"Kênh đào" Sao Hoả là những đường thẳng mảnh mà nhiều nhà thiên văn cuối thế kỷ 19 tin rằng mình thấy trên bề mặt hành tinh đỏ. Giovanni Schiaparelli gọi chúng là canali năm 1877; Percival Lowell biến chúng thành bằng chứng về một nền văn minh đang dẫn nước từ hai cực. Kính tốt hơn, rồi các tàu thăm dò từ năm 1965, cho thấy không có kênh nào: đó là ảo giác do mắt người nối các chi tiết mờ ở giới hạn nhìn của kính.
Mùa đối lập năm 1877
Cứ khoảng hai năm hai tháng, Trái Đất và Sao Hoả lại nằm cùng một phía Mặt Trời, gọi là lúc đối lập. Có những lần đối lập Sao Hoả ở gần đặc biệt, và năm 1877 là một lần như vậy. Giới thiên văn khắp nơi chĩa kính về hành tinh đỏ. Cũng trong mùa đối lập ấy, Asaph Hall ở Đài Thiên văn Hải quân Hoa Kỳ phát hiện hai mặt trăng nhỏ Phobos và Deimos.
Ở Milan, Giovanni Schiaparelli, giám đốc Đài Thiên văn Brera, bắt đầu vẽ bản đồ Sao Hoả chi tiết. Ông đặt tên cho các vùng sáng tối theo địa danh cổ điển và kinh Thánh, nhiều tên vẫn dùng đến nay. Trên bản đồ, ông vẽ một mạng những đường mảnh nối các vùng tối với nhau và gọi chúng là canali.
Một chữ dịch lệch nghĩa
Trong tiếng Ý, canali có thể chỉ những rãnh, lạch, kênh nói chung, kể cả tự nhiên. Khi sang tiếng Anh, chữ này thường được dịch là canals, vốn gợi tới kênh đào do người làm ra. Bản thân Schiaparelli giữ thái độ khá thận trọng về bản chất của các đường này. Nhưng chữ dịch đã gieo một hình ảnh mạnh: có ai đó trên Sao Hoả đào kênh.
Thời điểm cũng đặc biệt. Kênh đào Suez khánh thành năm 1869, công trình kênh đào Panama bắt đầu được bàn đến. Kênh đào là biểu tượng của kỹ thuật tiến bộ. Một hành tinh có mạng kênh đào khổng lồ tự nhiên gợi ra một nền văn minh lớn.
Percival Lowell và đài thiên văn ở Flagstaff
Percival Lowell là một doanh nhân Boston giàu có, người say mê Sao Hoả sau khi đọc về các quan sát của Schiaparelli. Năm 1894, ông lập một đài thiên văn trên đồi gần Flagstaff, bang Arizona, chọn nơi có không khí khô và ổn định, một quyết định rất có tầm nhìn. Đài Thiên văn Lowell vẫn hoạt động đến ngày nay.
Lowell quan sát và vẽ hàng trăm "kênh", nhiều hơn hẳn Schiaparelli. Trong các cuốn sách như Mars (1895), Mars and Its Canals (1906) và Mars as the Abode of Life (1908), ông dựng nên một bức tranh hoàn chỉnh: Sao Hoả là hành tinh đang khô dần, cư dân ở đó đào hệ thống kênh khổng lồ để đưa nước từ băng tan ở hai cực về vùng xích đạo. Các vùng tối thay đổi theo mùa được ông giải thích là thảm thực vật dọc kênh xanh lên khi có nước.
Lowell viết hay, lập luận mạch lạc, và ông có một đài thiên văn tốt. Ý tưởng của ông lan rộng trong công chúng và ảnh hưởng sâu đến văn học khoa học viễn tưởng đầu thế kỷ 20.
