Tại sao trái đất quay quanh trục
|
 Tại đường xích đạo, Trái đất quay với tốc độ khoảng 1.675 km/h, nhanh hơn nhiều so với một chiếc máy bay. Nhưng nếu bạn đứng ở Bắc Cực hoặc Nam Cực, thì tất cả những gì bạn sẽ làm là… quay đầu tại chỗ. Đây là điểm mà Trái đất quay xung quanh. Nó được gọi là "trục", giống như trục của một bánh xe. Show
Trái đất quay quanh trục của nó một vòng trong một ngày. Và Trái đất quay theo hướng đông, nên chúng ta thấy Mặt trời mọc ở hướng đông. Trái đất quay quanh Mặt trời và quay quanh trục của nó, khiến chúng ta thấy vị trí của Mặt trời thay đổi trong ngày. Sự chuyển động này của Trái đất cũng có nghĩa là vào đêm trời quang, bạn sẽ thấy các ngôi sao mọc ở phía đông và lặn ở phía tây, giống như sự mọc và lặn của Mặt trời vào ban ngày. Nhưng nếu bạn đứng trên Bắc Cực hoặc Nam Cực và nhìn lên, bạn sẽ thấy các ngôi sao chuyển động xung quanh thành một vòng tròn phía trên bạn. Đó là bởi vì trục của Trái đất hướng vào một điểm trên bầu trời mà mọi thứ dường như chuyển động, bao gồm các vì sao. Trái đất giống như một quả bóng lăn khổng lồ. Hãy tưởng tượng bạn đang đứng trên quả bóng lăn đó. Lý do bạn không rơi khỏi Trái đất là có lực hấp dẫn. Điều này kéo chúng ta về giữa Trái đất, và giữ cho đôi chân vững chắc trên mặt đất. Đây là lý do tại sao chúng ta gọi mặt đất là "bên dưới chúng ta" và bầu trời là "bên trên chúng ta". Nếu ai đó quan sát chúng ta từ không gian, sau nửa ngày Trái đất sẽ quay và chúng ta sẽ bị lộn ngược. Nhưng đối với chúng ta, mặt đất vẫn ở dưới và bầu trời vẫn ở trên. Chúng ta không nhận thấy Trái đất quay khi chúng ta nhìn mọi thứ xung quanh mình, bởi vì tất cả chúng đều chuyển động theo cùng một cách, được giữ vững bởi lực hấp dẫn. Ngay cả không khí cũng chuyển động theo chúng ta khi Trái đất quay. Đó là lý do tại sao bạn không cảm thấy một làn gió liên tục, giống như khi bạn đạp xe nhanh hoặc tận hưởng một chuyến đi trên tàu lượn siêu tốc. Trang Phạm Theo The Conversation "Vì sao trái đất của chúng ta có thể tự xoay quanh trục và quay quanh mặt trời cả tỉ năm nay mà không ngừng lại? Có khi nào trái đất ngừng lại không? Điều gì khiến nó ngừng lại?" Trả lời: Chúng ta biết Trái Đất quay, nhưng tại sao nó lại quay?Tại sao tất cả mọi thứ trong Hệ Mặt Trời đều quay? Và tại sao hầu hết mọi chuyển động quay đều có cùng một hướng? Điều này không thể là ngẫu nhiên được. Nhìn xuống Trái Đất từ phía trên, và bạn sẽ thấy nó quay ngược chiều kim đồng hồ. Cũng tương tự với Mặt Trời, Sao Hỏa và các hành tinh khác. Bạn đang xem: Vì sao trái đất tự quay quanh trục 4.54 tỷ năm trước, Hệ Mặt Trời của chúng ta hình thành bên trong một đám mây hydro, đám mây này khác với tinh vân Orion hay tinh vân Đại Bang với những đường ống tuyệt vời của tạo hóa. Sau đó, nó cần một vài tác động, chẳng hạn như những sóng xung kích từ một siêu tân tinh gần đó, và điều này tạo ra một khu vực khí lạnh dồn vào bên trong thông qua lực hấp dẫn của chúng. Khi nó đã co