Mặt Trăng: Từ chiếc đồng hồ cổ đến cuộc du hành không ngừng nghỉ

"Trăng, vú mộng của muôn đời thi sĩ" - câu thơ lãng mạn đắm say của Xuân Diệu, khi đặt cạnh một góc nhìn thực tế đến phũ phàng "chỉ là đỡ tốn hai xu dầu" của Nam Cao cho thấy Mặt Trăng từ lâu đã được con người nhìn bằng những lăng kính rất khác nhau. Vầng trăng vẫn luôn song tồn hai bản thể: vừa là mộng tưởng bay bổng của thi ca, vừa là ngọn đèn thân thiết của con người.

Vầng trăng ấy, khi nhìn qua lịch sử, thiên văn học, những phép đo của các nhà khoa học hay dấu chân của con người trên bề mặt xám lạnh, lại hiện ra với những khuôn mặt rất khác: từng là chiếc đồng hồ tự nhiên và điềm báo của các triều đại, trở thành thước đo kích thước và khoảng cách trên Trái Đất, rồi được con người đặt chân tới và đo đạc bằng những tia laser. Và trong khi chúng ta tưởng nó đứng yên trên bầu trời, Mặt Trăng vẫn đang lặng lẽ rời xa Trái Đất.

Chiếc đồng hồ tự nhiên và những điềm báo triều đại

Vượt lên trên cả thi ca và thứ ánh sáng sinh hoạt thông thường, Mặt Trăng từ thuở hồng hoang đã là một trong những chiếc đồng hồ tự nhiên đầu tiên của nhân loại. Dựa vào chu kỳ khuyết - tròn, con người từ rất sớm đã xây dựng các loại lịch pháp, theo dõi con nước, tổ chức mùa vụ và định hình nhịp sống cộng đồng.

Dấu ấn ấy in hằn sâu đậm trong ngôn từ của nhiều nền văn hóa: trong tiếng Anh, từ "month" (tháng) có chung nguồn gốc với "moon" (Mặt Trăng), còn "Monday" (thứ Hai) cũng bắt nguồn từ "ngày của Mặt Trăng". Ở phương Đông, tiếng Hán dùng chữ "nguyệt" (月) vừa để chỉ Mặt Trăng, vừa làm đơn vị tính tháng.

Không chỉ là đối tượng của lịch pháp, trong phần lớn chiều dài lịch sử, Mặt Trăng còn là một điềm báo, gắn với sự hưng vong của cả một triều đại.

Chính vì thế, trong triều đình thường có một cơ quan quan sát bầu trời và cảnh báo cho nhà vua về những điều bất thường. Các quan làm việc ở đó thường phải rất tinh thông thiên văn, đến mức có thể nắm được quy luật chuyển động của các thiên thể để tính toán lịch pháp và dự đoán các hiện tượng đặc biệt cho chính xác.

Đại Việt sử ký toàn thư chép rằng, đầu thế kỷ XV, dưới triều Lê, có quan Thái sử Bùi Thì Hanh, chuyên làm công tác lịch pháp và thiên văn, đã nhiều lần dự đoán trúng các hiện tượng nhật thực và nguyệt thực. Có lần ông mật tâu rằng vào ngày mồng một tháng năm, Mặt Trời sẽ bị một "con tinh vượn" nuốt mất. Muốn trấn yểm tai biến, ông đề nghị bắt vượn sống đem giết. Đại tư đồ Lê Sát tin lời, quan lại ở Tuyên Quang, Thái Nguyên được lệnh đốc thúc bủa lưới săn vượn khỉ dâng về triều. Đến ngày dự báo, triều đình nghỉ chầu, làm phép trấn yểm trong cung cấm. Cuối cùng thì Mặt Trời bị "nuốt" cũng được "nhả ra" thật, và Thì Hanh được ban thưởng rất hậu.

Nhưng "đi đêm lắm cũng có ngày gặp ma". Đại Việt sử ký toàn thư chép lại một lần Thì Hanh dự báo: vào giờ Mão ngày mùng Một, Mặt Trăng sẽ biến mất. Nhà vua ra lệnh cho các quan đến tận cửa Thừa Thiên để "cứu trăng". Nhưng giờ Mão qua đi mà trăng vẫn sáng tỏ. Bùi Thì Hanh sau đó đã bị đàn hặc và giáng chức.

Điều tương tự cũng diễn ra ở Trung Quốc. Cựu Ngũ Đại sử kể, vào năm 910, tướng Vương Cảnh Nhân đang chuẩn bị một đạo quân lớn để đánh nước Triệu. Quan Tư Thiên giám tâu rằng sắp có nguyệt thực, "không nên dùng binh". Lời cảnh báo bị phớt lờ. Đại quân sau đó bị đánh bại nặng nề. Sử chép hai sự kiện ấy cạnh nhau, như một sự ngầm thừa nhận mối liên kết tâm linh.

