Top Những Bí Ẩn Của Tự Nhiên

Trái Đất vận hành nhanh hay chậm?

Ngày nay hầu hết chúng ta đều biết Trái Đất có hai loại chuyển động: tự quay quanh trục và quay quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo. Chuyển động quay quanh trục của Trái Đất tạo nên hiện tượng mọc và lặn của Mặt Trời, Mặt Trăng và các vì sao cũng như sự thay đổi ngày và đêm. Thời gian quay 360° (một vòng quay đầy đủ của Trái Đất) là 23 giờ 30 phút và 4,091 giây. STA Người ta tin rằng vận tốc quay của Trái Đất không bao giờ thay đổi (bất biến) trong khoảng một phần ngàn giây qua bao thế kỷ. Nhưng vận tốc này cũng có biến đổi chút ít. Nguyên nhân là do sự ma sát của thủy triều và sự biến đổi trong lòng đất. Vì vận tốc quay của Trái Đất thay đổi, một ngày của chúng ta có thể dài ra với vận tốc khoảng một phần ngàn giây/một thế kỷ (các nhà khoa học đo đạc chúng 000 và rất thích thú đối với những chi tiết nhỏ nhặt như thế). Tô Trái Đất cũng xoay quanh Mặt Trời. Tại một vài điểm trong quỹ đạo, Trái Đất ở gần Mặt Trời hơn những điểm khác. Khi điểm ấy gần với Mặt Trời nhất, ta gọi là cận điểm (perihelion), khi điểm ấy xa nhất, ta gọi là viễn điểm (aphelion). Vận tốc của Trái Đất cũng như tất cả các hành tinh vận hành trong quỹ đạo tùy thuộc vào khoảng cách của chúng đến Mặt Trời. Một hành tinh di chuyển nhanh hơn khi gần Mặt Trời và ngược lại. Do đó, ở cận điểm, nó di chuyển nhanh nhất và ở viễn điểm, nó di chuyển chậm nhất. Vì khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời không phải lúc nào cũng cố định mà vận tốc của Trái Đất khi đi trên quỹ đạo liên tục thay đổi.

Ở cận điểm, Trái Đất quay xung quanh quỹ đạo với vận tốc 30,2km/s. Ở viễn điểm là 29,2km/s. Những hành tinh khác có vận hành như Trái Đất không? Trái Đất vận hành theo hai cách. Nó quay quanh Mặt Trời trong một đường đi cố định gọi là quỹ đạo. Thời gian phải mất cho một vòng quay là 1 năm. Trái Đất lại còn quay theo trục của chính nó. Thời gian phải mất cho vòng quay này là 1 ngày. Những hành tinh khác cũng chuyển động theo quỹ đạo Mặt Trời và cũng quay quanh trục của chúng nhưng vận tốc khác với vận tốc của Trái Đất. Trái Đất quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách khoảng 150 triệu ki-lô-mét và phải mất 365 ngày mới hết một vòng quỹ đạo. Phải mất gần 24 giờ để Trái Đất quay quanh trục của nó. Bây giờ hãy so sánh với các hành tinh khác. Khoảng cách trung bình của sao Thủy đến Mặt Trời vào khoảng 58 triệu ki-lô-mét và phải mất 88 ngày mới đủ một vòng quay. Người ta tin rằng sao Thủy quay quanh trục của nó cũng phải mất 58 hoặc 59 ngày. Sao Kim cách Mặt Trời 108 triệu ki-lô-mét, phải mất 225 ngày mới đi hết một vòng quỹ đạo và phải mất 243 ngày để quay quanh trục của nó vì hành tinh này quay ngược bình đến từ Đông sang Tây. Sao Hỏa có khoảng cách trung Mặt Trời là 228 triệu ki-lô-mét, phải mất 687 ngày mới đi hết một quỹ đạo, nhưng vận tốc quay quanh trục của sao Hỏa lại bằng vận tốc của Trái Đất. Sao Mộc cách mặt trời 780 triệu ki-lô-mét, phải mất gần 10 năm 9 tháng mới đi hết một quỹ đạo, nhưng quay quanh trục của sao Mộc chỉ mất chưa đến 10 giờ. Sao Thổ cách Mặt Trời 1.426 triệu ki-lô-mét, phải mất 29,5 năm mới đi hết một vòng quỹ đạo, nhưng một vòng quay quanh trục của sao Thổ chỉ mất khoảng 10 giờ. Sao Thiên Vương cách Mặt Trời 2.870 triệu ki-lô-mét, đi một vòng quỹ đạo mất 84 năm. Sao Hải Vương cách Mặt Trời 4.493 triệu ki-lô-mét, phải mất 165 năm mới đi hết một vòng quỹ đạo.

Các hành tinh có thể đụng nhau không?

Nhìn bầu trời, ta không thể biết được các tinh tú ở cách Trái Đất bao xa. Để có thể có một khái niệm về vấn đề này, ta lấy Hệ Mặt Trời và các hành tinh trong hệ ấy để khảo sát xem sao. Các hành tinh trong Hệ Mặt Trời không “thoát” được sức hút của chính Mặt Trời.