lại, đám mây bắt đầu quay. Hình vẽ của họa sĩ mô tả một đĩa tiền hành tinh xung quanh một ngôi sao mới hình thành. Credit: ESO/L. Calçada. Nhưng tại sao chúng lại quay? Đó là do bảo toàn động lượng quay. Hãy nghĩ về một cá thể phân tử trong đám mây Hydro. Mỗi hạt mang động lượng riêng của nó và trôi đi trong không gian. Khi những phân tử này kết hợp với phân tử khác bởi trọng lực, chúng cần phải cân bằng động lượng của mỗi hạt. Khả năng cân bằng hoàn hảo bằng 0 là có thể xảy ra, nhưng thực sự rất khó. Có nghĩa là, một số trong số chúng sẽ trượt qua nhau. Giống như những người trượt băng nghệ thuật cầm tay kéo nhau để quay nhanh hơn, sự co lại của tinh vân tiền Mặt Trời với động lượng của các hạt cân bằng của nó trở nên quay nhanh hơn. Đây chính là lúc bảo toàn động lượng quay bắt đầu có tác động Khi Hệ Mặt Trời quay càng nhanh, nó bị dẹt ra thành một đĩa với một khu vực phình ở giữa. Chúng ta thấy cấu trúc tương tự ở khắp nơi trong vũ trụ: Hình dáng của các thiên hà, xung quanh các lỗ đen đang quay... Xem thêm: Chế Độ Tập Sự Là Gì ? Quản Trị Viên Tập Sự Là Gì Mặt Trời hình thành từ chỗ phình ở tâm chiếc đĩa này, và các hành tinh hình thành bên ngoài. Chúng thừa hưởng chuyển động quay từ chuyển động tổng thể của bản thân Hệ Mặt Trời. Trong suốt một vài trăm triệu năm, tất cả vật chất trong Hệ Mặt Trời tập trung lại với nhau thành các hành tinh, tiểu hành tinh, mặt trăng và sao chổi... Sau đó bức xạ mạnh và gió sao từ ngôi sao trẻ Mặt Trời thổi sạch những thứ còn lại khác. Không có bất kỳ lực không cân bằng nào khác tác động lên chúng, nên quán tính của Mặt Trời và các hành tinh đã giữ chúng quay trong hàng tỷ năm qua. Và chúng sẽ tiếp tục quay cho đến khi chúng va chạm với các vật thể khác, hàng tỷ hoặc thậm chí hàng nghìn tỷ năm sau trong tương lai. Tóm lại, vì sao Trái Đất quay?Trái Đất quay bởi vì nó được sinh ra trong đĩa bồi của đám mây hydro co lại từ lực hấp dẫn lẫn nhau và cần thiết để bảo tồn động lượng góc của nó. Nó tiếp tục quay bởi quán tính. Nguyên nhân tất cả đều quay cùng hướng là bởi vì chúng sinh ra cùng nhau trong cùng một tinh vân từ hàng tỷ năm trước. Trái Đất có thể ngừng quay, thay đổi chiều quay, góc quay... chỉ khi có một lực không cân bằng nào đó tác động vào. ThS. Phan Thanh Hiền (Tổng hợp) Cựu thành viên CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC; nghiên cứu viên tại khoa Vũ trụ và Ứng dụng, trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - USTH (Đại học Việt Pháp).Hiện tượng tự quay của Trái Đất là sự quay của hành tinh Trái Đất xung quanh trục của nó. Trái Đất quay từ phía tây sang phía đông. Nhìn từ sao Bắc cực Polaris, Trái Đất quay ngược chiều kim đồng hồ. Chu kỳ quay của Trái Đất so với định tinh được gọi là ngày stellar bởi Tổ chức quốc tế về Sự xoay của Trái Đất và Các hệ thống tham chiếu (IERS) là 86.164,098 903 691 giây thời gian Mặt Trời trung bình (UT1) (23h 56' 4,098 903 691s, 0,997 269 663 237 16 ngày Mặt Trời trung bình).