Tìm thấy bản đồ bầu trời đêm cổ nhất

Tưởng như đã thất lạc, bản đồ được tìm thấy ẩn dưới các văn bản trên một tấm da thời Trung cổ. Tuy mới chỉ là một phần bản đồ của Hipparchus, phát hiện này vẫn mang tính lịch sử đối với thiên văn học. Phát hiện được công bố trực tuyến trên History of Astronomy.

Các học giả đã tìm kiếm bản đồ của Hipparchus trong nhiều thế kỷ. Phát hiện này chứng minh rằng Hipparchus, người được coi là nhà thiên văn học vĩ đại nhất của Hy Lạp cổ đại, đã tìm cách lập bản đồ bầu trời hàng thế kỷ trước những nhà thiên văn học khác. Bản đồ của ông cũng được coi là một mốc quan trọng đánh dấu sự ra đời khoa học, khi các nhà thiên văn chuyển từ mô tả những gì họ nhìn thấy trên bầu trời sang đo lường và dự đoán.

Bản đồ Hipparchus được phát hiện nằm ẩn dưới Codex Climaci Rescriptus, một bộ văn bản cổ xuất xứ từ tu viện Chính thống giáo Hy Lạp St Catherine trên bán đảo Sinai, Ai Cập, nay thuộc sở hữu của Bảo tàng Kinh thánh ở Washington DC. Bộ văn bản này viết trên palimpsest - loại giấy da được sử dụng lại nhiều lần sau khi tẩy bỏ văn bản cũ và do đó thường mang nhiều lớp văn bản chồng lên nhau.

Năm 2012, học giả về kinh thánh Peter Williams tại Đại học Cambridge đã yêu cầu sinh viên của mình nghiên cứu các palimpsest này. Một sinh viên, Jamie Klair, bất ngờ phát hiện một đoạn văn bằng tiếng Hy Lạp của nhà thiên văn học Eratosthenes.

Vì vậy các palimpsest đã được phân tích lại bằng cách sử dụng hình ảnh đa quang phổ. Các nhà nghiên cứu tại Thư viện điện tử Bản thảo cổ ở California, thư viện chuyên sử dụng công nghệ để số hóa các tài liệu lịch sử, và Đại học Rochester ở New York đã chụp 42 bức ảnh ở các bước sóng ánh sáng khác nhau đối với mỗi palimpsest.

9 trong số 146 tấm trong bộ palimpsest được phát hiện có nội dung thiên văn ẩn dưới. Dựa theo niên đại carbon phóng xạ và kiểu chữ viết, các nhà nghiên cứu dự đoán tài tiện thiên văn được chép lại vào thế kỷ V hoặc VI. Nội dung là thần thoại về nguồn gốc các vì sao của Eratosthenes, và một số phần của Phaenomena, bài thơ nổi tiếng vào thế kỷ III trước Công nguyên mô tả các chòm sao.

Nhưng khi tiếp tục nghiền ngẫm những hình ảnh, Williams nhận thấy một đoạn nội dung bất thường hơn nữa vẫn còn ẩn giấu bên dưới: tọa độ sao.

Williams tìm đến nhà sử học Victor Gysembergh tại Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp CNRS ở Paris để giải mã đoạn nội dung trên palimpsest mà ông cho là văn bản mô tả tọa độ sao. Kết quả, nhóm Gysembergh cho biết đoạn đó đúng là chiều dài và độ rộng của Corona Borealis - chòm sao Bắc Miện, và tọa độ của các ngôi sao ở các cực bắc, nam, đông và tây của nó.

Một số thông tin chỉ ra rằng Hipparchus là tác giả. Thứ nhất là cách ghi lại dữ liệu, theo các nhà nghiên cứu. Thứ hai là các phép đo đủ chính xác để nhóm Williams và Gysembergh xác định thời điểm thực hiện các quan sát. Tọa độ sao khớp với khoảng năm 129 trước Công nguyên - thời kỳ Hipparchus sống.

