thế kỷ 15, và từ đó món dụng cụ này xuất hiện liên tục trong hội họa, bản đồ và biểu tượng tri thức của thời đại. Trong thời kỳ hàng hải (1400–1800), Hồn Thiên Nghi thậm chí trở thành biểu tượng của người Bồ Đào Nha, xuất hiện trong quốc huy và cờ hiệu - biểu trưng cho khát vọng khám phá thế giới bằng tri thức thiên văn.

Dù mỗi nền văn minh có cách chế tạo khác nhau, phần lớn các Hồn Thiên Nghi đều xoay quanh một số vòng chính: vòng xích đạo, vòng hoàng đạo, vòng chí tuyến, vòng kinh tuyến, vòng chân trời… Một số mẫu lớn và nặng, làm bằng đồng thau để phục vụ tính toán thực tế, một số nhỏ hơn, nhẹ hơn, dùng để giảng dạy hoặc minh họa triết học về vũ trụ.

Trong đa số các phiên bản cổ đại, thường Hồn Thiên Nghi sẽ để Trái Đất nằm ở trung tâm theo mô hình địa tâm, vốn thống trị tư duy nhân loại hàng nghìn năm. Mãi đến thế kỷ 18, khi đã có kính viễn vọng và toán học phát triển mạnh, người ta mới tạo ra Hồn Thiên Nghi kiểu nhật tâm, đặt Mặt Trời vào trung tâm như Copernicus từng mô tả. Nhưng trước khi xuất hiện các dụng cụ chính xác hơn, Hồn Thiên Nghi vẫn là cách trực quan nhất để tìm hiểu bầu trời.

Một hình minh họa cổ của Lorenz Fries năm 1522 cho ta thấy rõ cấu trúc của Hồn Thiên Nghi: Trái Đất ở giữa, các vòng bao quanh thể hiện xích đạo trời, hoàng đạo nghiêng 23,5°, chí tuyến Cancer và Capricorn, cùng những vòng kinh tuyến vuông góc nhau. Chỉ cần xoay nhẹ một vòng, ta có thể mô phỏng thời điểm phân hoặc chí, vị trí Mặt Trời, độ cao của sao, thậm chí cả hướng mọc lặn của các chòm sao lớn.

Với người xưa, đây không chỉ là công cụ đo đạc. Nó là cách con người nhìn vũ trụ như một cấu trúc có trật tự - nơi mọi thứ giao nhau theo những quy luật bất biến. Không lạ khi Hồn Thiên Nghi trở thành biểu tượng của tri thức trong nhiều trường đại học châu Âu, của quyền lực thiên văn trong triều đình Trung Hoa, và của khát vọng hàng hải của người Bồ Đào Nha.

Nhìn vào Hồn Thiên Nghi, ta thấy rõ một điều: trước khi có các mô phỏng 3D, trước khi có phần mềm thiên văn, trước khi có ảnh từ vệ tinh, con người đã tìm mọi cách để “dịch” bầu trời thành một vật cụ thể có thể cầm nắm, xoay chuyển và giải thích. Và chính từ việc thu nhỏ vũ trụ vào mô hình này, người xưa dần hiểu rằng bầu trời cũng có “hướng”, có cấu trúc, có hệ quy chiếu riêng không kém gì bản đồ trên mặt đất. Từ những vòng xoay của armillary sphere, ý niệm về phương Đông - Tây - Nam - Bắc trên bầu trời, về thời điểm mọc - lặn của sao, về hướng của cực thiên cầu… bắt đầu được hình thành.

Trong Bài 5, USAC sẽ bước tiếp từ chiếc Hồn Thiên Nghi để trả lời câu hỏi tưởng đơn giản mà ai quan sát bầu trời cũng từng đặt ra “Hướng trên bầu trời được xác định như thế nào?”. Bởi để đọc bầu trời, ta phải biết không chỉ thứ đang ở đó - mà còn phải biết mình đang nhìn theo hướng nào của vũ trụ.
Nguồn ảnh: Lorenz Fries’ (1522) Ptolemy’s Geographia.
- Tali -

#STARMAPS #USACSeries

[STAR MAPS #5] HƯỚNG TRÊN BẦU TRỜI XÁC ĐỊNH RA SAO?

Khi cầm một tấm bản đồ trong tay, dù là bản đồ địa lý hay bản đồ sao, việc đầu tiên chúng ta làm trong vô thức là tìm hướng. Bắc ở đâu? Đông nằm phía nào? Nhưng điều tưởng chừng hiển nhiên ấy thực ra chỉ là quy ước - một thỏa thuận mà con người đã dần chấp nhận qua thời gian, và bản đồ sao cũng không nằm ngoài ngoại lệ đó. Trong lịch sử bản đồ học, từng có thời người ta đặt hướng Đông lên trên vì đó là hướng nhìn về “thánh địa” Jerusalem từ châu Âu. Trên bầu trời, “phương hướng” không tự tồn tại, mà nó là kết quả được tạo ra bởi cách con người chọn để nhìn và hiểu vũ trụ.

Trong những thế kỷ đầu của thiên văn học, khi Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh là trung tâm của mọi sự chú ý, hoàng đạo giữ vai trò trung tâm trong đời sống và tư duy thiên văn. Đây là con đường biểu kiến mà Mặt Trời đi qua trong năm, và vì thế trở thành trục chính để con người định hướng trong không gian thiên cầu. Trong hệ tọa độ này, hoàng đạo đóng vai trò như “xích đạo” của bầu trời, còn các vị trí thiên thể được đo bằng kinh độ (gọi là hoàng kinh) và vĩ độ hoàng đạo (gọi là hoàng vĩ). Điểm mốc quan trọng nhất là điểm Xuân phân (First Point of Aries), nơi Mặt Trời bắt đầu chu kỳ chuyển động mới của mình.

