NGUYỆT THỰC
Trăng tròn đang tỏa sáng. "Sao hôm nay nó có ánh sáng khác thường như thế kia? -Bạn nghĩ bụng, nhìn lên và trông thấy: mép trái của vầng trăng bạc dường như có ai bôi màu đỏ lên. Hiện tượng nguyệt thực bắt đầu.
Trong vòng một giờ, cái hình gì đó tròn và đỏ tía như một cái đĩa lớn cứ lấn vào vầng trăng cho đến khi toàn bộ vầng trăng tắm trong màu đỏ sẫm. Và mãi về sau, hình đĩa đỏ mới lại từ từ đi khỏi mép phải vầng trăng.
Nguyệt thực khơi dậy các tình cảm khác nhau. Thời xưa hình ảnh Mặt Trăng chìm trong màu máu đỏ sẫm đã làm con người sợ hãi. Chưa kể đến những trường hợp, đang tự nhiên Mặt Trăng bất thần biến mất gây bao kinh ngạc và lo ngại cho những người chứng kiến: không biết nó sẽ biến mất mãi mãi hay không?
Cư dân Inca cổ xưa của Nam Mỹ thì nghĩ rằng Mặt Trăng đỏ lên vì ốm và nếu nàng chết thì có lẽ nàng sẽ tuột khỏi bầu trời và rơi xuống đất. Biết rằng Mặt Trăng là bạn quý của chó, người Inca véo tai chó và gọi "Mẹ Trăng! Mẹ Trăng!". Mẹ Trăng bất hạnh nghe thấy tiếng gọi thất thanh cùng những lời cầu nguyện, đã thu hết sức lực để chiến thắng bệnh tật và hồi phục với vẻ mặt sáng láng như trước.
Người Norman thì hình dung rằng con sói đỏ Mangacmơ đã dám cả gan tấn công Mặt Trăng. Các chiến binh quả cảm hiểu rằng chẳng thể nào động tới được con sói trên trời kia nên đành la hét huýt sáo, đánh trống cho con sói sợ mà rút lui. Trận chiến âm thanh này kéo dài không ngừng có khi tới hai ba giờ đồng hồ.
Ở Trung Á hiện tượng này được coi trong sự yên lặng hoàn toàn. Người ta thản nhiên xem thần ác Ruhu nuốt Mặt Trăng. Không ai làm ầm ĩ, cũng không ai khua tay khua chân, vì mọi người đều biết rằng thần thiện Ochirvani sẽ cắt ngang thân tên quỷ ác kia và Mặt Trăng sẽ đi xuyên qua Rahu, như chui qua ống tay áo mà thoát ra và tỏa sáng trở lại.
Người Á Đông cho rằng nguyệt thực là khi Mặt Trăng bị quái vật (rồng hoặc gấu…) ăn mất. Từ "nguyệt thực" gốc tiếng Hán nghĩa là "Mặt Trăng bị ăn".
Ở Nga, người ta đã tung tin rằng nguyệt thực báo hiệu tai ương. Năm 1248, một nhà chép sử đã viết: "Một điềm gở hiện lên Mặt Trăng: vầng trăng đỏ rực màu máu rồi gục xuống... Mùa hè năm ấy tù trưởng Batưi (người Tacta) tiến quân sang...".
Tuy nhiên, các nhà thông thái phương Đông đã phần nào hiểu được nguyên nhân nguyệt thực từ vài ngàn năm trước. Nhưng cũng như các kiến thức khác về bầu trời, nó là bí mật của các quan tư tế. Các nhà bác học Hy Lạp đã nghiền ngẫm và giải đoán được các bí mật khôn ngoan của người Chanđê (một bộ lạc Do Thái cổ ở vùng Lưỡng Hà) và người Ai Cập.
Nguyệt thực luôn xảy ra vào dịp trăng tròn khi Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng thẳng hàng với nhau. Trái Đất được Mặt Trời chiếu sáng luôn hắt bóng vào không gian. Cái bóng này dạng hình nón kéo dài hàng triệu kilômét, có mặt cắt ngang hình tròn, và ở khoảng cách 360.000 km từ Trái Đất đường kính của hình tròn đó lớn gấp 2,5 đường kính Mặt Trăng. Khi Mặt Trăng chui hoàn toàn vào cái bóng khổng lồ ấy thì xảy ra pha nguyệt thực toàn phần có khi kéo dài tới một giờ rưỡi cho tới khi mép Mặt Trăng lại ra chỗ sáng.
