Theo NASA, một "ngày Mặt trăng" bằng khoảng 29,53 ngày Trái đất. Nói cách khác, trong khi Trái đất hoàn thành một vòng quay sau mỗi 24 giờ thì Mặt trăng sẽ trải qua một lần Mặt trời mọc khoảng 709 giờ/lần.
Cũng như nhiều thiên thể, chuyển động quay của Mặt trăng có thể là tàn tích từ quá trình tạo ra nó. Theo giả thuyết va chạm khổng lồ, khoảng 4,5 tỷ năm trước, một thiên thể có kích thước gần bằng Sao Hỏa đã đâm vào Trái đất khi đó vẫn đang phát triển.
Vật thể lý thuyết này được gọi là Theia. Sức nóng từ tác động của Theia có thể đã tạo ra các đại dương magma bằng cách làm tan chảy lớp vỏ Trái đất và khiến Trái đất phóng các hạt hóa hơi đang quay vào không gian.
Theo giả thuyết va chạm khổng lồ, những đám mây bụi và khí này quay tròn do lực của vụ va chạm ban đầu. Cuối cùng, những hạt xoáy này kết hợp với nhau, bởi vì khối lượng thu hút khối lượng. Khi khí ngưng tụ, nó thực sự bắt đầu quay nhanh hơn.
Ví dụ, khi một vận động viên trượt băng nghệ thuật ôm cánh tay của họ khi quay trên băng. Khối lượng của vận động viên trượt băng nhỏ gọn hơn khi tay ở giữa của họ, do đó vận động viên trượt băng tăng tốc độ. Điều này là do mô-men động lượng của được bảo toàn, cần nhiều lực hơn để quay một vật thể xa trọng tâm hơn. Vì vậy, nếu cánh tay của vận động viên trượt băng nghệ thuật hướng ra ngoài, họ quay chậm hơn và khi họ thay đổi bằng cách ôm cánh tay vào, họ sẽ quay nhanh hơn.
Trong khi đó, Mặt trăng đã giữ mô-men động lượng kể từ vụ va chạm ban đầu hàng tỷ năm trước.
Không giống như Trái đất, Mặt trăng không có khí quyển nên không có lực cản của không khí để làm chậm các vật thể chuyển động. Vì vậy, một khi các vật thể đang quay, chúng có xu hướng tiếp tục quay.
Cũng có những giả thuyết khác về cách Trái đất có Mặt trăng. Một là lý thuyết bắt giữ, trong đó Mặt trăng là một vật thể lang thang, giống như một tiểu hành tinh, bị thu giữ bởi lực hút của Trái đất. Theo lý thuyết này, Mặt trăng được tạo ra ở một nơi khác trong Hệ Mặt trời và sau đó bắt đầu quay quanh Trái đất khi nó đi ngang qua. Vì vậy, nó đã có một vòng quay riêng khi bị kéo vào trường hấp dẫn của Trái đất.
Một giả thuyết khác là thuyết đồng hình thành, trong đó Mặt trăng được tạo ra cùng lúc với Trái đất. Trong giả thuyết này, hai vật thể có khối lượng lớn gấp 5 lần kích thước của Sao Hỏa đã đâm vào nhau. Trái đất và Mặt trăng của nó sau đó ngưng tụ ra khỏi các đám mây vật chất do va chạm.
Tuy nhiên, chính Trái đất mới thiết lập tốc độ quay của Mặt trăng. Mặt trăng hoàn thành một vòng quay trong khoảng 27 ngày gần bằng với thời gian Mặt trăng quay quanh Trái đất: 27,32 ngày. Kết quả là con người trên Trái đất chỉ từng nhìn thấy một mặt của Mặt trăng. Nếu một ngày Mặt trăng dài hơn hoặc ngắn hơn, chúng ta sẽ có thể nhìn thấy tất cả bề mặt của Mặt trăng khi Mặt trăng quay quanh Trái đất.
Trên thực tế, quỹ đạo và chuyển động quay không hoàn toàn khớp nhau bởi vì Trái đất thực sự di chuyển trong một quỹ đạo hình elip giống hình bầu dục.
Khi Mặt trăng quay quanh Trái đất, nó quay để giữ cùng một phía đối diện với chúng ta. Một vòng quay có cùng khoảng thời gian với một quỹ đạo, hay nói cách khác là khoảng một tháng. Nói cách khác, Trái đất và Mặt trăng tác dụng lực hấp dẫn lên nhau và lực hấp dẫn tác dụng luôn mạnh nhất khi hai thiên thể đối diện trực tiếp với nhau khiến cả Trái đất và Mặt trăng đều giãn ra một chút khi chúng bị kéo vào hướng khác.
Kết quả, Mặt trăng bị kéo dài thành hình elip với trục dài nhất của nó luôn hướng về phía chúng ta. Đây cũng là nguyên nhân gây ra thủy triều trên Trái đất mỗi ngày.