Để hiểu hơn về kích cỡ và vị trí các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, ta tạm hình dung như thế này: Đầu của chúng ta chính là Mặt Trời. Đầu là tâm của nhiều vòng tròn đồng tâm tương đương với quỹ đạo của các hành tinh. Nếu đầu của chúng ta là tâm thì sao Thủy chạy gần cái đầu nhất cũng cách khoảng 6m và kích cỡ của nó chỉ bằng một... dấu chấm (.). Nên nhớ: Mặt Trời lớn bằng cái đầu, sao Thủy chỉ lớn bằng dấu chấm ở cách đó 6m.

Kế đó, ở vòng ngoài là sao Kim chỉ lớn bằng chữ “o” và ở cách đó 11m. Vòng ngoài thứ ba là Trái Đất, hơi lớn hơn sao Kim một chút và ở cách đầu của chúng ta 16,45m (khoảng cách thực tế là 149,5 triệu ki-lô-mét). Ở vòng thứ tư là sao Hỏa, nhỏ hơn Trái Đất, ở cách cái đầu 25m. Ở vòng thứ năm là sao Mộc, lớn nhất trong số các hành tinh của Hệ Mặt Trời. So với đầu của chúng ta (Mặt Trời) thì sao Mộc bằng hòn bị và ở cách xa khoảng 45m. Ở vòng thứ sáu là sao Thổ. Nếu so với đầu của chúng ta thì sao Thổ chỉ to bằng viên bị có đường kính chưa tới 1cm và ở cách xa 156,38m. Ở vòng thứ bảy là sao Thiên Vương có đường kính cỡ 0,2cm và ở cách xa đầu khoảng gấp hai lần so với sao Thổ. Cuối cùng là sinh là sao Diêm Vương, kích cỡ chỉ bằng nửa Trái Đất và ở cách xa đầu trung tâm SOUD ID 21 Dom cỡ bốn lần so với sao Thổ.

Tất cả các hành tinh này đều chạy trên quỹ đạo cố định và cách xa nhau như vậy thì không thể “đụng” nhau được.

Cung thiên văn là gì?

Các hành tinh trong Hệ Mặt Trời - như ta đã biết - chuyển động theo những quỹ đạo quanh Mặt Trời. Cung thiên văn chính là mô hình biểu tượng của các chuyến động của các hành tinh trong quỹ đạo của chúng. Nhìn lên trời, ta khó phân biệt được hành tinh với các ngôi sao (định tinh) vì trông chúng cũng “sáng sáng” như nhau cả. Tuy nhiên, từng đêm từng đêm vị trí của các hành tinh thay đổi, chuyển dịch so với vị trí của ngôi sao (đứng im). Từ nhiều thế kỷ trước, người ta đã sáng chế ra những mô hình để minh họa những chuyển động này. Mô hình đầu tiên có một số quả cầu nho nhỏ tượng trưng cho hành tinh và một quả cầu lớn hơn tượng trưng cho Mặt Trời. Một bộ phận khác của mô hình, phức tạp hơn nhằm điều khiển chuyển động của mỗi quả cầu tượng trưng cho mỗi hành tinh sao cho nó di chuyển đúng với sự di chuyển của hành tinh trong Hệ Mặt Trời.

Khoảng năm 1920, một mô hình cung thiên văn kiểu mới có tên là Zeiss đã được chế tạo ở Đức. Ngày nay, tại hầu hết các thành phố lớn đều có mô hình cung thiên văn kiểu này. Khách tham quan cùng thiên văn kiểu hiện đại sẽ được mời ngồi trong một đại sảnh hình tròn (có sức chứa vài trăm người). Khi nhìn lên phía đỉnh đầu sẽ thấy một bầu trời nhân tạo đẹp và chính xác đến kỳ lạ. Ở giữa phòng đặt một mô hình cung thiên văn với máy móc rất phức tạp gồm hơn một trăm đèn chiếu kiểu đặc biệt. Những đèn chiếu này cũng giống đèn chiếu dùng trong các rap chiếu bóng, chỉ khác ở chỗ các hình do các đèn rọi lên vòm đại sảnh (trên đỉnh đầu khán giả không chuyển động như hình ảnh trên màn ảnh. Hình ảnh đó là hình ảnh những ngôi sao và những hình ảnh đó được sắp đặt sao cho vừa với tỉ lệ và vừa với vòm đại sảnh để tạo nên một bức tranh thống nhất mô phỏng gần giống y như bầu trời đêm. Những đèn chiếu khác giống như những đèn pha nhỏ chiếu tập trung vào những điểm trên vòm để tượng trưng cho Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh. 2 Một bộ phận máy chạy bằng điện) rất phức tạp làm cho các đèn chiếu này chuyển động sao cho giống với chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh. Đứng ở bất cứ chỗ nào trong phòng ta cũng thấy như đứng ở một nơi nào đó trên Trái Đất và nhìn thấy bầu trời đêm ở bất cứ thời điểm nào.