KHOA HỌC VỀ CÁC VÌ SAO Ở ĐẤT NƯỚC KIM TỰ THÁP
Vào khoảng 4000 năm trước Công nguyên ở thung lũng sông Nin đã sinh ra một trong những nền văn minh lâu đời nhất trên Trái Đất: nền văn minh Ai Cập. Sau đó một thiên kỷ, sau khi hai vương quốc (Thượng và Hạ Ai Cập) sáp nhập, đã hình thành một quốc gia hùng mạnh. Vào thời đó, thời mà chúng ta gọi là nhà nước Ai Cập cổ đại người Ai Cập đã biết làm nghề gốm đúc đồng và đã có chữ viết. Chính vào thời kỳ đó các kim tự tháp đã được xây dựng. Có lẽ cũng vào thời đó bộ lịch Ai Cập đã ra đời: lịch trăng sao có tính chất tôn giáo và lịch lược đồ có tính chất dân sự, hành chính.
Cư dân vùng sông Nin, nơi không có mùa đông thực sự đã chia một năm thành ba mùa tùy thuộc vào hành vi của con sông. Mùa đầu tiên “Akhet” (từ tiếng Ai Cập cổ nghĩa là “lũ lụt”) trùng với kỳ dâng nước tràn bờ của sông Nin. Vào mùa đó từ tháng bảy đến hết tháng mười, sông dâng ngập vùng hạ lưu. Mùa tiếp theo là “pêret” (nước rút). Nước sông rút dần sau khi đã tưới nước cho đất và bồi đắp phù sa. Mùa này bắt đầu từ vụ gieo hạt và kết thúc là vụ gặt. Từ tháng ba có gió nóng khô thổi từ phía sa mạc Xahara tới trong suốt nữa tháng, vậy là đã bắt đầu mùa cuối trong năm: “semu” (thiếu nước). Thiên văn học của nền văn minh cổ này bắt đầu từ sông Nin - con sông mà toàn bộ đời sống của người Ai Cập phụ thuộc vào. “Ai Cập là món quà của sông Nin”, Hêrôđôt, nhà sử học Hy Lạp cổ đại đã viết như vậy.
Các vị tư tế thiên văn Ai Cập đã nhận thấy rằng không lâu trước khi nước sông bắt đầu dâng lên có hai sự kiện xảy ra: ngày hạ chí và ngôi sao Sirius xuất hiện lần đầu tiên vào lúc bình minh sau 70 ngày vắng bóng trên bầu trời. Sirius là ngôi sao sáng nhất trên bầu trời. Người Ai Cập gọi nó bằng tên của vị nữ thần Xôpđet; người Hy Lạp phát âm cái tên đó là Xôtixơ.
Vào thời gian đó, Ai Cập đã có bộ lịch Mặt Trăng (âm lịch) gồm 12 tháng mỗi tháng có 29 hoặc 30 ngày - từ kỳ không trăng đầu tháng đến kỳ không trăng tiếp theo. Để cho các tháng của bộ lịch đó phù hợp với mùa trong năm, cứ 2 hay 3 năm một lần người ta lại phải thêm vào đó tháng thứ 13. Ngôi sao Sirius (Thiên Lang) giúp họ xác định thời gian đã thêm tháng đó vào. Ngày đầu của một năm âm lịch được tính là ngày đầu của tuần trăng non sau khi ngôi sao đó trở lại.
Lịch “quan sát” đó với sự thêm vào không đều đặn của tháng thứ 13 hoàn toàn không thích hợp đối với một quốc gia có một nền trật tự và quy chế nghiêm cẩn. Bởi vậy người ta đã đặt ra một cuốn lịch gọi là lịch lược đồ để phục vụ các nhu cầu hành chính và dân sự. Với lịch này một năm được chia làm 12 tháng, mỗi tháng 30 ngày và cuối năm bổ sung thêm vào đó 5 ngày nữa, tức là có đúng 365 ngày.