Vậy là cái hình tròn màu đỏ kia chính là khoảng bóng tối của Trái Đất cắt ngang qua Mặt Trăng. Arixtôt đã tìm ra được chân lý này và rút ra một kết luận quan trọng: khi mà lần nào bóng nguyệt thực cũng có tiết diện tròn thì nghĩa là Trái Đất của chúng ta hình tròn và chỉ có thể là một quả cầu. Đây là chứng minh đầu tiên (nhưng không phải duy nhất) rằng Trái Đất hình cầu.
Nếu như mặt phẳng quỹ đạo Mặt Trăng trùng với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất (mặt phẳng Hoàng đạo), thì pha trăng tròn nào cũng sẽ lặp lại hiện tượng nguyệt thực, tức là đều đặn sau 29,53 ngày. Nhưng đường đi hàng tháng của Mặt Trăng lại nghiêng so với mặt phẳng Hoàng đạo 50, do đó mỗi tháng Mặt Trăng chỉ có hai lần có "nguy cơ" chạm vào vùng bóng tối của Trái Đất ở hai điểm "rủi ro". Các điểm này được gọi là các tiết điểm, hay là các nút của quỹ đạo Mặt Trăng. Như vậy, muốn xảy ra nguyệt thực, phải hội đủ hai điều kiện độc lập với nhau: phải là pha trăng tròn và lúc đó Mặt Trăng phải ở tại một tiết điểm hoặc sát đó.
Tùy thuộc việc Mặt Trăng ở gần tiết điểm đến mức nào vào giờ nguyệt thực mà nó có thể đi ngang qua giữa bóng tối hình nón và lúc đó nguyệt thực sẽ lâu nhất, hoặc có thể chỉ đi qua phần rìa bóng tối, lúc đó ta sẽ bắt gặp nguyệt thực một phần. Cái bóng hình nón của Trái Đất còn có vùng bao ngoài nửa tối nửa sáng (bóng mờ). Chỉ có một phần ánh sáng Mặt Trời không bị Trái Đất che khuất lọt vào vùng không gian này. Vì thế, cũng có trường hợp nguyệt thực bóng mờ và hiện tượng này cũng được thông báo trong các lịch thiên văn. Tuy nhiên loại nguyệt thực này không thể phân biệt bằng mắt, mà chỉ có máy ảnh và quang kế mới nhận thấy được sự tối đi của Mặt Trăng trong pha bóng mờ của nguyệt thực thông thường hoặc trong nguyệt thực bóng mờ. Khi pha trăng tròn diễn ra ở xa tiết điểm thì Mặt Trăng sẽ đi qua phía trên hoặc phía dưới bóng tối và không xảy ra nguyệt thực.
Các nhà hiền triết phương đông chưa hiểu rõ điều này, nên đã kiên trì tính đếm nguyệt thực toàn phần và một phần hàng bao thế kỷ. Thoạt đầu trong danh mục ghi chép nguyệt thực không phát hiện được một trình tự nào cả: có năm có tới 3 lần nguyệt thực, lại có năm chẳng có nguyệt thực nào. Hơn nữa, nguyệt thực chỉ được nhìn thấy ở nửa Trái Đất mà Mặt Trăng vào giờ đó xuất hiện trên trời, do đó từ bất kỳ địa điểm nào trên Trái Đất, chẳng hạn từ Ai Cập, chỉ quan sát được già nửa các lần nguyệt thực.