Một mô hình của các nhà nghiên cứu tại Harvard và Viện SETI thậm chí còn ước tính rằng Trái đất sơ khai có một ngày ngắn nhất là 2,5 giờ tại thời điểm va chạm với Theia. Tuy nhiên, do lực hấp dẫn liên tục kéo theo trục dài nhất của Mặt trăng hướng về phía Trái đất nên ngày của Trái đất và Mặt trăng kéo dài theo thời gian.
Trang Phạm
Theo Live Science
Chuyển động của Mặt trăng và Trái đất: quay và dịch - Khoa HọCNộI Dung:
Các chuyển động của Trái đất và Mặt trăng Chúng có nguồn gốc, một mặt, do lực hút của mỗi vật tác dụng lên mặt khác, mặt khác, ở lực hút mà Mặt trời lần lượt tác dụng lên tất cả các thiên thể trong Hệ Mặt trời.
Cả Trái đất và Mặt trăng đều có chuyển động quay quanh trục của chính chúng và chuyển động tịnh tiến, đây là những chuyển động quan trọng nhất. Nhưng chúng cũng trải qua các chuyển động thứ cấp khác của cân bằng và dao động, bởi vì chúng không phải là vật thể điểm, mà là có kích thước đáng kể và không hoàn toàn hình cầu.
Trái đất và Mặt trăng được coi là một hệ thống cô lập của các vật thể có kích thước đo được, quay quanh khối tâm của chúng, nằm trên đường nối các tâm tương ứng.
Điểm này gần Trái đất hơn là Mặt trăng, có khối lượng lớn hơn đầu tiên. Nó nằm cách trung tâm Trái đất khoảng 4641 km và được gọi là barycenter.
Các chuyển động của Mặt trăng được điều chỉnh bởi các quy luật của Cassini, được đưa ra vào năm 1693 bởi Giovanni Cassini [1625-1712]:
-Mặt trăng có chu kỳ quay đồng bộ với Trái đất, vì nó có cùng chu kỳ quay và tịnh tiến, theo cách này, nó luôn hiển thị cùng một mặt đối với những người quan sát trên mặt đất.
- Độ nghiêng của mặt phẳng xích đạo mặt trăng và mặt phẳng hoàng đạo là không đổi.
- Trục quay của Mặt Trăng, pháp tuyến đối với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất - và pháp tuyến đối với mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng là đồng phẳng.
Mặt trăng thực hiện chuyển động quay quanh trục của chính nó trong khoảng 27,32 ngày. Khoảng thời gian quay vòng này được gọi là tháng cận kề.Theo định luật đầu tiên của Cassini, đây cũng là thời gian cần thiết để Mặt trăng quay quanh Trái đất.
Sự quay đồng bộ là nguyên nhân khiến những người quan sát Trái đất luôn nhìn thấy cùng một phía của Mặt trăng.
Về phần mình, tháng đồng nghĩa là thời gian trôi qua giữa hai chu kỳ Mặt Trăng giống hệt nhau và liên tiếp.
Tháng đồng nghĩa kéo dài 29,53 ngày và do thực tế là Trái đất không đứng yên trong khi Mặt trăng quay quanh nó. Để các vị trí tương đối của Trái đất-Mặt trời-Mặt trăng trở lại giống nhau, Trái đất phải tiến 27º trong chuyển động tịnh tiến quanh Mặt trời.
Mặt Trăng cũng quay quanh Trái Đất theo quỹ đạo hình elip với độ lệch tâm rất nhỏ. Độ lệch tâm của hình elip là thước đo độ phẳng của nó. Giá trị nhỏ này có nghĩa là đường đi của Mặt Trăng gần như là đường tròn, nó di chuyển với tốc độ 1 km / s.
Quỹ đạo của Trái đất và Mặt trăng cắt nhau tại những điểm được gọi là điểm giao, điều này làm cho nhật thực có thể xảy ra, vì khi nhìn từ Trái đất, kích thước biểu kiến của Mặt trời và Mặt trăng rất giống nhau.
Do quỹ đạo hình elip mà Mặt trăng quay quanh Trái đất và trục quay của nó nghiêng 6,60º so với phương vuông góc của mặt phẳng quỹ đạo [xem hình 1] nên có các chuyển động gọi là bay lượn. Nhờ chúng, chúng ta có thể nhìn thấy một tỷ lệ nhỏ ở phía xa của Mặt trăng, khoảng 9%.
Các di chuột đáng chú ý nhất nằm ở kinh độ và vĩ độ. Các di chuột theo chiều dài Đó là do, là quỹ đạo hình elip, tốc độ dịch chuyển ở vị trí cận địa - gần Trái đất hơn - hơn là ở đỉnh - xa Trái đất hơn.
Bằng cách này, một phần nhỏ của bề mặt gần kinh tuyến rìa sẽ có thể nhìn thấy được, phần bề mặt nằm ngay phía đông của kinh tuyến nói trên khi Mặt trăng ở giữa perigee và apogee.
