31. Vì sao Trái đất tự quay
Các nhà thiên văn lý thuyết hiện đại cho rằng: hệ Mặt Trời được hình thành từ những đám tinh vân nguyên thuỷ. Tinh vân nguyên thuỷ là những đám khí vô cùng loãng. Năm tỉ năm trước, dưới ảnh hưởng của một nhiễu động nào đó, do tác dụng của lực hấp dẫn mà đám tinh vân co dần về trung tâm. Qua diễn biến thời gian dài, mật độ vật chất ở phần trung tâm ngày càng lớn, nhiệt độ cũng ngày càng cao, cuối cùng đạt được mức độ có thể gây ra phản ứng nhiệt hạch, diễn biến thành Mặt Trời. Những chất khí tàn dư chung quanh Mặt Trời dần dần hình thành tầng khí dạng bàn tròn quay, qua quá trình co ngót, va chạm và tích tụ, trong tầng khí dần dần tụ tập thành những hạt đặc, hành tinh nhỏ, hành tinh nguyên thuỷ, cuối cùng hình thành những hành tinh lớn, nhỏ độc lập với Mặt Trời.
Như ta đã biết, muốn đo chuyển động thẳng của một vật thể nhanh hay chậm có thể dùng tốc độ để biểu thị. Vậy trạng thái chuyển động tròn thì dùng gì để đo? Có một biện pháp là dùng "động lượng góc".
Đối với một vật thể quay quanh một điểm cố định, động lượng góc của nó bằng khối lượng nhân với tốc độ nhân với khoảng cách từ trọng tâm vật thể đó đến điểm cố định mà nó quay quanh điểm đó. Trong vật
lý có một định luật bảo toàn động lượng góc rất quan trọng. Định luật phát biểu như sau: Một vật thể quay, nếu không chịu tác dụng của ngoại lực, thì động lượng góc của nó sẽ không thay đổi khi hình dạng của vật thể thay đổi. Ví dụ một diễn viên ba lê, trong quá trình quay đột nhiên thu tay lại (thu nhỏ sự phân bố khối lượng so với điểm quay cố định) thì tốc độ quay của diễn viên đó sẽ tăng lên, bởi vì chỉ có thế mới bảo đảm động lượng góc không thay đổi. Định luật này có vai trò quan trọng trong việc sản sinh ra tốc độ tự quay của Trái Đất.
Những đám tinh vân nguyên thuỷ hình thành hệ Mặt Trời vốn đã có động lượng góc. Sau khi hình thành Mặt Trời và hệ thống hành tinh, động lượng góc của nó không bị mất đi nên tất nhiên phát sinh sự phân bố lại. Các thiên thể trong quá trình vật chất tích tụ dài dằng dặc lần lượt nhận được động lượng góc nhất định của đám tinh vân nguyên thuỷ. Vì động lượng góc không đổi cho nên các hành tinh trong quá trình co lại sẽ chuyển động ngày càng nhanh. Trái Đất cũng không ngoại lệ. Sự phân phối chủ yếu của động lượng góc mà nó thu được sẽ khiến cho Trái Đất quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất và Trái Đất tự quay. Đó chính là
nguồn gốc Trái Đất tự quay. Muốn phân tích một cách chặt chẽ hơn về chuyển động của Trái Đất và những hành tinh khác quanh Mặt Trời cũng như sự tự quay của các hành tinh thì các nhà khoa học cần phải nghiên cứu nhiều hơn nữa.
Từ khoá: Trái Đất tự quay; Tinh vân nguyên thuỷ; Động lượng góc; Bảo toàn động lượng góc.
32.Vì sao ta không cảm thấy được Trái Đất đang chuyển
động?
“Ngồi yên một chỗ mà một ngày vẫn đi tám vạn dặm". Ý nghĩa của câu này là: cho dù ta đứng yên bất động thì vẫn đang đi theo chuyển động Trái Đất.
