Tại sao trái đay

Phát hiện mới về sao Kim

Ngày nay, sao Kim là một "vùng đất chết" nhưng các nhà khoa học đã đặt ra câu hỏi liệu hành tinh này có phải lúc nào cũng không phù hợp cho sự sống như vậy hay không?

Sao Kim - "người hàng xóm" gần chúng ta nhất, được gọi là anh em sinh đôi của Trái Đất bởi sự tương đồng về kích cỡ và mật độ của cả hai hành tinh. Tuy nhiên, xét trên những mặt khác, hai hành tinh này hoàn toàn khác nhau.

Ảnh minh họa: NASA

Trong khi Trái Đất có các điều kiện tự nhiên hỗ trợ cho sự sống thì sao Kim là một hành tinh không thể sinh sống được với bầu khí quyển có lượng khí CO2 độc hại dày gấp 90 lần so với bầu khí quyển của chúng ta cùng với những đám mây acid sulfuric và nhiệt độ bề mặt có thể lên tới 462 độ C, đủ nóng để làm tan chảy chì.

Để hiểu về việc hai hành tinh đá này vì sao lại khác nhau như vậy, một nhóm các nhà vật lý thiên văn đã quyết định mô phỏng lại từ đầu thời điểm các hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta hình thành cách đây 4,5 tỷ năm.

Họ đã sử dụng mô hình khí hậu, tương tự như những gì các nhà nghiên cứu sử dụng khi mô phỏng sự thay đổi khí hậu trên Trái Đất, để nhìn lại thời điểm sao Kim và Trái Đất khi vẫn còn là các hành tinh trẻ. Nghiên cứu mới này đã được công bố trên tạp chí Nature ngày 13/10.

Cách đây hơn 4 tỷ năm, Trái Đất và sao Kim được bao phủ bởi nham thạch sôi sùng sục.

Các đại dương chỉ có thể hình thành khi nhiệt độ đủ lạnh để nước ngưng tụ và rơi xuống thành mưa trong hàng nghìn năm. Đó là cách mà đại dương trên Trái Đất hình thành trong hơn 10 triệu năm. Trong khi đó, sao Kim vẫn vô cùng nóng.

Vào thời điểm đó, Mặt Trời mờ hơn bây giờ 25%. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa đủ để giúp sao Kim nguội bớt bởi nó là hành tinh nằm gần Mặt Trời thứ hai. Các nhà nghiên cứu đã đặt câu hỏi liệu các đám mây có giúp gì để nhiệt độ trên sao Kim giảm bớt hay không.

Mô hình khí hậu của các nhà nghiên cứu cho thấy, các đám mây đã đóng vai trò nhất định nhưng theo một cách không ngờ tới. Chúng tập hợp ở mặt tối của sao Kim và vì thế không thể bảo vệ hành tinh này khỏi Mặt trời ở phía ban ngày. Trong khi sao Kim không bị khóa thủy triều với Mặt Trời - hiện tượng mà một mặt của hành tinh luôn đối mặt với Mặt Trời, thì nó có tốc độ quay vô cùng chậm.

Thay vì che chắn cho sao Kim khỏi hơi nóng, những đám mây ở mặt tối của sao Kim góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính, khiến hơi nóng bị mắc kẹt trong bầu khí quyển đậm đặc của hành tinh này và làm cho nhiệt độ luôn ở mức cao. Với khí nóng bị mắc kẹt liên tục như vậy, sao Kim quá nóng nên không thể có mưa. Thay vào đó, nước chỉ có thể tồn tại ở thể khí và hơi nước trong khí quyển.

"Nhiệt độ cao đồng nghĩa với việc nước chỉ có thể hình thành thể hơi giống như trong một cái nồi với áp suất khổng lồ", Martin Turbet, tác giả dẫn đầu nghiên cứu tại Khoa Khoa học thuộc Phòng Thiên văn học của Đại học Geneva nhận định.

Tại sao Trái Đất không giống như sao Kim?