Có thể thấy, Mặt Trăng từ một vật thể trên trời, đã bước vào những quyết định chính trị quan trọng dưới mặt đất. Đến thời hiện đại, những ghi chép cổ xưa ấy lại trở thành nguồn dữ liệu vô giá. Nhà thiên văn học Nhật Bản Akira Okazaki (ĐH Tsuda, Tokyo) đã thu thập hàng trăm ghi chép nhật thực và nguyệt thực trong sử sách Việt Nam từ thời cổ đại đến thế kỷ XIX để đối chiếu với những sự kiện thiên văn có thật. Kết quả là độ chính xác về nguyệt thực lên tới hơn 80%, dù không thể xác định ghi chép đó là bắt nguồn từ quan sát hay dự đoán.

Nghiên cứu cho thấy những dòng chữ cổ ấy ngày nay có thể được dùng như những "dấu mốc thiên văn", giúp các nhà khoa học kiểm chứng lịch pháp và phục dựng một phần bầu trời Việt Nam của nhiều thế kỷ trước.

Một thước đo Trái Đất và không gian

Từ những nỗi lo sợ mơ hồ trước các hiện tượng tự nhiên liên quan đến Mặt Trăng, con người dần nghĩ đến cách tìm hiểu và tận dụng chúng một cách hiệu quả.

Khoảng thế kỷ IV trước Công nguyên, một nhà bác học Hy Lạp là Aristotle đã đưa ra những lập luận mang tính bước ngoặt trong tác phẩm Về bầu trời (On the Heavens). Quan sát bề mặt sáng của Mặt Trăng luôn hướng về Mặt Trời với ranh giới sáng - tối có dạng cong, ông suy đoán Mặt Trăng phải là một khối cầu. Không dừng lại ở đó, Aristotle tiếp tục dùng Mặt Trăng làm 'màn chiếu' để định hình Trái Đất: khi nguyệt thực xảy ra, phần rìa bóng tối của Trái Đất in lên Mặt Trăng luôn là một đường cong bất kể góc độ – điều chỉ có thể tạo ra bởi một thiên thể hình cầu mà thôi. Và như thế, ông kết luận Trái Đất cũng có hình cầu.

Gần một thiên niên kỷ sau, các học giả Hồi giáo lại biến Mặt Trăng thành thước đo không gian. Nếu như ở Hy Lạp cổ đại, Eratosthenes đo kích thước Trái Đất bằng bóng Mặt Trời ở hai vĩ độ khác nhau vào cùng một thời điểm, thì năm 997, Abu Rayhan al-Biruni (ở Kath, thuộc Uzbekistan ngày nay) và Abu al-Wafa al-Buzjani (ở Baghdad, thuộc Iraq ngày nay) đã cùng quan sát một sự kiện nguyệt thực ở hai nơi khác nhau đó. Họ đo được rằng, nguyệt thực diễn ra ở Kath sớm hơn khoảng 1 giờ so với ở Baghdad và từ đó tính ra chênh lệch về kinh độ giữa hai địa điểm là khoảng 14,5 độ, cực kỳ chính xác so với con số ngày nay đo được là 14,1 độ.

Như vậy, nguyệt thực là một chiếc đồng hồ và thước đo tự nhiên của vũ trụ. Nếu người ở hai địa điểm khác nhau ghi nhận cùng một giai đoạn của nguyệt thực nhưng đồng hồ địa phương lại chỉ các mốc giờ khác nhau, sự chênh lệch đó chính là chìa khóa để tính ra khoảng cách kinh độ giữa hai vùng đất. Phương pháp này về sau sẽ được sử dụng nhiều lần để đo khoảng cách, ví dụ từ châu Âu đến châu Mỹ.

Nhưng vì sao Mặt Trăng lại có thể che khuất được Mặt Trời? Bí mật nằm ở một sự trùng hợp ngẫu nhiên kỳ diệu: Mặt Trời có đường kính lớn hơn Mặt Trăng khoảng 400 lần, đồng thời nằm xa Trái Đất hơn khoảng 400 lần. Từ dưới mặt đất, hai thiên thể ấy nhìn to gần như bằng nhau. Khi Mặt Trăng đi vào đường thẳng nối giữa Trái Đất và Mặt Trời, nó tạo nên hiện tượng nhật thực. Chính sự 'vừa khít' hy hữu này đã biến Trái Đất thành nơi duy nhất trong Hệ Mặt Trời được chiêm ngưỡng một nhật thực toàn phần hoàn hảo - nơi bóng tối che vắt qua Mặt Trời nhưng vẫn kịp chừa lại vành nhật hoa rực rỡ.

