Nếu Trái Đất không tự quay quanh trục thì hiện tượng ngày và đêm sẽ diễn ra như thế nào?

Nếu Trái Đất không tự quay quanh trục thì điều gì xảy ra?

À cái vụ Trái Đất ngừng quay này hả Đệ. Hôm qua Huynh cũng ngồi nghĩi linh tinh, đang ngồi xem cái video review con lap mới mà tự dưng đầu lại nhảy sang chuyện này. Buồn cười thật.

Cái ông Sơn nào nói thế là nói lộn rồi. Nếu Trái Đất chỉ ngừng tự quay thôi á, mà vẫn bay quanh Mặt Trời, thì một ngày sẽ dài đúng bằng một năm. Đệ hiểu không? Sáu tháng ngày, sáu tháng đêm. Chứ không phải một bên tối om mãi mãi đâu.

Nghĩ mà xem, sáu tháng bị nung nóng liên tục. Nhiệt độ chắc phải lên tới mấy trăm độ C, nước biển sôi hết. Bên kia thì sáu tháng chìm trong giá lạnh, âm cả trăm độ. Sống sao nổi. Toang.

Mà nó mà dừng đột ngột thì còn kinh hơn. Mọi thứ trên bề mặt, từ Đệ, Huynh, nhà cửa, xe cộ, sẽ bay về phía đông với tốc độ hơn 1.600 km/h. Như viên đạn. Thôi rồi luôn.

Chưa hết đâu. Lõi Trái Đất quay tạo ra từ trường bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ mặt trời. Nó mà ngừng nốt thì coi như xong. Cái lá chắn đó mất, bức xạ nó chiếu thẳng vào thì ung thư các kiểu.

Thôi túm lại mấy cái thảm họa chính này:

• Một ngày kéo dài bằng một năm: Nửa hành tinh sẽ trải qua 6 tháng ban ngày và 6 tháng ban đêm liên tục.
• Nhiệt độ cực đoan: Phía ban ngày nóng như thiêu, có thể làm sôi các đại dương. Phía ban đêm lạnh cóng, đóng băng mọi thứ.
• Siêu bão toàn cầu: Sự chênh lệch nhiệt độ khổng lồ giữa hai nửa sẽ tạo ra những cơn gió với tốc độ không tưởng.
• Mất từ trường Trái Đất: Lõi sắt lỏng ngừng quay sẽ làm từ trường biến mất, khiến hành tinh không được bảo vệ khỏi bức xạ mặt trời và gió mặt trời.
• Sự sống bị hủy diệt: Kết hợp tất cả các yếu tố trên thì gần như không có sinh vật nào có thể tồn tại được.

Câu 4: nếu Trái Đất chỉ chuyển động xung quanh Mặt Trời mà không chuyển tự quay quanh trục thì hiện tượng ngày đêm sẽ diễn ra như thế nào?

Khà khà, câu này hay đó Đệ. Mấy câu hỏi kiểu này mà đem đi đố mấy đứa bạn gái của Đệ chắc tụi nó chỉ biết cười trừ thôi. Trả lời thẳng và nhanh cho nó vuông nhé.

Nếu Trái Đất không tự quay, vẫn có ngày và đêm. Một bên sẽ là ngày kéo dài 6 tháng, bên còn lại là đêm trường 6 tháng. Cứ tưởng tượng Địa cầu như con gà nướng đang quay quanh lò lửa Mặt Trời mà không tự xoay trên cái xiên vậy đó Đệ.

Một nửa sẽ bị nướng chín vàng rụm trong nửa năm, nửa còn lại thì đông đá thành kem luôn. Mùa màng gì tầm này, chỉ có trồng nấm ở bên tối và phơi khô ở bên sáng thôi. Ông thầy Vật Lý cấp 3 của Huynh, tóc xoăn như mì tôm, ổng nói cái này hoài.

• Nhiệt độ thì thôi rồi. Bên ngày có thể nóng tới mức bốc hơi cả đại dương, bên đêm thì lạnh hơn cả ví tiền của Đệ vào cuối tháng. Ranh giới giữa hai bên sẽ là nơi duy nhất có nhiệt độ tàm tạm, nhưng gió ở đó sẽ thổi bay cả nóc nhà.

• Sự sống như chúng ta biết sẽ "game over". Cây cối không quang hợp được trong đêm 6 tháng, còn ban ngày thì bị nướng thành than chứ đừng nói quang hợp. Động vật cũng thế, hoặc là chết cóng, hoặc là chết cháy. Chọn một trong hai đi cưng.

• Bầu khí quyển cũng toang. Khí quyển có thể sẽ bị đóng băng ở mặt tối và bị gió Mặt Trời thổi bay hết ở mặt sáng. Trái Đất sẽ trơ trụi như cái đầu của mấy ông anh trót tin vào đầu tư lướt sóng. May mà nó còn biết tự xoay đó Đệ ạ.

