Các nhà khoa học mở khóa những bí ẩn về 'máy tính' cổ nhất thế giới bằng máy quét CT

Các nhà nghiên cứu tại Đại học College London (UCL) đã giải được một phần quan trọng của câu đố tạo nên máy tính thiên văn Hy Lạp cổ đại được gọi là Cơ chế Antikythera, một thiết bị cơ khí chạy bằng tay được sử dụng để dự đoán các sự kiện thiên văn.

Được nhiều người biết đến là máy tính tương tự đầu tiên trên thế giới, Cơ chế Antikythera là phần kỹ thuật phức tạp nhất còn tồn tại từ thế giới cổ đại. Thiết bị 2.000 năm tuổi này được sử dụng để dự đoán vị trí của Mặt trời, Mặt trăng và các hành tinh cũng như hiện tượng nguyệt thực và nhật thực.

Được xuất bản trong Báo cáo khoa học,  bài báo của Nhóm nghiên cứu Antikythera đa ngành của UCL tiết lộ một màn hình mới về trật tự Vũ trụ (Cosmos) của Hy Lạp cổ đại, trong một hệ thống bánh răng phức tạp ở phía trước của Cơ chế. 

Tác giả chính, Giáo sư Tony Freeth (Kỹ thuật Cơ khí UCL) giải thích: “Mô hình của chúng tôi là mô hình đầu tiên phù hợp với tất cả các bằng chứng vật lý và khớp với các mô tả trong các chữ khắc khoa học được khắc trên chính Cơ chế. Mặt trời, Mặt trăng và các hành tinh được hiển thị trong một chuyến tham quan đầy ấn tượng về sự sáng chói của Hy Lạp cổ đại.”

Thiết bị CT siêu nhỏ 400kV của Nikon Metrology đã được sử dụng để thăm dò những bí mật của đồ tạo tác cổ đại. Dù chiếc Mechanism không lớn hơn hộp đựng giày nhưng nó quá vô giá và độc nhất vô nhị để lại Bảo tàng Khảo cổ Quốc gia ở Athens. Ban đầu, người ta cho rằng kết quả CT sẽ rất quan trọng trong việc cung cấp hình ảnh tốt về bộ truyền bánh răng, cho phép các nhà nghiên cứu thu được số lượng răng tốt cho các bánh răng của Cơ chế và cuối cùng là giải quyết mọi tranh luận về mối quan hệ giữa các bánh răng. Kết quả CT đã đạt được điều này, và nhiều hơn nữa. Kết quả đã tiết lộ nhiều chi tiết hơn về cơ chế, bao gồm cả cái gọi là 'con trỏ theo dõi' trong Đoạn B cho phép hiểu mặt sau là mặt số xoắn ốc, không phải mặt số tròn như suy nghĩ trước đây.

Cơ chế Antikythera đã gây ra cả sự say mê và tranh cãi gay gắt kể từ khi nó được phát hiện trong một vụ đắm tàu ​​thời La Mã vào năm 1901 bởi những người thợ lặn bọt biển Hy Lạp gần hòn đảo nhỏ Antikythera ở Địa Trung Hải.

Máy tính thiên văn là một thiết bị bằng đồng bao gồm sự kết hợp phức tạp của 30 bánh răng bằng đồng còn sót lại được sử dụng để dự đoán các sự kiện thiên văn, bao gồm nhật thực, chu kỳ của mặt trăng, vị trí của các hành tinh và thậm chí cả ngày của Thế vận hội.

Mặc dù đã đạt được những tiến bộ lớn trong thế kỷ qua để hiểu cách thức hoạt động của nó, nhưng các nghiên cứu vào năm 2005 sử dụng tia X 3D và hình ảnh bề mặt đã cho phép các nhà nghiên cứu chỉ ra cách Cơ chế dự đoán nhật thực và tính toán chuyển động biến đổi của Mặt trăng.