Những người không thấy kênh
Ngay thời đó, nhiều nhà thiên văn khác không thấy kênh, hoặc thấy rất khác. Một số lập luận phản bác đáng chú ý:
- Thí nghiệm với học sinh (1903). Nhà thiên văn Anh Edward Maunder cho một nhóm học sinh ngồi ở các khoảng cách khác nhau vẽ lại một hình tròn có những chấm và mảng mờ không theo hàng lối. Những em ngồi xa, nơi chi tiết vừa chạm giới hạn nhìn rõ, có xu hướng vẽ thành các đường thẳng nối các chấm. Thí nghiệm gợi ý rằng "kênh" có thể do mắt và não tự nối các chi tiết mờ.
- Lập luận sinh học và khí hậu (1907). Nhà tự nhiên học Alfred Russel Wallace, người cùng Darwin đề xuất thuyết chọn lọc tự nhiên, viết sách phản bác, lập luận rằng Sao Hoả quá lạnh và khí quyển quá loãng để nước lỏng chảy trong kênh hở.
- Kính lớn hơn (1909). Nhà thiên văn Eugène Antoniadi dùng kính khúc xạ lớn ở Meudon, gần Paris, trong những đêm khí quyển rất ổn định. Ông thấy các "đường" tan thành vô số chi tiết bất quy tắc, vết loang, đốm tối, không có đường thẳng hình học nào.
Vì sao mắt người "vẽ" ra kênh
Quan sát hành tinh qua kính trước thời chụp ảnh tốt là việc rất khó. Khí quyển Trái Đất luôn rung động, làm ảnh nhoè và chập chờn. Người quan sát phải nhìn hàng giờ để bắt những khoảnh khắc ảnh nét trong tích tắc, rồi vẽ lại bằng tay. Trong điều kiện đó, có ba yếu tố dễ đánh lừa:
Não thích tìm đường và hình mẫu
Hệ thị giác người được "thiết kế" để tìm cạnh, đường nét và hình khối. Khi chi tiết chỉ vừa chạm giới hạn phân giải, não có xu hướng nối các điểm tối rời rạc thành đường liền.
Mong đợi định hình cái thấy
Người đã tin có kênh sẽ chú ý tới những khoảnh khắc ảnh "giống kênh" và vẽ lại chúng. Bản vẽ của Lowell càng về sau càng nhiều đường, càng thẳng, đều đặn.
Không có cách kiểm chứng khách quan
Ảnh chụp thời đó chưa đủ nét để thay mắt người. Mỗi bản đồ là một bản vẽ tay, nên tranh cãi khó ngã ngũ chỉ bằng lời.
Mốc thời gian
| Năm | Sự kiện |
|---|---|
| 1877 | Schiaparelli vẽ bản đồ Sao Hoả với các canali; Asaph Hall phát hiện Phobos và Deimos |
| 1894 | Percival Lowell lập đài thiên văn ở Flagstaff, Arizona |
| 1895–1908 | Lowell xuất bản loạt sách về kênh đào và sự sống trên Sao Hoả |
| 1903 | Thí nghiệm của Edward Maunder với học sinh về ảo giác đường thẳng |
| 1907 | Alfred Russel Wallace viết sách phản bác khả năng có nước chảy trên Sao Hoả |
| 1909 | Antoniadi quan sát bằng kính lớn ở Meudon, không thấy kênh thẳng |
| 1965 | Tàu Mariner 4 bay ngang, gửi ảnh cận cảnh đầu tiên: bề mặt nhiều hố va chạm |
| 1971–1972 | Mariner 9 trở thành tàu đầu tiên bay quanh Sao Hoả, chụp gần như toàn bộ bề mặt, không có kênh đào |
Thứ thật sự có trên Sao Hoả
Tàu thăm dò không tìm thấy kênh của Lowell, nhưng tìm thấy những thứ còn thú vị hơn. Mariner 9 chụp được Valles Marineris, hệ thống hẻm vực dài hàng nghìn km, cùng những núi lửa khổng lồ và các lòng sông cổ đã khô. Các tàu và xe tự hành sau này tìm thấy bằng chứng nước lỏng từng chảy trên bề mặt từ hàng tỉ năm trước, cùng băng nước ở hai cực và dưới lớp đất.