Người Ai Cập đã biết rằng một năm thực sự dài hơn 1/4 ngày so với lịch đã sử dụng và phải thêm vào mỗi năm nhuận (cứ 4 năm một lần) 6 ngày chứ không phải 5 ngày như bình thường là đủ để nó phù hợp với các mùa. Nhưng điều này đã không được thực hiện. Sau 40 năm tức là sau một thế hệ, lịch này đã vượt trước 10 ngày, một con số không lớn lắm, và những người thư ký quản lý công việc có thể dễ dàng thích nghi với việc thay đổi nho nhỏ của các ngày tháng bắt đầu các mùa.
Sau đó một thời gian ở Ai Cập lại xuất hiện thêm một kiểu âm lịch nữa được sửa đổi cho thích hợp với lịch hành chính và dân sự đã có. Trong cuốn lịch này tháng phụ được thêm vào sao cho ngày bắt đầu của một năm âm lịch không gần với ngày sao Sirius xuất hiện mà gần với ngày bắt đầu của một năm hành chính, dân sự. Cuốn âm lịch “lạc loài” này được sử dụng song song với hai cuốn lịch kia.
Xuất hiện vào thời kỳ nhà nước cổ đại lịch hành chính quốc gia đã tồn tại ở Ai Cập suốt cho đến khi nước này gia nhập vào đế quốc La Mã, mặc dù người ta đã thử sửa đổi nó bằng cách đưa vào thêm các năm nhuận. Ngay cả các vị vua Hy Lạp triều đại Ptôlêmê cũng không thắng nổi sức ỳ truyền thống đó.
Ở Ai Cập cổ đại tồn tại một học thuyết đa thần giáo phức tạp. Các quan niệm về thiên văn của Ai Cập gắn bó chặt chẽ với nó. Theo tín ngưỡng của họ, ở trung tâm của thế giới là nơi ngự trị của thần Ghebơ (Geb) một trong những các vị thần thượng đẳng, người nuôi dưỡng và bảo vệ con người. Thần này tượng trưng cho Trái Đất. Người chị và cũng là người vợ của thần Ghebơ, nữ thần Nút, chính là nữ thần Bầu Trời. Bà được coi là người mẹ vĩ đại của các vì sao và là người sinh ra các thần. Người ta cho rằng sáng sáng bà lại nuốt hết vào bụng các vì tinh tú và đến chiều tối lại sinh ra chúng. Vì thói quen đó của thần Nút mà có lúc thần Nút và thần Ghebơ cãi nhau. Khi đó người cha của họ là thần Su (Shu), thần Không Khí, đã nâng bầu trời lên khỏi mặt đất và chia lìa đôi vợ chồng này. Nút là mẹ của thần Ra (thần Mặt Trời) và các ngôi sao, bà chỉ huy họ. Đến lượt mình thần Ra lại tạo ra thần Thôthơ (Mặt Trăng) làm trợ thủ của mình trên bầu trời đêm.
Theo thần thoại, ban ngày thần Ra bơi trên dòng sông Nin thượng giới và chiếu sáng mặt đất, còn buổi tối thì hạ xuống Đuat (địa ngục). Ở đó thần dạo chơi trên dòng sông Nin dưới âm phủ, chiến đấu với các thế lực hắc ám để rồi sáng hôm sau lại xuất hiện nơi chân trời. Thần Ra được hình tượng hóa bằng hình ảnh chim ưng, đôi khi lại hình ảnh con mèo lớn. Cột bia ở các kim tự tháp bốn mắt chính là để tưởng nhớ thần. Các pha-ra-ôn (vua) coi mình là con cái của thần Ra để tỏ lòng kính trọng thần đã xây các lăng mộ của mình có dạng kim tự tháp.
Trong các cuộc hành lễ thờ thần Ra về ban đêm, các vị tư tế phải giúp đỡ thần hoàn thành chuyến đi vất vả theo dòng sông Nin dưới âm phủ. Muốn thế họ phải xác định được thời gian ngay cả ban đêm. Những bằng chứng còn lưu lại đến chúng ta ngày nay về ít nhất là ba lần những người Ai Cập đã cố tạo ra các đồng hồ sao.