Ở chiều ngược lại, vì Trái Đất lớn hơn Mặt Trăng nhiều, nên mỗi khi vầng trăng đi vào vùng bóng tối phía sau Trái Đất, nó sẽ hoàn toàn bị ngắt nguồn sáng từ Mặt Trời, tạo nên hiện tượng nguyệt thực toàn phần vào một đêm trăng tròn. Dù vậy, cả nhật thực lẫn nguyệt thực đều không lặp lại hằng tháng, bởi lẽ, mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng vốn nghiêng khoảng 5 độ so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất (quanh Mặt Trời). Phải chờ đến những thời điểm thích hợp, khi ba thiên thể thực sự thẳng hàng thì mới xuất hiện những khoảnh khắc che khuất kỳ diệu ấy.

Lá chắn nhỏ cho Trái Đất

Trước đây, ở phương Tây, người ta cho rằng Trái Đất là trung tâm của vũ trụ, còn Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh quay xung quanh Trái Đất. Đó là thuyết Địa tâm nổi tiếng của Ptolemy từ thế kỷ thứ II, được phổ biến ở châu Âu đến tận thời Phục Hưng. Phải đến thế kỷ XVI, Copernicus mới đề xuất thuyết Nhật tâm, theo đó Mặt Trời ở trung tâm, còn Trái Đất và các hành tinh quay xung quanh nó. Điều này khá giống với những gì chúng ta biết về Thái Dương hệ ngày nay. Thế còn Mặt Trăng thì sao? Từ lúc đó, nó là thiên thể duy nhất còn quay quanh Trái Đất!

Người xưa nhìn lên Mặt Trăng và tưởng tượng trên đó có những thứ kỳ lạ. Người Việt cho rằng trên đó có "chú Cuội ngồi gốc cây đa, để trâu ăn lúa gọi cha ời ời". Còn trong truyền thuyết Trung Hoa lại có chị Hằng và chú thỏ ngọc. Người châu Âu cũng có truyền thuyết về một người đàn ông bị đuổi khỏi Trái Đất và đày lên Mặt Trăng vì đi nhặt củi trong ngày lễ kính Chúa. Còn nhiều học giả thời Hy Lạp cổ đại thì cho rằng Mặt Trăng là một quả cầu đá hoàn hảo.

Đến đầu thế kỷ XVII, khi Galileo hướng kính thiên văn lên Mặt Trăng, loài người mới bắt đầu nhìn thấy bề mặt gồ ghề của thiên thể tưởng như nhẵn nhụi ấy: những ngọn núi, những vùng sáng tối và vô số cấu trúc địa hình chưa từng được mắt thường nhận ra. Về sau, khoa học mới xác định rằng phần lớn những hố tròn trên bề mặt Mặt Trăng là dấu tích của các vụ va chạm trong lịch sử hệ Mặt Trời. Những vết sẹo lồi lõm, chằng chịt đó khiến những người yêu trăng không khỏi chạnh lòng.

Nhưng chính những vết sẹo ấy lại kể một câu chuyện khác. Mặt Trăng đã hứng chịu vô số cú va chạm trong suốt lịch sử của hệ Mặt Trời, và một số vật thể có thể đã bị Mặt Trăng hút vào hoặc va chạm với nó thay vì tiếp tục bay trong không gian.

Nếu một số thiên thể đủ lớn trong số đó lao thẳng vào Trái Đất, hậu quả có thể đã vô cùng nghiêm trọng đối với toàn bộ sự sống của chúng ta. Vầng trăng tưởng như chỉ đứng đó để chúng ta ngắm nhìn, hóa ra cũng là một lá chắn nhỏ âm thầm cho hành tinh xanh.

Vầng trăng không đứng yên

"Một bước chân nhỏ bé của một người, một bước nhảy vọt của nhân loại" - Neil Armstrong đã phát biểu câu nói nổi tiếng ấy sau khi đặt chân lên Mặt Trăng, lần đầu tiên trong lịch sử loài người. Vào cái ngày 20/7/1969 lịch sử ấy, khi tàu Apollo 11 hạ cánh xuống Biển Tĩnh Lặng, Neil Armstrong và Buzz Aldrin không chỉ nhặt những vụn đá bụi mang về. Trong lúc bước những bước đi đầu tiên, họ đã nhẹ nhàng đặt xuống bề mặt xám ngoét ấy một thiết bị giản đơn bất ngờ: những bộ gương phản xạ laser. Khối thiết bị khiêm nhường đó không thể tự di chuyển cũng không tỏa sáng hay phát đi bất kỳ tín hiệu nào. Nhiệm vụ duy nhất của nó là lặng lẽ nằm đó, đón lấy và phản xạ các tia laser được các nhà khoa học chiếu lên từ Trái Đất.

