Bản phác thảo cho thấy thiên tài Leonardo da Vinci đã hiểu được lực hấp dẫn trước cả Isaac Newton một thế kỷ

(Tổ Quốc) - Các nhà nghiên cứu đặc biệt ngạc nhiên trước các phương thức tìm hiểu của Leonardo, người đã sử dụng những gì có sẵn vào thời điểm đó – chủ yếu là hình học – và áp dụng phương pháp đó để khám phá những điều chưa biết.

Isaac Newton được ghi nhận là người đầu tiên trên thế giới xây dựng lý thuyết về lực hấp dẫn vào nửa sau của thế kỷ 17 - dường như đã lấy cảm hứng từ việc một quả táo rơi từ trên cây xuống.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng, các khía cạnh cơ bản của lực hấp dẫn đã được Leonardo da Vinci - họa sĩ vĩ đại, nhà bác học, kỹ sư và nhà giải phẫu, một trong những đại diện xuất sắc nhất của nghệ thuật và khoa học thời Phục hưng, nhận ra hơn một trăm năm trước đó.

Theo đó, kết luận trên được đưa ra sau khi các nhà nghiên cứu phân tích các biểu đồ trong sổ ghi chép hiện đã được số hóa của Leonardo. Một trong số đó là các bản phác thảo hình tam giác, thể hiện mối quan hệ giữa chuyển động tự nhiên, chuyển động có hướng và sự cân bằng của chuyển động –một sự chứng minh rằng lực hấp dẫn là một loại gia tốc.

Trong trường hợp của Leonardo, điều này liên quan đến những gì ông quan sát được trong việc đổ cát ra khỏi lọ.

Theo đó, thiên tài người Ý nhận ra rằng, nếu chiếc lọ được đổ dọc theo một mặt phẳng nằm ngang ở cùng một tốc độ với một lực đang kéo các hạt cát rơi xuống, cát sẽ tạo thành cạnh huyền của một tam giác.

Nhận thức về sự thay đổi tốc độ mà một vật thể rơi xuống trải qua theo thời gian tạo thành một bước quan trọng trên con đường tìm ra hằng số hấp dẫn trên Trái đất.

'Khoảng 500 năm trước, Leonardo da Vinci đã cố gắng khám phá bí ẩn của lực hấp dẫn và mối liên hệ của nó với gia tốc thông qua một loạt các thí nghiệm khéo léo chỉ được dẫn đường bởi trí tưởng tượng và kỹ thuật thí nghiệm bậc thầy của ông,' các nhà nghiên cứu viết trong bài báo của họ.

Hằng số hấp dẫn này sau này đã được Newton sử dụng để xác định các định luật về chuyển động của ông (bao gồm cả lực hấp dẫn) và bởi Albert Einstein trong thuyết tương đối rộng của ông.

Khoảnh khắc thiên tài tiên phong

Sau khi thực hiện các thí nghiệm trọng lực, Leonardo da Vinci biết rằng mình đã phát hiện ra điều gì đó, nhưng ông không chắc chắn điều đó là gì. Một phần của sự không chắc chắn này đến từ việc Leonardo da Vinci đã đồng ý với ý tưởng của Aristotle về lực đẩy liên tục được gọi là lực đẩy.

Lực này lấp đầy các vật được phóng ra và cung cấp cho chúng động lực để di chuyển ngược lại trọng lực. Nguyên lý quán tính - trong đó các vật thể chỉ đơn giản là tiếp tục di chuyển theo một hướng cho đến khi chúng gặp một lực đối lập - vẫn chưa được định hình bởi nền khoa học thời kỳ đó.

Trong khi đó, Aristotle giải thích lực hấp dẫn là xu hướng tự nhiên của vật chất sắp xếp một cách tự nhiên. Nói cách khác, hai lý thuyết giải thích lực hấp dẫn và vật thể di chuyển là hoàn toàn khác nhau.

Mặc dù có sai sót trong tính toán, nhưng việc tái hiện các thí nghiệm của Leonardo da Vinci (trong phòng thí nghiệm) cho thấy thuật toán của ông đã tính toán hằng số hấp dẫn ('g') với độ chính xác lên đến 97%, so với các phương pháp và phương trình hiện đại.

'Bằng cách phát triển một phương pháp hình học tương đương để chứng minh các định luật chuyển động, Leonardo da Vinci đã thể hiện cái nhìn sâu sắc và đáng chú ý về động lực học của các vật thể rơi tự do, mặc dù không biết chính xác giá trị của 'g', miễn là chúng ta giả định rằng 'g' đại diện cho tốc độ thay đổi hoặc gia tốc,' các nhà nghiên cứu viết.

'Nếu Leonardo da Vinci thực hiện các thí nghiệm như đã mô tả trong bản phác thảo của mình, ông có thể là người đầu tiên cố ý tạo ra hiệu ứng của lực 'g' mà không phải ở trong tình trạng rơi tự do.'

Các nhà nghiên cứu rất ấn tượng với cách thức khám phá của Leonardo, ông sử dụng những gì có sẵn vào thời điểm đó – chủ yếu là hình học – và áp dụng phương pháp đó để tìm hiểu những điều chưa biết.

Sự đổi mới này vẫn có thể áp dụng cho khoa học hiện nay. Trong thực tế, Newton không phải là người đầu tiên nghĩ ra định luật vạn vật hấp dẫn: Galileo đã nhận ra mối liên hệ giữa chuyển động rơi tự do và thời gian vào năm 1604, trong khi Newton công nhận các phát hiện của Bullialdus và Borelli trong việc công bố lý thuyết của mình.

Hóa ra, Leonardo da Vinci cũng đã có đúng hướng, xác định các mô hình theo cách vật thể rơi tự do, mà sau này sẽ được sử dụng để giải thích chuyển động của ngôi sao và hành tinh – trong đó có việc dự đoán sự tồn tại của Sao Hải Vương.

Kỹ sư cơ khí Morteza Gharib từ Viện Công nghệ California nói: 'Chúng tôi không biết liệu Leonardo da Vinci đã thực hiện thêm các thí nghiệm hoặc nghiên cứu sâu hơn vấn đề này không'.

'Nhưng thực tế là ông đã nghiên cứu vấn đề này - vào những năm đầu của thế kỷ 1500 - cho thấy suy nghĩ của ông vượt xa thời đại của mình.'

Tham khảo từ Science Alert