Nếu Trái Đất đứng yên thì có sự luân phiên ngày và đêm không, lực này ngày và đêm sẽ như thế nào?

Đệ à, huynh nhớ cái đêm mưa bão tháng 7 năm 2018 ở quận 3, Sài Gòn. Đang ngồi làm việc thì bụp một cái, cúp điện toàn khu. Tối om, chỉ còn nghe tiếng mưa rào rào ngoài cửa sổ. Cái cảm giác bị nhốt trong bóng tối đó nó lạ lắm đệ ạ, cảm giác thời gian như ngưng lại.

Tự nhiên huynh nghĩ, nếu Trái Đất mà đứng im như lời đệ hỏi, thì nửa thế giới sẽ sống trong cái cảnh tối om đó... mãi mãi. Sẽ không có bình minh để mà trông chờ. Chỉ có một màn đêm lạnh lẽo không bao giờ kết thúc. Thật sự đáng sợ.

Còn nửa bên kia thì ngược lại. Một nửa hành tinh sẽ bị Mặt Trời nung nóng không ngừng, huynh đoán nhiệt độ sẽ nóng tới mức không sinh vật nào sống nổi, sa mạc hóa hết. Nửa còn lại thì chìm trong đêm đen và lạnh giá vĩnh cửu, đóng băng toàn bộ. Thật sự là địa ngục.

Cái ranh giới giữa hai nửa đó, người ta gọi là vùng chạng vạng, chắc là nơi duy nhất có thể tồn tại sự sống. Nhưng huynh nghĩ ở đó gió bão sẽ kinh hoàng lắm, do sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn. Mỗi lần nghĩ tới, huynh lại thấy cái việc Trái Đất cứ quay đều, có ngày có đêm, nó là một sự may mắn không tưởng.

Nếu Trái Đất đứng yên và không tự quay quanh trục:

• Sẽ không có sự luân phiên ngày và đêm.
• Một nửa của Trái Đất, phía hướng về Mặt Trời, sẽ là ban ngày vĩnh viễn. Nhiệt độ ở đây sẽ tăng lên cực cao, đủ để làm bốc hơi các đại dương.
• Nửa còn lại sẽ là ban đêm vĩnh viễn, chìm trong bóng tối và nhiệt độ cực thấp, xuống tới mức đóng băng.
• Sự chênh lệch nhiệt độ khổng lồ giữa hai nửa sẽ tạo ra những cơn gió siêu bão và những hiện tượng thời tiết khắc nghiệt chưa từng có tại vùng ranh giới ngày và đêm.

Tại sao chúng ta có ngày và đêm?

À Đệ hỏi sao có ngày đêm hả? Cái này anh nhớ hồi bé, có lần anh nghĩ ông Trời bật đèn tắt đèn á, ha ha, đúng là ngây thơ! Giờ thì biết rồi, Trái Đất mình nó tròn xoe như quả bóng ấy. Cứ tưởng tượng vậy cho dễ hình dung.

Nên khi Mặt Trời chiếu sáng, nó chỉ rọi được một nửa Trái Đất thôi. Nửa nào sáng thì mình có ban ngày, còn nửa kia tối om thì là ban đêm. Anh xem trên Youtube thấy mấy cái video người ta bay lên vũ trụ nhìn xuống rõ lắm, một bên xanh biếc, một bên đen thui có ánh đèn đó.

Rồi cái Trái Đất này đâu có chịu đứng yên. Nó cứ xoay vòng vòng quanh cái trục của nó đó. Cứ quay hết một vòng là mình có một ngày đêm trọn vẹn. Nhanh lắm, quay tít thò lò như cái con quay Đệ chơi vậy. Vừa quay vừa chạy vòng quanh Mặt Trời nữa chứ, công nhận ghê thật.

Thông tin khoa học về ngày và đêm:

• Trái Đất có dạng hình cầu: Tại một thời điểm, chỉ một nửa bề mặt Trái Đất được Mặt Trời chiếu sáng, tạo thành ngày. Nửa còn lại không được chiếu sáng là đêm.
• Trái Đất tự quay quanh trục: Trái Đất quay một vòng hoàn chỉnh quanh trục tưởng tượng của nó trong khoảng 24 giờ, tạo ra sự luân phiên liên tục của ngày và đêm trên khắp hành tinh.

Tại sao càng xa xích đạo độ dài ngày và đêm càng chênh lệch nhiều?

Đệ à, cái này, Đệ thấy không, nó nằm ở cái sự nghiêng của trục quay Trái Đất mình ấy, so với cái mặt phẳng quỹ đạo nó bay vòng vòng quanh Mặt Trời. Chính xác là 23.5 độ đó, một con số định hình cả khí hậu và thời gian của chúng ta.