Thời gian để tia sáng đi và về đã trao cho con người chiếc thước đo khoảng cách chính xác đến mức sai số chỉ còn tính bằng milimét. Sau hàng thập kỷ ròng rã đo đạc, tia laser ấy kể cho nhân loại nghe một sự thật giật mình: Mặt Trăng đang từ từ rời bỏ chúng ta một khoảng cách xấp xỉ 3,8 cm mỗi năm!

Nguyên nhân của cuộc chia ly âm thầm ấy lại bắt nguồn từ chính thứ đã gắn kết chúng - lực hấp dẫn sinh ra thủy triều. Từ độ cao hàng trăm ngàn kilomet, Mặt Trăng kéo phình các đại dương trên Trái Đất lên, trong khi Trái Đất lại tự quay vội vã hơn nhịp điệu của vầng trăng. Hệ lụy của sự giằng co ấy là mô-men động lượng từ Trái Đất liên tục bị truyền sang quỹ đạo Mặt Trăng. Kết quả là, Trái Đất của chúng ta đang ngày một quay chậm lại, còn Mặt Trăng thì giống như một vũ công dần dần lùi ra khỏi tâm của vòng quay hấp dẫn. Và như thế, một ngày cũng sẽ dài hơn.

Bầu trời của triệu năm trước và triệu năm sau

Con số 3,8cm có vẻ nhỏ bé và vô nghĩa. Nếu lấy thước đo là một kiếp nhân sinh trăm năm thì cuộc thiên di của Mặt Trăng hoàn toàn vô hình trước mắt thường. Thế nhưng, lịch sử của vũ trụ không được viết nên chỉ trong một đời người. Biên niên sử của không gian được khắc tạc bằng hàng triệu, hàng tỷ năm miệt mài luân chuyển. Thử tưởng tượng, khi trẻ em thời nhà Lý cách đây cả nghìn năm ngước nhìn lên trời để ngắm trăng rằm Trung Thu, các em sẽ thấy một vầng trăng tròn lớn hơn những gì ta thấy ngày nay, vì lúc đó Mặt Trăng ở gần Trái Đất hơn so với bây giờ khoảng vài chục mét. Khác biệt có lẽ quá nhỏ để nhận thấy bằng mắt thường, vì Mặt Trăng ở xa chúng ta đến hơn 380.000 cây số.

Kể cả lùi lại khoảng một triệu năm trước, khi loài người mới vừa xuất hiện trên mặt đất bao la này, vầng trăng khi ấy có lẽ cũng chỉ lớn hơn một chút xíu mà thôi. Tuy nhiên, nếu quay về thời mà các sinh vật mới ra khỏi đại dương để định cư trên mặt đất, cách đây 500-600 triệu năm thì mọi việc đã khác. Khi ấy, Mặt Trăng lớn hơn ngày nay chừng vài phần trăm!

Thế tương lai thì sao? Khi Mặt Trăng cứ thế lùi xa, kích thước biểu kiến của nó trong mắt người sẽ ngày một teo nhỏ. Các nhà khoa học ước tính rằng, khi vầng trăng bị đẩy lùi thêm khoảng 23.500 kilomet nữa - tức là vào một buổi chiều của chừng 600 triệu năm sau - cái đĩa tròn trịa ấy sẽ không còn đủ sức che khuất vầng Thái Dương rực lửa nữa. Nhật thực toàn phần từng khiến bao thế hệ phải kính sợ hoặc mong chờ, sẽ vĩnh viễn biến mất, thay vào đó là một chiếc vòng chói sáng bao quanh một bóng đen nhỏ hơn. Hơn thế, ngày lúc đó sẽ dài hơn, và có thể chúng ta sẽ có thêm vài giờ mỗi ngày!

Thì ra, nhật thực toàn phần đâu phải là một lẽ hiển nhiên. Nó cũng mang trong mình sinh mệnh. Nó từng có một quá khứ xa xăm, đang rực rỡ ở hiện tại này, và sẽ nhẹ nhàng khép lại ở một tương lai chưa tới.

Nhìn từ góc độ ấy, vầng trăng đêm nay không còn là một vẻ đẹp tĩnh lặng hay đóng băng của tự nhiên. Chúng ta đang được chiêm ngưỡng một khoảnh khắc rất nhỏ trôi qua trong cuộc thiên di vĩ đại đã kéo dài hàng tỷ năm - và vẫn sẽ lặng thầm tiếp diễn hàng tỷ năm nữa.

Dù khoa học cho ta biết rằng vầng trăng chưa bao giờ đứng yên, con người vẫn luôn tìm thấy một điểm tựa dịu êm để ngước nhìn giữa khoảng không vô tận.