[30][n 2] Chu kỳ quay của Trái Đất so với tiến động hoặc di chuyển điểm xuân phân trung bình, gọi là ngày sidereal, là 86.164,090 530 832 88 giây thời gian Mặt Trời trung bình (UT1) (23h 56' 4,090 530 832 88s, 0,997 269 566 329 08 ngày Mặt Trời trung bình).[30] Do đó ngày sidereal ngắn hơn ngày stellar khoảng 8,4 ms.[32] Cả ngày stellar và ngày sidereal ngắn hơn ngày Mặt Trời trung bình khoảng 3 phút 56 giây. Ngày Mặt Trời trung bình trong giây SI có thể xem ở IERS trong giai đoạn năm 1623–2005[33] and 1962–2005.[34] Gần đây (1999–2010) độ dài trung bình hàng năm của ngày Mặt Trời trung bình đã thay đổi vượt quá 86.400 giây SI giữa 0,25 ms và 1 ms, nó phải được thêm vào cả hai giá trị của ngày stellar và ngày ở phần trên để có được độ dài trong giây SI (xem Biến động độ dài ngày). Vận tốc gócSửa đổiĐồ thị vĩ độ và tốc độ tiếp tuyến. Đường gạch hiển thị ví dụ trung tâm không gian Kennedy. Đường gạch chấm cho thấy vận tốc máy bay với tốc độ hành trình điển hình. Vận tốc góc của sự tự quay của Trái Đất trong không gian quán tính là (7,2921150 ± 0,0000001) ×10−5 radian trên giây SI (giây Mặt Trời trung bình).[30] Nhân với (180°/π radian)×(86.400 giây/ngày Mặt Trời trung bình) được 360.9856°/ngày Mặt Trời trung bình, cho thấy Trái Đất quay hơn 360° so với những định tinh trong một ngày Mặt Trời. Sự di chuyển của Trái Đất dọc theo quỹ đạo gần tròn của nó trong khi nó đang tự quay quanh trục của mình đòi hỏi Trái Đất quay quanh trục nhiều hơn một vòng một chút so với những ngôi sao cố định trước khi Mặt Trời trung bình có thể vượt lên trên lại, mặc dù nó chỉ quay một vòng (360°) so với Mặt Trời trung bình.[n 3] Nhân giá trị trong rad/s với bán kính xích đạo của Trái Đất 6.378.137 m (hình bầu dục WGS84) (hệ số 2π radian cần bởi cả hai giản ước) được vận tốc xích đạo 465,1 m/s, 1,674,4 km/h hoặc 1.040,4 mph.[35] Some sources state that Earth's equatorial speed is slightly less, or 1,669.8 km/h.[36] Điều này có được bằng cách chia chu vi xích đạo Trái Đất với 24 giờ. Tuy nhiên, việc sử dụng chỉ một chu vi ngụ ý không chủ ý chỉ một sự quay trong không gian quán tính, nên đơn vị thời gian tương ứng phải là ngày sao. Điều này được xác nhận bằng csach nhân số ngày sao trong một ngày Mặt Trời trung bình, 1,002 737 909 350 795,[30] được tốc độ xích đạo trong giờ Mặt Trời trung bình cho ở phần trên là 1.674,4 km/h. Tốc độ tiếp tuyến của sự quay của Trái Đất tại một điểm trên Trái Đất ướt lượng bằng cách nhân vận tốc ở xích đạo với cos của vĩ độ.[37] Ví dụ, trung tâm không gian Kennedy nằm ở 28,59° vĩ độ Bắc, chho vận tốc: cos 28,59° nhân 1.674,4km/h (1.040,4mph; 465,1m/s) = 1.470,23km/h (913,56mph; 408,40m/s) Thay đổi trong sự quaySửa đổiĐộ nghiêng trục quay của Trái Đất là khoảng 23,4°. Nó dao động giữa 22,1° và 24,5° trên một chu kỳ 41.000-năm và hiện nay nó đang giảm. Thay đổi trong trục quaySửa đổiTrục quay của Trái Đất di chuyển so với các định tinh (không gian quán tính); thành