Vì sao các hành tinh tự xoay quanh mình?

Trái đất cũng giống như 8 hành tinh lớn khác trong Thái Dương hệ, cùng lúc với việc quay xung quanh Mặt trời, nó cũng xoay tròn liên tục quanh 1 trục vô hình nào đó. Chu kỳ ngày và đêm trên trái đất cũng từ chuyện đó mà ra.

Làm sao biết trái đất chuyển động xoay quanh mình?

Con lắc Foucault, đặt tên theo nhà vật lý người Pháp Léon Foucault (18/12/1819 - 11/2/1868), là một thí nghiệm chứng minh Trái Đất đang tự quay quanh trục của nó; và là một hệ quả của hiệu ứng Coriolis cho chuyển động trong hệ quy chiếu quay này.

Vào năm 1851, nhà khoa học người Pháp Léon Foucault đã sử dụng một dây thép dài 68 m để treo một quả cầu sắt nặng 31 kg từ mái vòm của nhà thờ Panthéon và tác dụng một lực ban đầu, cho nó lắc đi lắc lại. Để đánh dấu quá trình chuyển động của quả cầu, ông đã cho gắn một kim nhọn vào quả cầu và cho vẽ một vòng tròn trên cát ẩm ở mặt đất phía dưới chuyển động của quả cầu. Quả cầu đã để lại những vệt của đường đi khác nhau sau mỗi chu kỳ chuyển động qua lại, các đường này xoay quanh 1 tâm (hình vẽ). vậy mặt đất không đứng yên, Trái Đất quay tròn xung quanh trục của nó.

Chuyển động xoay do đâu mà có?

Nhìn chung thì chuyển động xoay là một hình thức vận động cơ bản của nhiều thiên thể trong vũ trụ, nhưng để hiểu được vấn đề này một cách chính xác, trước tiên hãy xem lại cách chúng được hình thành như thế nào.

Trong thực tế chuyển động xoay rất dể xảy ra, chỉ cần bạn tháo 1 bồn nước là có ngay 1 quần xoáy (xin lỗi vì lấy ảnh này làm ví dụ, nhưng dễ hiểu, phải không?)

Đó là do các luồng nước lao vào nhau, chỉ cần lệch đi 1 tí, cộng với quán tính, là sinh ra luồng xoáy thoát ra. Chuyển động này càng gần tâm sẽ càng mạnh và nhanh hơn, tương tự như tốc độ của động tác xoay tròn của diễn viên múa ba lê sẽ nhanh hơn nếu thu tay lại.

Và như thế, những hình dạng khổng lồ hình thành từ sự gom tụ trong vũ trụ đều có dạng xoáy trôn ốc như hình ảnh thiên hà Milky Way dưới đây. Lưu ý là điểm sáng rực ở giữa không phải là mặt trời. Mặt trời chỉ là 1 đốm nhỏ không đáng chú ý nằm trên 1 nhánh xoáy phía dưới điểm này.

Điều đó lý giải tại sao các thiên hà luôn có hình ảnh đặc trưng là một xoáy sao-khí có dạng đĩa dẹt và trục của nó là hai cực thẳng. Cái đĩa ấy quay hàng tỷ năm một vòng, nhưng khi nó co kích thước lại thì bảo toàn động lượng, bảo toàn vận tốc dài, nên co lại một tỷ lần thì quay một năm một vòng, tiếp tục co lại 365 tỷ lần thì 1 vòng quay chỉ hết một ngày.

Giả thuyết thiên văn học hiện đại cho rằng, hệ mặt trời được hình thành từ một mảng mây khí lớn, quay quanh tâm Ngân hà, gọi là Tinh vân nguyên thuỷ. Mảng mây khí khổng lồ này, 5 tỉ năm trước, đã chịu ảnh hưởng rối loạn và co lại phía trung tâm dưới tác động của lực hấp dẫn. Trải qua thời gian biến đổi dài đằng đẵng, mật độ vật chất của bộ phận trung tâm ngày càng lớn, nhiệt độ cũng cao hơn, cuối cùng đạt đến mức độ có thể dẫn đến phản ứng nhiệt hạch và chuyển hoá thành Mặt trời.

Thể khí còn sót lại xung quanh Mặt trời dần dần hình thành một lớp thể khí xoay tròn hình cái chậu, trải qua quá trình co lại, lại va đập, tích tụ, lớp thể khí này từng bước tích tụ thành các hòn chất rắn, hành tinh nhỏ, hành tinh nguyên thuỷ, cuối cùng hình thành các thiên thể trong hệ Mặt trời như các tiểu hành tinh và đại hành tinh độc lập.

..và chuyển động tự xoay sinh ra từ cách chúng được tạo thành

Khi mặt trời và các hành tinh lần lượt được hình thành từ đám mây này, chúng vẫn giữ vận tốc quay ban đầu, và vận tốc quay sẽ càng nhanh hơn khi các khối chất liệu trên lạnh đi và cô đặc lại theo định luật bảo toàn momen góc. Khi đã đạt đến trạng thái cân bằng (lực hấp dẫn = lực ly tâm) thì vận tốc quay không tăng nữa và được duy trì cho đến ngày nay.

Đến đây chắc các bạn có thể trả lời thêm câu hỏi tại sao các hành tinh luôn có hình cầu rồi chứ??

Các hành tinh tự xoay như thế nào?

Hầu hết hành tinh trong Thái dương hệ như Trái đất đều quay ngược chiều kim đồng hồ (từ tây sang đông) lệch 1 góc so với mặt phẳng quỹ đạo của chúng quanh mặt trời. Tuy nhiên có một ít ngoại lệ, trong đó có Kim Tinh (Venus): hành tinh này quay theo chiều ngược lại đông-tây và Thiên Vương Tinh xoay từ nam- bắc. Giả thuyết giải thích cho hiện tượng này là vì trong quá khứ chúng từng có những sự va chạm lớn làm lệch đi phương xoay.

Cách đây 65 triệu năm, Trái đất bị một thiên thạch đường kính khoảng 6 dặm đụng vào, gây nên sự tuyệt chủng hàng loạt của khủng long và nhiều sinh vật khác. (Cũng có thể là nguyên nhân làm trục quay trái đất bị nghiêng đi 1 góc 23,5^o ). Nếu trước đó trái đất gặp 1 va chạm đủ lớn như một thiên thạch to cỡ mặt trăng thì rất có thể làm cho nó ngừng quay, hoặc quay nhanh hơn, hoặc quay ngược lại. Và điều này có lẽ đã xảy ra với Kim Tinh, và cả Thiên Vương Tinh. Người ta cho rằng ngày xưa Thiên Vương Tinh đã bị va chạm mạnh đến nỗi nó bị "đổ xuống", nên nó quay dọc từ nam lên bắc chứ không phải tây sang đông.