Chính xác nhất trong số đó là lần thử nghiệm thứ ba, trong đó người Ai Cập đã sử dụng các dụng cụ quan sát phương pháp đo thời khắc vào ban đêm theo các vì sao đã được sáng chế ra gần 1500 năm trước Công nguyên. Nó được thực hiện bằng cách ghi lại thời điểm những ngôi sao nhất định vượt qua trung tuyến trời (trung thần) và các khu vực lân cận trên Bầu Trời. Người quan sát ngồi trên một mặt bằng quay mặt về hướng Nam dối diện với hình người ngồi ở “trung tuyến”. Đó là một người phục vụ trong đền hay chỉ là một hình nhân? Không ai biết. Người quan sát sử dụng các dụng cụ ngắm chuẩn, tấm bảng có khắc rãnh ở phía trên để theo dõi sự di chuyển của “ngôi sao chỉ giờ” phía trên “hình người”.
Còn lưu lại những bảng tính ghi những ngôi sao và vị trí của mỗi ngôi trong vòng 12 giờ của đêm. Vị trí được xác định bởi những câu “đối diện với trái tim” (nằm giữa hình người), hoặc “phía trên mắt phải”, “phía trên tai trái”, “phía trên vai phải”... Tất cả có bảy vị trí. Cũng như hai lần trước, phương pháp xác định này gắn với lịch không ổn định nên đòi hỏi phải luôn luôn đổi mới bảng tính và vì thế không tồn tại lâu dài.
Ở vùng Carnac, gần Thebơ người ta tìm thấy các đồng hồ nước cổ nhất ở Ai Cập. Chúng được chế tạo vào thế kỷ XIV trước Công nguyên. Có lẽ những chiếc đồng hồ này đã có từ 300 năm trước thời điểm đó, chúng xuất hiện không lâu trước khi các đồng hồ sao cuối cùng được chế tạo ra. Những chiếc đồng hồ nước mà người Hy Lạp gọi là clep-xi-đra (klepsydra) có dạng một cái bát với một lỗ nhỏ, mà từ đó nước chảy nhỏ giọt ra. Phía trong mặt bát có cái thang chia độ, đưa vào đó có thể ước chừng là bao nhiêu thời gian đã trôi (chảy) đi. Người Ai Cập thời đó chia ngày và đêm
thành 19 giờ và các giờ có độ dài khác nhau tùy theo mùa. Vì vậy, mỗi tháng sử dụng một thang chia độ có tên gọi riêng. Có 12 thang chia độ, mặc dù chỉ cần 6 là đủ bởi vì độ dài của các ngày nằm cách cùng một khoảng với các ngày chỉ thực tế là như nhau. Nhưng người Ai Cập là những người bảo thủ theo truyền thống và hoàn toàn không muốn thay đổi tiền lệ. Đồng hồ bát được đổ đầy nước vào đầu buổi đêm, và thời điểm làm mốc tính có thể là lúc Mặt Trời lặn và sau đó trong khi hành lễ các vị tư tế khỏi phải nhìn lên bầu trời nữa.
Đồng hồ nước cũng không thoát được phải căn chỉnh. Có lẽ để làm việc này lỗ nước chảy sẽ được bịt bằng sáp ong, và ở đó người ta dùi những lỗ có kích cở cần thiết. Nhưng còn cần phải căn chuẩn sự vận hành của các đồng hồ ấy với độ dài thực tế của một ngày, tức là cần có đồng hồ Mặt Trời. Đồng hồ Mặt Trời chủ yếu ở Ai Cập chính là các cột bia thờ thần Mặt Trời (Ra). Công cụ thiên văn này có dạng một chiếc cột dựng thẳng đứng gọi là cọc tiêu Mặt Trời là dụng cụ đầu tiên cho phép đo độ cao Mặt Trời so với đường chân trời trong ngày. Người Ai Cập đã bổ sung cho nền thiên văn “chân trời” cổ xưa nhất bằng cách tìm theo chiều thẳng đứng độ cao góc trong khi ở đền Xtônhengiơ mới chỉ đo độ phương (phương vị) của các vì tinh tú. Khi bóng của cây cột ngắn nhất đó là lúc giữa trưa. Các giờ còn lại trong ngày được cột bia chỉ không thật chính xác.