Trên đường xích đạo tốc độ chuyển động của vật thể theo Trái Đất tự quay là 465 m/s, một ngày đi được khoảng 4 vạn km, tức là 8 vạn dặm (dặm Trung Quốc). T ốc độ Trái Đất quay quanh Mặt Trời càng nhanh hơn, mỗi giây đi được 30 km. Nhưng vì sao ta không hề cảm thấy Trái Đất đang chuyển động?
Trong cuộc sống ta có kinh nghiệm: khi đi thuyền trên sông, thuyền lướt nhanh, vách núi hai bên bờ lướt qua, lúc đó ta mới cảm thấy thuyền đi rất nhanh. Nếu đi tàu trên biển, đứng trên boong tàu, trời và biển cùng một màu, lúc đó ta cảm thấy tàu đi rất chậm. Nếu so sánh với thuyền đi trên sông thì thực tế tàu trên biển đi nhanh hơn nhiều. Vấn đề là ở đó. Nguyên là ta thường căn cứ vào sự chuyển động tương đối của các vật xung quanh để nhận biết mình đang chuyển động. Khi cảnh vật rất gần, chuyển động tương đối của nó rất rõ. Đi tàu trên biển, trời nước mênh mông, không có vật gì để phán đoán tàu nhanh hay chậm, do đó ta thấy tàu đi chậm đến mức giống như ngừng lại không chuyển động.
Trái Đất cũng giống như con tàu đi trong không gian vũ trụ, chỉ có những ngôi sao rất xa mới giúp chúng nhìn ra dấu vết của sự chuyển động. Còn tất cả mọi vật quanh ta, giống như bản thân ta đều chuyển động theo Trái Đất. Cho nên ta không cảm giác được Trái Đất đang chuyển động liên tục. Không nên quên rằng hàng ngày ta nhìn thấy Mặt Trời, Mặt Trăng và các ngôi sao mọc lên từ phía đông, lặn xuống phía tây, đó chính là kết quả tự quay của Trái Đất. Còn Trái Đất quay quanh Mặt Trời ta có thể thông qua
quan sát sự biến đổi vị trí của các ngôi sao trên bầu trời để chứng minh. Nếu mỗi tối cùng một thời điểm ta quan sát bầu trời sẽ phát hiện vị trí của các chòm sao đang ngày càng dời dần từ đông sang tây. Những chòm sao vốn xuất hiện từ phía tây thì dần đần lặn mất không thấy nữa, còn ở phía đông lại mọc lên những chòm sao mới trước đây không thấy. Sau một năm bạn sẽ phát hiện trên bầu trời lại xuất hiện những chòm sao khi quan sát ban đầu đã nhìn thấy.
Điều đó chứng tỏ: Trái Đất đã quay được một vòng xung quanh Mặt Trời.
Từ khoá: Trái Đất tự quay; Trái Đất quay quanh Mặt Trời.
33.Có phải Trái đất tự quay một vòng vừa đúng một ngày không?
Thời gian Trái Đất tự quay một vòng là 23h56’, nhưng một ngày trên Trái Đất là 24h. Điều đó có mâu thuẫn không?
Một ngày trong cuộc sống của ta là thời gian một
lần kế tiếp nhau của ngày và đêm. Dùng tiêu chuẩn gì để tính độ dài của một ngày được chính xác nhất?
Các nhà thiên văn học chọn đường tí - ngọ của Mặt Trời đi qua, tức là thời điểm Mặt Trời đi qua vị trí cao nhất ở một chỗ nào đó trên Trái Đất làm tiêu chuẩn để tính thời gian. Thời gian lần Mặt Trời đi qua đường tí - ngọ này đến khi Mặt Trời đi qua đường tí - ngọ cùng địa điểm đó lần sau chính là một ngày. Thời gian giữa hai lần đó là 24 giờ.
Nếu Trái Đất chỉ có tự quay thì thời gian hai lần Mặt Trời đi qua đường tí - ngọ chính là thời gian Trái Đất tự quay được một vòng.