Tương tự như vậy, phần bề mặt hơi chếch về phía tây sẽ có thể nhìn thấy được khi Mặt trăng nằm giữa apogee và perigee.
Về phần nó, libration theo vĩ độ phát sinh do độ nghiêng của trục quay. Do đó, một số phần của Mặt trăng nằm ở phía bắc hoặc phía nam một chút, có thể được nhìn thấy từ Trái đất, tùy thuộc vào thời điểm. Khoảng thời gian của di chuột này là một tháng mang tính biểu tượng, kéo dài 27 ngày và khoảng 5 giờ.
Hình ảnh động sau đây cho thấy các khung cảnh mô phỏng của Mặt trăng trong một tháng:
Trái đất quay quanh Trục trái đất tây - đông, khoảng thời gian là 1 ngày hoặc chính xác hơn là 23 giờ, 56 phút và 3,5 giây.
Tốc độ quay của Trái đất là 1600 km / h tại đường xích đạo và giảm cho đến khi nó biến mất ngay tại các cực, nơi trục quay đi qua, nghiêng 23,44º so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái đất, được gọi là hoàng đạo [xem hình 1].
Sự chuyển động này là nguyên nhân dẫn đến sự xuất hiện của ngày và đêm, chi phối cuộc sống của con người. Trong khoảng 12 giờ [thay đổi theo vĩ độ và theo mùa], một bán cầu trên cạn nhận được ánh sáng mặt trời và có nhiệt độ cao hơn, trong khi bán cầu kia chìm trong bóng tối và nhiệt độ giảm xuống.
Trái đất quay là do cách Trái đất hình thành. Đám mây vật chất hình thành nên hệ mặt trời phải xoay để thu gọn vật chất. Nhưng chuyển động quay có một mômen động lượng liên quan, mà trong trường hợp không có mômen lực bên ngoài được bảo toàn.
Mặt trời, các hành tinh và các thành viên khác của hệ Mặt trời, được coi là một hệ cô lập, có mômen động lượng đó, được phân bổ giữa các thành viên của chúng.
Đó là lý do tại sao mỗi hành tinh có chuyển động tự quay từ tây sang đông, ngoại trừ sao Kim và sao Thiên Vương thì làm ngược lại, có lẽ do va chạm với một thiên thể lớn khác.
Bản dịch của Trái đất
Trái đất cũng tạo ra chuyển động quay quanh Mặt trời, chu kỳ chỉ hơn 1 năm. Nguồn gốc của chuyển động này là ở lực hấp dẫn mà Mặt trời tác dụng.
Trong chuyển động này, Trái đất mô tả một quỹ đạo hình elip, luôn tuân theo định luật Kepler về chuyển động của hành tinh. Đối với một quan sát viên nằm ở Bắc Cực, chuyển động này được thực hiện theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.
Đối với Mặt trăng, độ lệch tâm của hình elip mô tả Trái đất là khá nhỏ. Khi đó quỹ đạo của Trái đất tiến tới chu vi bán kính 150 x 106 Km. Giá trị này được sử dụng trong thiên văn học để xác định một đơn vị khoảng cách được gọi là Đơn vị thiên văn hoặc AU, được sử dụng rộng rãi để biểu thị khoảng cách trong Hệ Mặt trời.
Tổng chiều dài của hình elip này là 930 triệu km, Trái đất di chuyển với tốc độ 30 km / s.
Trục quay của Trái Đất nghiêng 23,44º so với pháp tuyến so với mặt phẳng hoàng đạo. Do đó, khi hành tinh của chúng ta di chuyển quanh quỹ đạo của nó quanh Mặt trời, một trong các bán cầu của nó tiếp xúc nhiều hơn với tia nắng mặt trời, tạo ra mùa hè, trong khi bán cầu kia ít tiếp xúc hơn và mùa đông xuất hiện.
Các chuyển động khác của Trái đất
Trái đất không phải là một hình cầu hoàn hảo mà là một hình elip phẳng ở các cực. Do đó chỗ phình ra ở xích đạo gây ra chuyển động lăn chậm trên Trái đất được gọi là tuế sai.
Trong chuyển động này, trục của trái đất quay quanh cực của hoàng đạo, theo một hình nón tưởng tượng, như có thể thấy trong hình sau:
Trái đất phải mất 25.767 năm để theo dõi hình nón này. Chồng lên tuế sai là một chuyển động tịnh tiến khác của trục, được gọi là sự bổ sung, do lực hút của Mặt Trăng gây ra trên vùng lồi xích đạo và có chu kỳ 18,6 năm.
Người giới thiệu
- Oster, L. [1984]. Thiên văn học hiện đại. Reverte biên tập. 37-52.
- Tipler, P. Vật lý cho Khoa học và Kỹ thuật. Tập 1. Thứ 5. Phiên bản. 314-316
- Tại sao Trái đất quay? Lấy từ: spaceplace.nasa.gov.
- Wikipedia. Barycenter. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.
- Wikipedia. Chuyển động của Trái đất. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.