Người Ai Cập cổ cũng như các dân tộc khác chia bầu trời ra các chòm sao. Chúng ta có thể biết về các chòm sao của người Ai Cập dựa vào việc chúng được nói tới trong các văn bản cổ và các hình vẽ trên trần các đền thờ và lăng mộ. Các chòm sao của người Ai Cập không giống như của người Babilon và của người Hy Lạp cổ. Có tất cả 45 chòm. Các hình vẽ còn lưu lại được trên trần không phải là các bản đồ sao, vì vậy việc xác định vị trí các chòm sao của người Ai Cập trên bầu trời chỉ có thể là tương đối. Được biết ví dụ như chòm sao Mexơ (có lẽ là chòm Gấu Lớn) được vẽ dưới dạng chân của con bò đực): chòm sao An có hình đầu chim ưng bị ngọn lao của chòm Mexo xuyên qua chòm Beghemoti mà phía sau là hình một con cá sấu lớn thân cong. Trong các văn bản cổ các chòm sao không lặn ở gần vùng cực được gọi là “các chòm sao không bao giờ tan”.
Người Ai Cập từ cổ xưa đã biết đến các hành tinh. Các thầy tư tế đã sớm chia chúng thành hai nhóm. Nhóm thượng tà nhóm có thể nhìn thấy khi chúng ở vị trí xung đối với Mặt Trời, được coi là hiện thân khác nhau của thần Horơ. Chẳng hạn, sao Mộc được gọi là thần Horơ soi sáng cả hai mặt Trái Đất, sao Thổ là “thần Horơ, con bò của thiên giới”; còn sao Hỏa là thần Horơ mặt đỏ”. Các hành tinh nhóm hạ chỉ nhìn thấy lúc chiều hôm hay tảng sáng được người Ai Cập biết đến có lẽ từ giữa thiên kỷ thứ II trước Công nguyên và được coi như chỉ là một tinh tú. Tên gọi cổ của sao Kim dịch ra là “Kẻ đi ngang” tức là ngôi sao cắt ngang đường đi của Mặt Trời. Còn sao Thủy được nói tới như là vị thần của chiều hôm và rạng sáng.
Dường như nền thiên văn cổ Ai Cập không có những thành tựu gì đặc biệt. Người Ai Cạp sống định cư trên các triền sông không cần đến các biện pháp định vị bằng thiên văn. Về thời vụ của nông nghiệp người Ai Cập dựa vào con sông và chỉ cần xác định thời điểm sông bắt đầu dâng nước tràn bờ là đủ để biết cần làm gì, mà khỏi phải nhìn trời. Các vị tư tế quan sát các sao chủ yếu là để đo thời gian vào ban đêm còn các thư lại sử dụng cuốn lịch đơn giản không bị bó buộc gắn theo các mùa và có vẻ coi thường thiên văn.
Nhưng sau này chính trên đất Ai Cập, ở thành phố Alêchxanđria các nhà bác học Hy Lạp đã làm việc và đặt nền móng cho thiên văn học hiện đại ở đây Arixtac xứ Xamôt, Timôharit, Eratôxthen đã làm việc và cũng chính ở đây Clôt Ptôlêmê đã viết tác phẩm thiên văn học nổi tiếng của ông. Nền khoa học Ai Cập có ảnh hưởng tới họ không? Dĩ nhiên là có và ảnh hưởng chính là khi nó tách khỏi cách theo dõi một cách mù quáng những biến đổi theo chu kỳ của bầu trời. Lịch lược đồ tuy không tuân theo các mùa nhưng lại là một thang biểu mẫu mực để xác định khoảng thời gian giữa các kỳ thiên thực đã được quan sát liên tục nhiều năm liền. Chính Ptôlêmê đã sử dụng bộ lịch sử đó trong tính toán của mình và sau đó đến Côpecnic. Ý tưởng của người Ai Cập về chia giờ không phụ thuộc vào độ dài của ngày đã trở thành cơ sở cho mọi quan trắc thiên văn. Ngày nay khi sử dụng cách đo giờ bằng 1/24 độ dài của một ngày đêm thống nhất cho mọi mùa trong năm, chúng ta cần nhớ rằng cách tính thời gian này do người Ai Cập cổ xưa đã cống hiến cho nhân loại.
