Vì sao hướng trục Trái Đất thay đổi chậm trong không gian?
Khám phá mở rộng – Vật lý 10
Trục tự quay của Trái Đất đổi hướng rất chậm vì tác dụng hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời lên phần phình xích đạo tạo mômen làm đổi hướng động lượng góc. Chuyển động dài hạn ấy được gọi là tiến động. Nó không thay thế sự tự quay mỗi ngày, mà tồn tại cùng với chuyển động đó.
Một trục có thể quay theo hai nghĩa
Trái Đất tự quay quanh trục, khiến nhiều hiện tượng trên bầu trời có nhịp ngày đêm. Đồng thời, nếu so hướng trục với những đối tượng rất xa, hướng ấy cũng thay đổi trên một thang thời gian dài hơn nhiều.
Hãy phân biệt một chiếc bút tự xoay quanh chiều dài với việc đầu bút từ từ chỉ sang những hướng khác. Ví dụ tách hai khái niệm chuyển động; nó không nói hành tinh được giữ bằng tay hoặc có một trục kim loại xuyên qua.
Phần phình làm tác dụng hấp dẫn có mômen
Trái Đất không phải một quả cầu hoàn hảo: vùng xích đạo phình ra. Với hướng nghiêng của trục, hấp dẫn từ bên ngoài tác dụng lên phân bố khối lượng ấy theo cách có thể đổi hướng chuyển động quay.
Quan hệ này gợi nhớ con quay nhanh dưới mômen ngoại lực. Nhưng hành tinh không có điểm tựa đặt trên sàn như con quay đồ chơi. Khi dùng phép so sánh, phải giữ cơ chế chung về mômen và động lượng góc, đồng thời bỏ những chi tiết không tương ứng.
Một thay đổi rất chậm không phải cú lật
NASA mô tả hướng trục quét gần một vòng trên bầu trời trong khoảng 26.000 năm. Đây là cách mô tả xấp xỉ để thấy thang thời gian. Trên đường dài hạn còn chồng những dao động nhỏ hơn, gọi là chương động.
Bởi vậy một hình minh họa tăng tốc có thể gây ấn tượng trục lắc nhanh hơn thực tế rất nhiều. Muốn đọc hình đúng cần xem tốc độ đã được phóng đại hay chưa. Không dùng một hoạt họa làm bằng chứng Trái Đất sắp bất ngờ lật trục.
Hiểu lầm: mọi thay đổi hướng trục đều là chuyển động quay quanh Mặt Trời. Tự quay, chuyển động quỹ đạo và tiến động là những câu hỏi khác nhau.
Ghi nhớ: hành tinh quay có khối phình; mômen hấp dẫn đổi hướng trục dần dần; quan sát phải đặt trên đúng thang thời gian.
Đọc thêm
- Vì sao Trái Đất không phải một quả cầu tròn hoàn hảo?
- Vì sao một con quay nghiêng lại quay vòng quanh phương thẳng đứng?