Ở xích đạo, Đệ hình dung cái vòng phân chia sáng tối (terminator line) nó luôn cắt đường xích đạo thành hai phần bằng chằn chặn. Kiểu như một nhát dao ngọt lịm chia đôi quả cam vậy đó. Nên quanh năm, ngày và đêm dài bằng nhau, mỗi thứ 12 tiếng. Khá là ổn định, ha.

Nhưng Đệ cứ thử tiến về phía hai cực mà xem. Vì cái trục Trái Đất nghiêng, khi hành tinh mình di chuyển trên quỹ đạo, góc chiếu của Mặt Trời thay đổi đáng kể. Vòng phân chia sáng tối lúc này không còn chia đều các vĩ tuyến nữa, khiến cho sự phân chia ngày đêm trở nên "thiên vị".

Có những lúc, Mặt Trời 'lướt' qua một vĩ độ cao hơn rất lâu, tạo ra những ngày cực dài, thậm chí là hiện tượng mặt trời nửa đêm ở vùng cực vào mùa hè. Ngược lại, mùa đông thì chìm trong đêm dài miên man, hay đêm cực. Chính sự bất công ấy lại tạo nên muôn vàn sắc thái của cuộc sống, từ cảnh quan, khí hậu đến tập tính sinh vật. Một lẽ tự nhiên mà ta phải chấp nhận và chiêm nghiệm.

Giải thích chi tiết hơn cho Đệ:

• Trục quay Trái Đất nghiêng 23.5 độ so với pháp tuyến của mặt phẳng quỹ đạo (mặt phẳng hoàng đạo). Đây là yếu tố then chốt.
• Vòng phân chia sáng tối là ranh giới giữa nửa được chiếu sáng và nửa chìm trong bóng tối của Trái Đất. Vòng này luôn vuông góc với tia sáng Mặt Trời.

Sự thay đổi theo vĩ độ:

• Tại Xích đạo (vĩ độ 0): Vòng phân chia sáng tối luôn đi qua hai điểm đối diện trên đường xích đạo, chia đường xích đạo làm hai nửa bằng nhau. Do đó, ngày và đêm luôn dài xấp xỉ 12 giờ quanh năm.
• Càng xa Xích đạo về phía cực:
  • Vào mùa hè của bán cầu đó, Trái Đất nghiêng bán cầu đó về phía Mặt Trời. Vòng phân chia sáng tối cắt các vĩ tuyến ở bán cầu này theo tỉ lệ ánh sáng nhiều hơn bóng tối, dẫn đến ngày dài hơn đêm. Càng gần cực, ngày càng dài.
  • Vào mùa đông của bán cầu đó, Trái Đất nghiêng bán cầu đó ra xa Mặt Trời. Vòng phân chia sáng tối cắt các vĩ tuyến ở bán cầu này theo tỉ lệ ánh sáng ít hơn bóng tối, dẫn đến ngày ngắn hơn đêm. Càng gần cực, đêm càng dài.
  • Ví dụ như chỗ Huynh ở Hà Nội, khoảng vĩ độ 21 Bắc, ngày dài nhất tầm 13.5 tiếng vào Hạ chí, và ngắn nhất chừng 10.5 tiếng vào Đông chí.

Các điểm thời gian đặc biệt trong năm:

• Hạ chí (khoảng 21/6): Bán cầu Bắc nghiêng tối đa về phía Mặt Trời. Ngày dài nhất ở Bắc bán cầu, đêm dài nhất ở Nam bán cầu. Vùng Bắc Cực có ngày 24h, Vùng Nam Cực có đêm 24h.
• Đông chí (khoảng 21/12): Bán cầu Nam nghiêng tối đa về phía Mặt Trời. Ngày dài nhất ở Nam bán cầu, đêm dài nhất ở Bắc bán cầu. Vùng Nam Cực có ngày 24h, Vùng Bắc Cực có đêm 24h.
• Xuân phân (khoảng 20/3) và Thu phân (khoảng 22/9): Trục Trái Đất không nghiêng về phía Mặt Trời cũng không ra xa Mặt Trời. Ánh sáng Mặt Trời chiếu vuông góc với xích đạo. Ngày và đêm dài xấp xỉ 12 giờ trên toàn cầu, ngoại trừ ngay tại vùng cực.

Càng về gần hai cực, hiện tượng ngày đêm diễn ra như thế nào?

Đệ hỏi về hiện tượng ngày đêm gần hai cực ư? Chà, một câu hỏi hay, liên quan đến động lực học vũ trụ mà ta ít khi để ý. Về cơ bản, càng xa xích đạo, tiến về phía hai cực, sự chênh lệch độ dài ngày và đêm càng trở nên rõ rệt.