Cách nhìn này phản ánh rất rõ tư duy của thời đại: bầu trời được hiểu thông qua chuyển động của Mặt Trời và các chòm sao hoàng đạo, gắn chặt với mùa màng, lịch pháp và đời sống con người. Nhưng khi quan sát bầu trời đêm trở nên tinh vi hơn, một thực tế khác dần hiện ra: toàn bộ bầu trời dường như quay quanh một điểm gần như cố định và sau này chúng ta gọi nó là sao Bắc Cực. Đối với những người sống ở Bắc bán cầu, các ngôi sao mọc ở phía Đông, lặn ở phía Tây và hoàn thành một vòng biểu kiến trong khoảng một ngày.

Từ trải nghiệm trực tiếp ấy, một hệ quy chiếu mới hình thành: hệ xích đạo thiên cầu. Trong hệ này, bầu trời được chia theo xích đạo trời - phần kéo dài của xích đạo Trái Đất lên thiên cầu. Các vị trí không còn được đo dọc theo hoàng đạo, mà được xác định bằng xích kinh và xích vĩ. Khi đồng hồ cơ khí trở nên chính xác vào thế kỷ 17, con người có thể đo thời điểm một ngôi sao đi qua kinh tuyến, và từ đó xác định vị trí Đông – Tây bằng thời gian. Bầu trời được chia thành 24 giờ xích kinh, mỗi giờ cách nhau 15 độ - một cách phân chia vẫn còn nguyên giá trị đến ngày nay.

Trong giai đoạn chuyển mình này, nhiều bản đồ sao trở nên dày đặc các đường kẻ. Lưới hoàng đạo và lưới xích đạo cùng xuất hiện trên một tấm bản đồ, chồng chéo lên nhau như hai cách tư duy đang song song tồn tại. Nhưng chính sự “lộn xộn” ấy lại là bằng chứng sống động cho thấy: bản đồ sao không chỉ phản ánh bầu trời, mà phản ánh sự thay đổi trong cách con người hiểu bầu trời.

Vấn đề định hướng chưa dừng lại ở hệ tọa độ. Nó còn nằm trong cách các chòm sao được vẽ. Có những bản đồ trình bày các nhân vật thần thoại như thể đang đối diện người xem, có những bản đồ khác lại cho ta nhìn thấy họ từ phía sau. Đôi khi, một ngôi sao sáng được đặt chính xác vào vai, vai trò hay bộ phận cơ thể được mô tả trong thần thoại Hy Lạp, và đôi khi hình vẽ chỉ còn mang tính trang trí, chứ không còn bám sát mô hình sao bên dưới. Vì thế, cùng một chòm sao, nhưng qua mỗi bản đồ, lại mang một “tư thế” khác nhau.

Sự khác biệt này càng rõ rệt hơn khi xét đến góc nhìn của người vẽ. Một số bản đồ sao mô phỏng đúng trải nghiệm của người quan sát đứng trên Trái Đất, nhìn lên bầu trời đêm. Nhưng nhiều bản đồ cổ lại được xây dựng theo truyền thống thiên cầu: các chòm sao được vẽ như thể người xem đang đứng bên ngoài vũ trụ, nhìn vào trong. Khi đó, hình ảnh trên bản đồ bị đảo trái - phải so với bầu trời thực, giống như một hình phản chiếu qua gương. Điều này khiến không ít người hiện đại cảm thấy “ngược ngạo”, nhưng với người xưa, đó lại là cách nhìn hợp lý và nhất quán với mô hình họ sử dụng.

Tất cả những điều này cho thấy: hướng trên bầu trời chưa bao giờ là một điều đơn giản. Nó phụ thuộc vào hệ tọa độ được chọn, vào mục đích của bản đồ, vào truyền thống khoa học, và cả vào cách con người tưởng tượng mình đang đứng ở đâu trong vũ trụ. Đọc một bản đồ sao vì thế không chỉ là đọc vị trí các ngôi sao, mà là đọc cả một hệ tư duy nằm phía sau những đường kẻ và hình vẽ ấy.

Và khi đã chấp nhận rằng bầu trời có thể được xoay, đảo, và nhìn từ nhiều hướng khác nhau, một câu hỏi không thể tránh khỏi xuất hiện: làm thế nào để đưa một bầu trời hình cầu ba chiều, xuống một mặt giấy phẳng hai chiều? Làm sao để giữ được quan hệ hình học giữa các sao, mà vẫn có thể “trải” vũ trụ ra trước mắt người xem? Câu trả lời nằm ở phép chiếu.

Trong Bài 6, USAC sẽ tiếp tục hành trình này bằng cách đi vào các phép chiếu bản đồ sao, nơi toán học, hình học và thiên văn học cùng nhau quyết định bầu trời sẽ bị “bẻ cong”, “kéo giãn” hay “hy sinh” điều gì để có thể tồn tại trên một tờ giấy.
Nguồn ảnh: Flamsteed, J. & Fortin, J. (1776) “Atlas céleste de Flamstéed, approuvé par l'Académie royal des sciences, et publié sous le privilege de cette compagnie”.
- Tali -