Những gì xảy ra với sao Kim có thể xảy ra với Trái Đất nếu hành tinh của chúng ta tiền gần Mặt trời hơn hoặc nếu Mặt trời ở thời điểm đó sáng như bây giờ.

Bởi vì cách đây hàng tỷ năm Mặt trời mờ hơn nên nhiệt độ trên Trái Đất có thể giảm bớt để hình thành nên đại dương. Mặt trời mờ hơn là "yếu tố then chốt cho việc hình thành những đại dương đầu tiên trên Trái Đất", ông Turbet cho hay.

Đây là một sự đảo ngược hoàn toàn những điều mà chúng ta gọi là "Nghịch lý Mặt trời trẻ mờ", Emeline Bolmont, đồng tác giả, đồng thời là giáo sư tại Đại học Geneva nhận định.

"Điều này luôn bị coi là một trở ngại lớn cho sự xuất hiện sự sống trên Trái Đất. Nhưng hóa ra, với một Trái Đất còn trẻ và rất nóng, một Mặt trời với ánh sáng yếu như vậy thực sự là một cơ hội nằm ngoài kỳ vọng".

Trước đó, các nhà khoa học tin rằng, nếu bức xạ mặt trời yếu hơn cách đây hàng tỷ năm, Trái Đất sẽ trở thành một quả cầu tuyết. Đến nay, điều ngược lại mới là đúng.

Những phát hiện trên đã cho thấy các hành tinh đá trong Hệ Mặt trời của chúng ta đã tiến hóa theo những cách thức khác nhau. Trái Đất đã tồn tại gần 4 tỷ năm. Có những bằng chứng cho thấy sao Mộc được bao phủ bởi sông hồ cách đây 3,5 - 3,8 tỷ năm. Và hiện nay, dường như ít có khả năng sao Kim có thể hỗ trợ nước tồn tại ở thể lỏng trên bề mặt của nó./.

VOV.VN - Các chòm sao và các hành tinh với vẻ đẹp riêng thôi thúc chúng ta không ngừng khám phá về vũ trụ rộng lớn, bí ẩn nhưng cũng đầy ngoạn mục.

Có một câu hỏi tưởng như rất đơn giản là: Tại sao Trái Đất cũng như mọi ngôi sao và hành tinh đều quay quanh một trục nào đó. Nhưng để trả lời chính xác về nó, chúng ta cần xem xét và nhìn nhận chính xác về vai trò của các lực tham gia quá trình hình thành và tiến hóa của các thiên thể.

Trái Đất của chúng ta ra đời cách đây khoảng 4,6 tỷ năm, vào giai đoạn đầu của Hệ Mặt Trời, sau khi Mặt Trời đã hình thành. Ngoài chuyển động theo quỹ đạo dạng elip quanh Mặt Trời, nó còn có một chuyển động mà chúng ta đều biết là sự quay quanh trục Bắc-Nam. Trên thực tế, mọi thiên thể lớn trong vũ trụ: Mặt Trăng, Mặt Trời, các hành tinh, hành tinh lùn, các tiểu hành tinh và vệ tinh đủ lớn, cũng như mọi ngôi sao khác trong thiên hà và chính bản thân các thiên hà đều có sự tự quay này.

Ở nhiều tài liệu và bài viết, bạn có thể đọc được rằng Trái Đất có sự tự quay do sự bảo toàn mô-men động lượng của tinh vân Mặt Trời ban đầu. Tuy nhiên đây là một câu trả lời hời hợt, không đầy đủ và không giải quyết được tận cùng của vấn đề vì hai lý do:

- Thứ nhất, sự bảo toàn động lượng ban đầu của tinh vân Mặt Trời rõ ràng được thể hiện ở việc toàn bộ các thiên thể đều chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều, rất khó để khẳng định nó là yếu tố quyết định cho sự tự quay của các thiên thể, nhất là khi các thiên thể không hề quay hoàn toàn cùng chiều - chẳng hạn như Sao Kim có chiều tự quay ngược lại với các hành tinh khác.