Những thay đổi theo mùa mà Lowell gán cho thực vật thật ra do bão bụi và gió làm sáng tối các vùng bề mặt. Có một điểm trùng hợp: câu hỏi Sao Hoả từng có sự sống hay không vẫn đang được nghiên cứu nghiêm túc, chỉ là ở dạng vi sinh vật cổ chứ không phải kỹ sư đào kênh.
Còn Đài Thiên văn Lowell để lại di sản khoa học thật: năm 1930, Clyde Tombaugh tìm ra Sao Diêm Vương tại chính đài này, trong một cuộc tìm kiếm do Lowell khởi xướng từ trước khi ông mất năm 1916.
Góc nhìn hôm nay: tôn trọng người quan sát, nghi ngờ con mắt
Schiaparelli là một nhà thiên văn xuất sắc, và tên ông nay được đặt cho một hố va chạm trên Sao Hoả cũng như cho tàu đổ bộ thử nghiệm của châu Âu năm 2016. Lowell là người đặt đài thiên văn ở nơi có bầu trời tốt, một ý tưởng nay là chuẩn mực. Cả hai đều không gian dối. Câu chuyện kênh đào cho thấy một người quan sát trung thực, kỹ lưỡng vẫn có thể thấy điều không có, khi làm việc ở giới hạn của công cụ và mang sẵn một kỳ vọng mạnh.
Ngày nay, chính vì những bài học như thế mà thiên văn chuyển sang ghi nhận bằng cảm biến, xử lý ảnh có kiểm soát, và đòi hỏi nhiều đài độc lập cùng thấy một chi tiết. Nếu muốn tự trải nghiệm, hãy quan sát Sao Hoả qua kính nhỏ ở một câu lạc bộ thiên văn nghiệp dư vào mùa đối lập, rồi thử vẽ lại: bạn sẽ hiểu vì sao việc "thấy" ở giới hạn của kính khó đến thế.
Câu hỏi thường gặp
Kênh đào trên Sao Hoả có thật không?
Không. Các tàu Mariner 4 năm 1965 và Mariner 9 năm 1971–1972 chụp ảnh cận cảnh Sao Hoả và không thấy kênh đào nào. Những đường thẳng thấy qua kính thế kỷ 19 là ảo giác thị giác khi quan sát chi tiết mờ.
Ai phát hiện kênh đào Sao Hoả?
Nhà thiên văn Ý Giovanni Schiaparelli vẽ các đường mảnh trên bản đồ Sao Hoả năm 1877 và gọi là canali. Percival Lowell sau đó phát triển ý tưởng rằng đây là kênh đào do một nền văn minh xây dựng.
Canali nghĩa là gì?
Trong tiếng Ý, canali có nghĩa rộng là lạch, rãnh, kênh, kể cả tự nhiên. Khi dịch sang tiếng Anh thành canals, chữ này gợi nghĩa kênh đào nhân tạo, góp phần tạo ra huyền thoại người Sao Hoả.
Percival Lowell là ai?
Percival Lowell là doanh nhân và nhà thiên văn người Mỹ, lập Đài Thiên văn Lowell ở Flagstaff, Arizona năm 1894. Ông nổi tiếng với giả thuyết kênh đào Sao Hoả, và đài của ông là nơi tìm ra Sao Diêm Vương năm 1930.
Vì sao các nhà thiên văn lại thấy kênh trên Sao Hoả?
Khi chi tiết nằm ở giới hạn phân giải của kính và khí quyển rung làm ảnh nhoè, não người có xu hướng nối các đốm mờ thành đường thẳng. Kỳ vọng sẵn có và việc vẽ tay thay cho ảnh chụp khiến ảo giác càng khó phát hiện.
