Vị linh mục là người đầu tiên đo chính xác bán kính của Trái đất

Cha Jean Picard là nhà khoa học đầu tiên đo chính xác bán kính của Trái đất và công trình của ngài là nguồn cảm hứng giúp nhà bác học Isaac Newton phát hiện lực hấp dẫn.

Linh mục Picard (21.7.1620 - 12.7.1682) là nhà thiên văn học Pháp ở xứ La Flèche và theo học tại trường Hoàng gia Henry Le Grand của dòng Tên, một trong những trung tâm giáo dục vào bậc nhất của Pháp thời đó.

Bán kính Trái đất và định luật vạn vật hấp dẫn

Năm 1644, cha chuyển đến sống ở Paris, và trở thành học trò của linh mục Pierre Gassendi, người dẫn đầu nhóm các nhà trí thức có ảnh hưởng của Pháp thời bấy giờ. Với sự hỗ trợ của cha Gassendi, vị chủng sinh mới 23 tuổi đã quan sát sự kiện nhật thực ngày 21.8.1645 và các sự kiện nguyệt thực trong năm 1646 và 1647. Theo một số tài liệu, ngài được truyền chức linh mục vào năm 1950. Đến năm 1655, cha Picard trở thành giáo sư thiên văn học của Collège de France, ngôi trường về học thuật nổi tiếng ở Paris.

Năm 1666, cha gia nhập Hàn lâm viện Khoa học Hoàng gia Pháp (Académie Royale des Sciences) ngay sau khi viện này được thành lập, và kể từ đó mang đến những đóng góp quan trọng. Vị linh mục đã đưa ra những thay đổi quan trọng nhằm cải thiện vô số các công cụ quan sát thiên văn, chẳng hạn như thiết kế thiết bị đo micromét để tính toán các đường kính của Mặt trời, Mặt trăng và các hành tinh. Năm 1667, cha cải tiến kính viễn vọng, giúp tăng mạnh khả năng quan sát của nó. Vị linh mục cũng là tác giả của những lý thuyết ấn tượng trong lĩnh vực thiên văn học, bao gồm đo đạc bằng kính viễn vọng.

Năm 1670, cha thực hiện đợt đo đạc đầu tiên về đường kinh tuyến ở Pháp, giữa Sourdon và Malvoisine, theo đó cho phép đo bán kính của Trái đất với độ chính xác cao. Con số được cho rằng đưa ra vào thời điểm đó là 6.327,9km, trong khi số liệu chính thức ngày nay là 6.357 km. Điều này có nghĩa là cha Picard chỉ sai số 0,44% nếu so với kết quả đo đạc hiện tại với những công cụ hiện đại. Những kỹ thuật thu được từ quá trình đo đạc cho phép ngài vẽ bản đồ vùng Paris. Vô cùng ấn tượng trước thành quả của cha Picard, chính phủ Pháp quyết định đo đạc toàn bộ nước Pháp, và tất nhiên không thể thiếu được sự góp sức của vị linh mục - khoa học gia nổi tiếng.

Công trình tính toán bán kính Trái đất của cha Picard đã đóng vai trò nền tảng cho nhà bác học Newton tiến tới thiết lập định luật vạn vật hấp dẫn vào năm 1684. Bên cạnh đó, chính phủ Anh sau này đã sử dụng phương pháp của vị linh mục người Pháp để triển khai cuộc Khảo sát Lượng giác Khổng lồ vào năm 1800 ở tiểu lục địa Ấn Độ. Dự án này kéo dài đến năm 1913 và giúp tìm ra ngọn núi cao nhất địa cầu là núi Everest.

Công cụ của cha Picard

Tính toán vận tốc ánh sáng

Năm 1671, cha đến đài thiên văn Tycho Brahe (Thụy Điển). Trong quá trình ở đây, ngài làm việc với nhà thiên văn Ole Rømer (Đan Mạch) trong dự án quan sát nguyệt thực của Mặt trăng Io thuộc sao Mộc. Kế đến, cha quay về đài thiên văn Paris (1673) và ngay sau đó chuyên gia Rømer tiếp tục quan sát các mặt trăng khác của hành tinh lớn nhất Thái Dương hệ. Từ những dữ liệu do cả hai thu thập được, ông Rømer có thể tính toán ra vận tốc ánh sáng là khoảng 220.000 km/s. Tuy kết quả này sai 26,5% so với kết quả được xác định ngày nay (299792,458km/s), nhưng cũng có thể xem là một tiến bộ đáng kể về nghiên cứu khoa học.

Đồng hồ mặt trời của cha Picard tại ĐH Sorbonne

Trong thời gian ở đài thiên văn Paris, cha Picard đóng góp vào việc phát hiện Trái đất không phải là một khối cầu hoàn hảo, mà thay vào đó dẹp ở hai cực, cũng như đo lường thị sai của sao Hỏa. Đến năm 1675, ngài công bố phát hiện về cái gọi là ánh sáng khí áp, chỉ ánh sáng được hiển thị trong điều kiện chân không bên trên thủy ngân của áp kế. Năm 1679, vị linh mục người Pháp phát hành ấn bản đầu tiên của Niên giám Thiên văn bằng tiếng Pháp. Cha cũng bổ sung vào chuỗi kết quả nghiên cứu ấn tượng của mình với việc đưa vào sử dụng quả lắc trong đồng hồ.

Bên cạnh thiên văn học, cha Picard cũng quan tâm lĩnh vực thủy lực học. Cha nghiên cứu và áp dụng những kỹ năng của mình để giải quyết vấn đề cung cấp nước cho các đài phun nước ở Versailles. Một điều ấn tượng là trong cả cuộc đời mình, cha chưa bao giờ công bố các quan sát thiên văn. Phải đến 60 năm kể từ ngày mất của vị linh mục, người đời sau mới biết được tầm quan trọng của những công trình để đời của ngài.