- Thứ hai, cứ cho rằng sự quay của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời là lấy từ động lượng của tinh vân Mặt Trời. Vậy cái gì khiến tinh vân đó quay. Rõ ràng câu trả lời theo cách đó không hề giải thích được cơ chế vật lý thực sự của vấn đề.

Cơ chế thực sự

Tất cả các sao, hành tinh, và thậm chỉ các thiên hà ban đầu đều là những khối khí và bụi lớn. Dưới tác dụng của lực hấp dẫn, những khối khí-bụi đó co lại làm mật độ tăng dần cho tới khi đạt một trạng thái nhất định. Nếu lực hấp dẫn hướng vào tâm từ mọi hướng tuyệt đối cân bằng nhau, một khối khí-bụi có thể tạo thành một ngôi sao hoặc một hành tinh với độ đồng đều tuyệt đối, và về lý thuyết thì một vật thể như vậy sẽ không có sự quay. Chỉ có điều, sự hoàn hảo như vậy không bao giờ có. Mật độ vật chất của một đám khí-bụi không thể hoàn toàn đồng đều, và do đó khi co lại, lực hướng vào tâm có sự chênh lệch từ các hướng khác nhau. Cho dù giả sử rằng ở một thời điểm nào đó, một khối cầu cân bằng hoàn hảo được tạo ra thì nó cũng không thể tồn tại được quá dù chỉ vài giây, bởi nó sẽ tiếp tục được bồi tụ thêm vật chất, chịu va chạm với các thiên thể khác cũng như chịu lực hấp dẫn từ nhiều hướng của các thiên thể lớn gần đó. Sự mất cân bằng lực này dẫn tới sự quay.

Để dễ hình dung, hãy tưởng tượng một quả địa cầu để bàn mà bất cứ ai trong chúng ta đều đã biết. Bạn có thể giữ cho nó bất động khi không có bất cứ thứ gì tác động vào nó, nhưng chỉ cần một cơn gió mạnh, hoặc đơn giản là bạn thử lấy tay chạm vào, lập tức nó sẽ quay quanh trục Bắc - Nam. Một ví dụ tổng quát hơn là một quả bóng đá có dạng cầu. Lực ma sát với mặt đất có thể giữ nó tạm đứng yên, nhưng nếu bạn lấy chân sút nhẹ, hoặc ném vào nó một viên đá nhỏ, nó sẽ lăn đi - sự lăn đó cũng chính là chuyển động quay.

Quả địa cầu hoặc quả bóng đá sẽ sớm dừng sự quay lại bởi chúng sẽ ma sát với không khí hoặc mặt đất. Nhưng trong vũ trụ, chẳng có gì để giữ sự quay của các thiên thể lại, hay chính xác hơn là những lực níu đó quá nhỏ so với quán tính của một thiên thể lớn như một ngôi sao hay hành tinh. Vì vậy các sao, hành tinh và thậm chí cả các thiên hà đều có sự quay dường như vô tận, dù theo thời gian sự quay đó có thể chậm đi đôi chút.

Cách đây 600 triệu năm, Trái Đấy chỉ mất 21 giờ để hoàn thành một vòng quay của mình, còn hiện nay hành tinh của chúng ta cần tới 24 giờ. Ngay hiện tại, sự quay của Trái Đất cũng đang chậm lại dù với lượng rất nhỏ, khoảng 1,7 mili-giây mỗi thế kỷ. Điều đó có nghĩa là ngày đang tiếp tục dài thêm ra, nhưng bạn sẽ chẳng cảm nhận được bởi sau một thế kỷ thì ngày mới dài thêm được 1,7 phần nghìn của một giây.

Tháng 9 năm 2019
Đặng Vũ Tuấn Sơn

---

Page 2

 THIÊN VĂN VIỆT NAM - VACA
Vietnam Astronomy and Cosmology Association

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.

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