Quả táo có thực sự rơi trúng đầu Isaac Newton?

Truyền thuyết kể rằng, Isaac Newton phát hiện ra lực hấp dẫn sau khi bị một quả táo rơi trúng đầu. Các nhà sử học vẫn đang tranh luận xem liệu sự kiện này có diễn ra hay không.

Từ sổ tay của Newton, người ta biết rằng vào cuối những năm 60 của thế kỷ XVII, ông bắt đầu bám lấy ý tưởng rằng lực hấp dẫn trên mặt đất có ảnh hưởng mở rộng lên Mặt trăng, theo một tỷ lệ nghịch bình phương; tuy nhiên, ông đã mất 2 thập niên để phát triển thành lý thuyết chính thức.

Câu hỏi đặt ra không phải là liệu lực hấp dẫn có tồn tại hay không, mà liệu nó có mở rộng ra xa khỏi Trái đất đến mức có thể là lực giữ Mặt trăng quay trên quỹ đạo của nó hay không. 

Newton đã chỉ ra rằng, nếu lực giảm đi dưới dạng bình phương nghịch đảo của khoảng cách, có thể thực sự tính được chu kỳ quỹ đạo của Mặt trăng và nhận được kết quả khá khớp với quan sát. Ông đoán lực tương tự cũng chịu trách nhiệm cho các chuyển động quỹ đạo khác, nên đặt tên cho nó là “vạn vật hấp dẫn”.

Bản thân Newton thường kể câu chuyện rằng ông được truyền cảm hứng để hình thành lý thuyết về lực hấp dẫn của mình khi quan sát và đặt câu hỏi về quả táo rơi từ trên cây. Câu chuyện này được cho là truyền vào kiến thức đại chúng sau khi được Catherine Barton - cháu gái của Newton - trao đổi với nhà văn, sử gia và triết gia Pháp Voltaire - người đã dự đám tang Newton. 

Sau đó, Voltaire viết trong cuốn Tiểu luận về sử thi (Essay on Epic Poetry, 1727): “Sir Isaac Newton đang đi dạo trong khu vườn của mình, đã có ý nghĩ đầu tiên về hệ thống hấp dẫn khi nhìn thấy một quả táo rơi từ trên cây xuống”.

Những người quen của Newton, chẳng hạn như William Stukeley, người có một bản thảo viết năm 1752 (được cung cấp bởi Hội Hoàng gia Anh) trên thực tế đã xác nhận vụ việc, mặc dù không phải là sự kiện ngụy tạo khi quả táo thực sự rơi trúng vào đầu Newton. Stukeley trong Hồi ức về Cuộc đời của Sir Isaac Newton (Memoirs of Sir Isaac Newtons Life) ghi lại một cuộc trò chuyện với Newton ở Kensington vào ngày 15-4-1726. Chúng tôi đi vào khu vườn, và uống trà dưới bóng râm của một số cây táo, chỉ có ông và bản thân tôi. Giữa những câu chuyện khác, ông nói với tôi rằng ý niệm về lực hấp dẫn xuất hiện trong tâm trí ông ấy. “Tại sao quả táo đó luôn phải rơi xuống vuông góc với mặt đất?... Tại sao nó không nên đi ngang, hoặc đi lên mà liên tục rơi về trung tâm Trái đất? Chắc chắn rằng lý do là Trái đất đã hút nó. Phải có sức hút trong vật chất và tổng sức hút trong vật chất của Trái đất phải ở trung tâm Trái đất, không phải ở bất kỳ phía nào của Trái đất, cho nên quả táo này rơi theo phương vuông góc hoặc hướng vào tâm. Nếu vật chất hút vật chất thì nó phải tương ứng với số lượng của nó. Do đó quả táo hút quả đất, cũng như quả đất hút quả táo”.

John Conduitt - trợ lý của Newton tại Xưởng đúc tiền Hoàng gia và là chồng của cháu gái Newton - cũng mô tả sự kiện này khi ông viết về cuộc đời của Newton. Vào năm 1666, Newton lại từ Cambridge về với mẹ ở Lincolnshire. 

Trong khi ông đang trầm ngâm suy nghĩ trong khu vườn nhà, ông nảy ra ý nghĩ rằng sức hút của trọng lực (đưa một quả táo từ trên cây xuống mặt đất) không bị giới hạn trong một khoảng cách nhất định so với Trái đất, mà sức hút này phải mở rộng hơn nhiều so với ý nghĩ thông thường. Tự đặt câu hỏi với chính mình là tại sao khoảng cách này không mở rộng đến Mặt trăng và nếu vậy, điều đó phải ảnh hưởng đến chuyển động của Mặt trăng và có lẽ giữ nó trong quỹ đạo của mình. Sau đó, ông ấy đã tính toán xem tác động của giả thiết đó sẽ là gì.

Ngày nay không thể xác minh tính xác thực của câu chuyện này, vì mọi người liên quan đều đã mất từ lâu và theo thời gian câu chuyện đã được thêu dệt thêm. Tuy nhiên, cái cây nơi Isaac Newton phát hiện ra lực hấp dẫn vẫn còn tồn tại.

Cây táo huyền thoại hút khách bốn phương

Bản thân cây này nằm trong khu vườn của gia đình Newton và mọc lên từ rễ của một cây táo bị gãy trong trận bão dữ dội năm 1816. Giống táo này được gọi là “Hoa của Kent” và vẫn được chăm sóc cho đến ngày nay, bởi những người làm vườn trên điền trang Woolsthorpe. 

Rốt cuộc, đây là một địa danh nổi tiếng. Cây táo đã được bao quanh bởi một hàng rào để bảo vệ một phần lịch sử quan trọng như vậy khỏi bị hư hại. Trường King, Grantham tuyên bố rằng cây đó đã được nhà trường mua, bứng gốc và di chuyển đến khu vườn của hiệu trưởng vài năm sau đó. Các nhân viên của trang viên Woolsthorpe thuộc sở hữu của National Trust (hiện nay) phủ nhận điều này và cho rằng một cây táo có trong khu vườn của họ chỉ là “cây được mô tả” bởi Newton.

Có những cây táo của Newton trên khắp thế giới, được trồng từ cành giâm của cùng một cây táo trong vườn nhà Newton. Một “hậu duệ” của cây gốc còn tồn tại và được trồng ở bên ngoài cổng chính của Đại học Trinity, Cambridge, bên dưới căn phòng mà Newton sống khi ông học ở đó. 

Tổ chức sưu tập Trái cây quốc gia của Anh tại Brogdale ở Kent có thể cung cấp các cây ghép từ cây táo huyền thoại, có vẻ giống với cây từ vùng Kent. Những “hậu duệ” danh tiếng của cây táo Newton hiện có ở Vườn Bách thảo Đại học Cambridge, khuôn viên Đại học York, vườn thư viện Instituto Balseiro ở Argentina và nhiều cơ sở giáo dục nổi tiếng trên thế giới./.