Từ các tọa độ này, Gysembergh còn xác định được rằng tọa độ của ba chòm sao khác (Ursa Major, Ursa Minor và Draco) trong Aratus Latinus, một văn bản tiếng Latinh thời Trung cổ, cũng do Hipparchus đo lường.

Evans cho biết, bản đồ sao duy nhất còn sót lại từ thời cổ đại là bản đồ do nhà thiên văn học Claudius Ptolemy ở Alexandria, Ai Cập, biên soạn vào thế kỷ II sau Công Nguyên. Luận thuyết Almagest của Ptolemy, một trong những văn bản khoa học có ảnh hưởng nhất trong lịch sử, là khởi đầu cho hơn 1.200 năm thuyết địa tâm chiếm ưu thế. Ptolemy cũng đưa ra tọa độ và độ lớn của hơn 1.000 ngôi sao.

Mối quan hệ giữa Hipparchus và Ptolemy đến nay vẫn là chủ đề gây tranh cãi. Một số học giả cho rằng bản đồ của Hipparchus không hề tồn tại. Một số người khác, khởi đi từ nhà thiên văn học thế kỷ mười sáu Tycho Brahe, thì cho rằng Ptolemy đã đánh cắp nghiên cứu của Hipparchus và biến thành của riêng. “Nhiều người nghĩ rằng Hipparchus là một nhà khám phá thực sự vĩ đại, trong khi Ptolemy chỉ là người biên soạn lại công trình của những người đi trước", Gysembergh nói

Đã có các giai thoại bắt nguồn từ tài liệu cổ đại cho rằng người đầu tiên đo các ngôi sao là Hipparchus trong khoảng 190-120 TCN, 3 thế kỷ trước Ptolemy, nhưng phát hiện mới là bằng chứng xác thực đầu tiên.

Nhóm Williams và Gysembergh cũng lưu ý các phát hiện mới cho thấy Ptolemy không đánh cắp nghiên cứu của Hipparchus. Hai nhà thiên văn sử dụng các phép đo lường khác nhau, và các quan sát của Hipparchus chính xác hơn đáng kể, chỉ sai lệch trong phạm vi một độ, và gần giống hơn với các bản đồ sao hiện đại.

Theo James Evans, nhà sử học thiên văn học tại Đại học Puget Sound ở Tacoma, Washington, phát hiện mới làm phong phú thêm bức tranh về Hipparchus, cho thấy ông thực sự đã làm được những gì. Hipparchus là một trong những nhân vật biến thiên văn học thành khoa học dự báo, theo Mathieu Ossendrijver, nhà sử học thiên văn học tại Đại học Tự do Berlin. Trong tác phẩm còn sót lại đến ngày nay, Hipparchus đã chỉ trích các nhà văn thiên văn học trước đó không quan tâm đến độ chính xác số học khi quan sát các quỹ đạo và sao.

Có ý kiến cho rằng ông được truyền cảm hứng từ việc tiếp xúc với các nhà thiên văn học người Babylon, và tiếp cận được những quan sát chính xác kéo dài hàng thế kỷ của họ. Người Babylon đã quan sát chính xác và phát triển các phương pháp toán học để mô hình hóa và dự đoán thời gian của các sự kiện như nguyệt thực. Ở Hipparchus, truyền thống này được hợp nhất với cách tiếp cận hình học Hy Lạp, và thiên văn học hiện đại thực sự khởi sinh, theo Evans.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng khi kỹ thuật hình ảnh được cải thiện, họ sẽ khám phá thêm các văn bản mà Hipparchus để lại. Một số phần của Codex Climaci Rescriptusvẫn chưa được giải mã. Có thể các văn bản khác từ St Catherine cũng ẩn giấu một phần của bản đồ Hipparchus.

Rộng hơn, việc chụp đa quang phổ palimpsest đang mở ra một kho tàng văn bản cổ chưa từng được biết đến. “Chỉ riêng ở châu Âu, có hàng ngàn palimpsest trong các thư viện lớn. Phát hiện mới chỉ là một trường hợp, hàng nghìn palimpsest khác có thể ẩn giấu những khám phá đáng kinh ngạc không kém”, Gysembergh nói.