phần của chuyển động này là tiến động và chương động. Nó cũng di chuyển so với vỏ Trái Đất; nó được gọi là chuyển động cực. Tiến động là sự quay của trục quay của Trái Đất, được gây ra chủ yếu bởi mô men xoắn từ lực hấp dẫn của Mặt Trời, Mặt Trăng và các vật thể khác. Chuyển động cực chủ yếu là do chương động lõi tự do và thay đổi Chandler. Thay đổi trong vận tốc quaySửa đổiTác động thủy triềuSửa đổiQua hàng triệu năm, sự tự quay của Trái Đất giảm đáng kể bởi gia tốc thủy triều qua tác động hấp dẫn với Mặt Trăng. Trong quá trình này, mô men động lượng được chuyển từ từ sang Mặt Trăng với tốc độ tỷ lệ với , với là bán kính quỹ đạo của Mặt Trăng. Quá trình này tăng dần với độ dài của ngày đến giá trị hiện tại và dẫn đến Mặt Trăng bị khóa thủy triều với Trái Đất. Sự giảm tốc quay dần dần này được ghi chép ước tính với các ước lượng độ dài ngày có được từ quan sát rhythmit và stromatolit; một sự biên soạn về các đo đạc này[38] chỉ ra độ dài ngày tăng đều từ khoảng the 21 giờ 600 triệu năm trước[39] đến giá trị hiện tại là 24 giờ. Bằng cách đếm phiến cực nhỏ hình thành ở thủy tiều cao hơn, tần số thủy triều (và do đó độ dài ngày) có thể được ước lượng, giống như đếm vòng cây, mặc dù ước lượng này có thể ít tin cậy hơn ở tuổi lớn hơn.[40] Sự kiện toàn cầuSửa đổiNgoài ra, một số sự kiện quy mô lớn, như Động đất và sóng thần Ấn Độ Dương 2004, đã khiến hiện tượng quay nhanh hơn khoảng 3 micro giây bằng cách tác động mô men quán tính của Trái Đất.[41] Nảy lên hậu băng hà, tiếp diễn kể từ Kỷ băng hà, cũng đang thay đổi sự phân bố khối lượng Trái Đất do đó tác động vào mô men quán tính của Trái Đất và bởi bảo toàn mô men động lượng, chu kỳ quay của Trái Đất.[42] Đo đạcSửa đổiViệc quan sát sự quay của Trái Đất lâu dài được thực hiện với giao thoa kế đường cơ sở cực dài phối hợp với hệ thống Định vị Toàn cầu, vệ tinh định tầm laser, và các kỹ thuật vệ tinh khác.Việc này cung cấp tham khảo chắc chắn cho việc xác định giờ quốc tế, tiến động, và chương động.[43] Nguồn gốcSửa đổiHình ảnh của một nghệ sĩ về đĩa tiền hành tinh. Hiện tượng quay nguyên bản của Trái Đất là một dấu tích của mô men động lượng ban đầu của đám mây bụi, đá, và khí mà kết hợp để tạo thành Hệ Mặt Trời. Đám mây nguyên thủy này bao gồm hiđrô và heli được tạo ra trong Vụ Nổ Lớn, cũng như các nguyên tố nặng hơn phát ra bởi siêu tân tinh. Vì bụi vũ trụ không đồng nhất, bất kỳ sự bất đối xứng nào trong quá trình bồi lắng hấp dẫn đều dẫn đến mô men động lượng của hành tinh được tạo ra.[44] Tuy nhiên, nếu giả thuyết vụ va chạm lớn đối với nguồn gốc của Mặt Trăng là chính xác, tốc độ quay nguyên thủy này đã bị thiết lập lại bởi va chạm Theia 4,5 tỷ năm trước. Bất kể tốc độ và độ nghiêng nào của sự quay của Trái Đất trước va chạm, nó đã trải qua một ngày dài khoảng 5 giờ sau va chạm.[45] Hiệu ứng thủy triều sau đó làm chậm tốc độ này lại cho đến giá trị hiện đại bây giờ. Xem thêmSửa đổi
Chú thíchSửa đổi
Tham khảoSửa đổi
|