Trên thực tế Trái Đất đồng thời với tự quay còn quay quanh Mặt Trời. Sau khi Trái Đất tự quay được
một vòng vì nó còn phải quay quanh Mặt Trời, nên đến địa điểm cũ trên Trái Đất không còn nguyên ở chỗ đó nữa, mà đã chuyển từ điểm 1 đến điểm 2 trên hình vẽ. Điểm lần đầu đối diện với Mặt Trời, sau khi Trái Đất tự quay một vòng (trong hình vẽ là phương của mũi tên màu đen), thời gian Trái Đất tự quay góc này mất khoảng bốn phút.
Trong thời gian Mặt Trời hai lần đi qua đường tí - ngọ, trên thực tế Trái Đất đã quay hơn một vòng một ít, thời gian này mới đúng là một ngày - 24 giờ trong cuộc sống của ta. Như vậy sau khi Trái Đất quay quanh Mặt Trời một vòng thì số vòng Trái Đất tự quay thực tế nhiều hơn số ngày trong một năm, là một ngày.
Từ khoá: Trái Đất tự quay; Trái Đất quay quanh Mặt Trời; Đường tí - ngọ
34.Vì sao Trái đất tự quay lúc nhanh, lúc chậm ?
T ừ lâu mọi người luôn nghĩ rằng: Trái Đất quay
đều quanh trục của mình, đại thể một vòng mất 23 h 56’. Trên thực tế không phải Trái Đất luôn tự quay với tốc độ đều, mà trong một năm có lúc quay nhanh, có lúc quay chậm.
Trái Đất tự quay không những không đồng đều trong một năm mà trong nhiều thế kỷ cũng không đồng đều. 2000 năm lại đây, cứ mỗi trăm năm, một ngày đêm kéo dài 0,001 giây. Hơn nữa qua mấy chục năm Trái Đất lại có một bước nhảy, có mấy năm quay nhanh hơn, có mấy năm lại quay chậm lại.
Vì sao Trái Đất lại có hành vi "nghịch ngợm" như thế?
Các nhà khoa học đã không mệt mỏi tìm kiếm nguyên nhân, đáp án được dần dần làm sáng tỏ: các sông băng ở Nam Cực đang tan dần. Điều đó có nghĩa các tảng băng ở lục địa Nam Cực đang giảm dần, gây ra sự biến đổi phân bố khối lượng của Trái Đất, ảnh hưởng đến tốc độ tự quay của Trái Đất.
Mặt Trăng cũng gây ra thủy triều cho nước biển.
Nước thuỷ triều ngược chiều với chiều tự quay của Trái Đất như vậy làm cho tốc độ tự quay giảm dần.
Hàng năm mùa đông gió từ biển thổi vào lục địa, mùa hè gió từ lục địa thổi ra biển. Khối lượng không khí chuyển động này lớn tới mức khó mà ngờ rằng đó là 30 vạn tỉ tấn. Một khối lượng lớn không khí từ chỗ này chuyển đến chỗ kia, sau đó từ chỗ kia lại chuyển về, làm cho trọng tâm Trái Đất bị ảnh hưởng, lực ma sát cũng biến đổi, kết quả tốc độ quay lúc nhanh lúc chậm.
T ốc độ tự quay của Trái Đất còn liên quan tới nguyên nhân của các dòng hải lưu, sự chuyển động mảng của vỏ Trái Đất, sự phân bố lại các chất ở tâm Trái Đất, vv. .T ất cả chúng đều ảnh hưởng nhiều hoặc ít đến tốc độ tự quay của Trái Đất. Vì vậy có rất nhiều nguyên nhân phức tạp ảnh hưởng đến sự biến đổi tốc độ tự quay của Trái Đất. Điều đó đã trở thành chuyên đề nghiên cứu của các nhà khoa học thiên văn.
Từ khoá: Trái đất tự quay.