Tuy nhiên, cho đến nay, sự hiểu biết đầy đủ về hệ thống bánh răng ở mặt trước của thiết bị vẫn chưa được các nhà nghiên cứu nỗ lực hết sức. Chỉ khoảng một phần ba Cơ chế còn tồn tại và bị chia thành 82 mảnh – tạo ra một thử thách khó khăn cho nhóm UCL.

Mảnh lớn nhất còn sót lại, được gọi là Mảnh A, hiển thị các đặc điểm của ổ đỡ, trụ và khối. Một cái khác, được gọi là Fragment D, có một đĩa không giải thích được, bánh răng 63 răng và tấm.

Nghiên cứu trước đây đã sử dụng dữ liệu tia X từ năm 2005 để tiết lộ hàng ngàn ký tự văn bản ẩn bên trong các mảnh vỡ, chưa được đọc trong gần 2.000 năm. Chữ khắc trên nắp sau bao gồm mô tả về màn hình vũ trụ, với các hành tinh chuyển động trên các vòng và được biểu thị bằng các hạt đánh dấu. Chính màn hình này mà nhóm đã làm việc để xây dựng lại.

Hai con số quan trọng trong tia X của bìa trước, 462 năm và 442 năm, lần lượt biểu thị chính xác các chu kỳ của Sao Kim và Sao Thổ. Khi được quan sát từ Trái đất, chu kỳ của các hành tinh đôi khi đảo ngược chuyển động của chúng so với các vì sao. Các chuyên gia phải theo dõi các chu kỳ thay đổi này trong khoảng thời gian dài để dự đoán vị trí của chúng.

“Thiên văn học cổ điển của thiên niên kỷ thứ nhất trước Công nguyên bắt nguồn từ Babylon, nhưng không có gì trong thiên văn học này gợi ý cách người Hy Lạp cổ đại tìm ra chu kỳ 462 năm có độ chính xác cao đối với sao Kim và chu kỳ 442 năm đối với sao Thổ,” ứng viên tiến sĩ và Nhóm nghiên cứu Antikythera của UCL giải thích thành viên Aris Dacanalis.

Sử dụng một phương pháp toán học Hy Lạp cổ đại được mô tả bởi nhà triết học Parmenides, nhóm UCL không chỉ giải thích cách các chu kỳ của Sao Kim và Sao Thổ được bắt nguồn mà còn tìm cách phục hồi các chu kỳ của tất cả các hành tinh khác, nơi bằng chứng bị thiếu.

Ứng cử viên tiến sĩ và thành viên nhóm David Higgon giải thích: “ Sau khi đấu tranh đáng kể, chúng tôi đã xoay sở để đối chiếu bằng chứng trong Mảnh A và D với một cơ chế của Sao Kim, cơ chế mô phỏng chính xác mối quan hệ chu kỳ hành tinh 462 năm của nó, với bánh răng 63 răng đóng vai trò là một vai trò quan trọng."

Giáo sư Freeth nói thêm: “Sau đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các cơ chế sáng tạo cho tất cả các hành tinh để tính toán các chu kỳ thiên văn tiên tiến mới và giảm thiểu số lượng bánh răng trong toàn hệ thống để chúng có thể vừa với không gian chật hẹp hiện có.”

Đồng tác giả, Tiến sĩ Adam Wojcik (Kỹ thuật Cơ khí UCL) cho biết thêm: “Đây là một bước tiến lý thuyết quan trọng về cách thức Vũ trụ được xây dựng trong Cơ chế . “Bây giờ chúng ta phải chứng minh tính khả thi của nó bằng cách chế tạo nó bằng những kỹ thuật cổ xưa. Một thách thức đặc biệt sẽ là hệ thống các ống lồng nhau mang các đầu ra thiên văn.”

Phát hiện này đưa nhóm nghiên cứu tiến một bước gần hơn đến việc hiểu toàn bộ khả năng của Cơ chế Antikythera và mức độ chính xác mà nó có thể dự đoán các sự kiện thiên văn. Thiết bị được lưu giữ tại Bảo tàng Khảo cổ Quốc gia ở Athens.