Nhưng sự nhẫn nại quan sát đã được đền bù. Cuối cùng người Chanđê đã phát hiện được quy luật bí mật: cứ sau 6585,32 ngày (tức là 223 tuần trăng) trên toàn Trái Đất luôn luôn có 28 lần nguyệt thực. Và cứ sau 18 năm 11 ngày 8 giờ (quy đổi chu kỳ nói trên) thì các lần nguyệt thực lại theo đúng thời gian biểu của chu kỳ trước. Như vậy chỉ cần cộng thêm 6585132 ngày là ta lại dùng được thời gian biểu cho lần sau, và thế là người Babilon và Ai Cập đã học được cách dự báo nguyệt thực. Chu kỳ này được gọi là chu kỳ xarôt (saros, gốc tiếng Hy Lạp nghĩa là "sự lặp lại"). Chu kỳ xarốt cho phép tính trước nguyệt thực cho 300 năm sau.
Khi đã nghiên cứu Bạch đạo chi li hơn các nhà thiên văn không những tính được ngày nguyệt thực theo chu kỳ saros, mà còn tính được chính xác thời gian bắt đầu xảy ra nguyệt thực.
Crixtôphơ Côlông là nhà hàng hải đầu tiên cầm theo cuốn lịch thiên văn khi khởi hành các chuyến thám hiểm để xác định kinh độ các vùng đất mới theo giờ nguyệt thực. Cuốn lịch ông dùng là các bảng biểu nổi tiếng của Rêgiômôntan dự báo nguyệt thực cho đến năm 1506. (Xem mục "Thời đại Phục hưng trong thiên văn học. . .").
Trong lần thám hiểm vượt Đại Tây Dương lần thứ tư vào năm 1504, Côlông đã bắt gặp nguyệt thực trên đảo Giamaica (Jamaica). Lịch biểu ghi thời điểm bắt đầu nguyệt thực là 1 giờ 36 phút theo giờ Nuyronbec (Đức) ngày 29-2. Nguyệt thực thì chỉ có một trên khắp Trái Đất. Nhưng giờ địa phương của Giamaica chậm hơn nhiều so với giờ của thành phố kia bên Đức, là vì ở đây Mặt Trời mọc chậm hơn ở châu Âu. Hiệu số của hai chỉ số giờ của Giamaica và của Nuyronbec chính bằng hiệu số của kinh độ hai địa điểm nói trên. Thời đó chưa có phương pháp nào khác chính xác hơn để xác định kinh độ các vùng Tây Ấn (tức là Trung Mỹ).
Côlông định bắt tay vào việc quan sát thiên văn trên bờ, nhưng thổ dân đón tiếp các nhà hàng hải với vẻ dè chừng, đã ngăn cản các bước chuẩn bị quan sát Mặt Trời của ông và các thủy thủ. Họ còn từ chối cung cấp đồ ăn thức uống cho những người châu Âu. Côlông chờ đợi vài ngày rồi tuyên bố rằng tối hôm đó ông sẽ tước ánh trăng của người dân trên đảo nếu họ ngăn cản… Dĩ nhiên, khi nguyệt thực bắt đầu thì những người Caribê sợ hãi đã sẵn sàng đem cho Côlông mọi thức miễn là ông thả Mặt Trăng ra cho họ.
"Phép màu" đã bắt đầu vào 19 giờ theo "giờ Giamaica" mà Côlông xác định dựa vào sự quan sát Mặt Trời. Bạn đọc hiếu kỳ sau khi ngẫm nghĩ cũng có thể tự xác định được kinh độ của đảo mà Côlông đã tính và đối chiếu với bản đồ để biết rằng vị đô đốc vĩ đại kia đã nhầm đến đâu trong việc xác định kinh độ.
Trong thời gian nguyệt thực Mặt Trăng trốn vào trong bóng tối của Trái Đất và lẽ ra nó phải biến mất trong tối vì Trái Đất không trong suốt. Thực tế sẽ diễn ra đúng như vậy nếu như Trái Đất không có khí quyển. Nhưng những tia sáng Mặt Trời đi sát bề mặt Trái Đất đã xuyên qua khí quyển bị khuếch tán và lọt vào vùng bóng tối của Trái Đất. Các tia sáng màu đỏ và da cam xuyên qua độ dày khí quyển khỏe nhất và chính chúng đã "tô" đĩa Mặt Trăng thành màu đỏ tía, gạch hoặc màu đồng tùy thuộc vào tình trạng khí quyển Trái Đất.