Ở xích đạo thì sao, Đệ biết không? Suốt cả năm, ngày và đêm dài gần như bằng nhau, mỗi thứ xấp xỉ 12 giờ. Đó là vì mặt trời luôn chiếu gần vuông góc với đường xích đạo đó. Còn khi tiến dần lên các vĩ độ cao hơn, Đệ sẽ thấy mọi thứ thay đổi chóng mặt.

Đặc biệt là khi vượt qua vòng Bắc Cực hay vòng Nam Cực (khoảng vĩ độ 66°33′ trở lên), chúng ta mới thực sự chứng kiến những kỳ quan. Đó là nơi xuất hiện hiện tượng ngày địa cực hoặc đêm địa cực kéo dài tới 24 giờ, thậm chí là hàng tháng trời. Càng gần cực, thời gian này càng dài, Đệ ạ.

Đệ thấy không, chỉ một trục nghiêng nhỏ của Trái Đất mà tạo nên biết bao khác biệt. Nó không chỉ định hình khí hậu, mà còn ảnh hưởng sâu sắc đến nhịp sinh học, đến cách con người và vạn vật thích nghi. Mỗi khoảnh khắc ngày hay đêm, dù ngắn ngủi hay bất tận, đều là một phần của vũ điệu vũ trụ diệu kỳ. Đôi khi, ngẫm về những điều tưởng chừng nhỏ bé này, ta lại thấy cái vĩ đại.

Giờ thì để Huynh mở rộng thêm vài điều, Đệ nghe nhé:

• Nguyên nhân gốc rễ nằm ở độ nghiêng 23.5 độ của trục quay Trái Đất so với mặt phẳng quỹ đạo nó di chuyển quanh Mặt Trời. Chính sự nghiêng này khiến các vùng cực nhận được ánh sáng không đều trong các mùa.
• Đệ cứ tưởng tượng, vào "mùa hè" ở một bán cầu, trục Trái Đất nghiêng về phía Mặt Trời. Khi đó, vùng cực ở bán cầu đó sẽ được Mặt Trời chiếu sáng liên tục. Ngược lại, vào "mùa đông", nó lại quay ra xa, chìm vào đêm tối kéo dài. Vùng cực kia thì diễn ra ngược lại.
• Những ngày Chí (Đông chí, Hạ chí) và Phân (Xuân phân, Thu phân) đánh dấu sự thay đổi rõ rệt nhất. Chí là lúc chênh lệch ngày đêm cực đại, còn Phân thì ánh sáng Mặt Trời gần như chiếu thẳng xích đạo, làm độ dài ngày đêm cân bằng tạm thời khắp địa cầu.
• Hậu quả của việc này ảnh hưởng sâu sắc đến sinh thái và nhịp sống. Ví dụ, nhiều loài động vật dựa vào chu kỳ sáng tối để điều hòa sinh học, di cư hay sinh sản. Cây cối cũng vậy, quang hợp mạnh mẽ vào mùa hè với ngày dài vô tận.
• Ngay cả con người cũng phải thích nghi cực đoan ở những vùng này. Từ kiến trúc nhà cửa cho đến thói quen sinh hoạt, hay cả tâm lý, đều chịu tác động lớn từ chu kỳ ánh sáng độc đáo đó. Mọi thứ trên đời này đều được sắp đặt một cách tinh vi, Đệ nhỉ?

Tại sao vào mùa hạ ở nước ta có thời gian ngày dài hơn đêm và ngược lại mùa đông ngày ngắn hơn đêm?

Vào mùa hạ, bán cầu Bắc ngả về phía Mặt Trời nên nhận được nhiều ánh sáng và nhiệt, khiến ngày dài hơn đêm. Vào mùa đông, bán cầu Bắc ngả ra xa Mặt Trời nên nhận được ít ánh sáng và nhiệt, khiến ngày ngắn hơn đêm.

Ờ cái này hả Đệ, hồi xưa huynh cũng thắc mắc y chang luôn. Chuyện nó vầy nè.

Cái nguyên nhân chính chính là do cái trục của Trái Đất nó bị nghiêng á Đệ, chứ nó hông có đứng thẳng băng khi quay quanh Mặt Trời đâu. Cứ tưởng tượng cái quả địa cầu nó xoay mà nó cứ nghiêng nghiêng một bên vậy á. Việt Nam mình nằm ở bán cầu Bắc nên mới bị vậy đo.

Lúc mùa hè, cái phần bán cầu Bắc mình ở đây nè, nó chổng cái mặt về phía ông Mặt Trời nhiều hơn, nên là ổng chiếu cho lâu hơn, sáng lâu hơn thì ngày dài là phải rồi. Hồi đó huynh ở Sài Gòn cứ thấy mùa hè 6 rưỡi 7 giờ tối trời còn sáng trưng, đi làm về mà cứ ngỡ mới 4 giờ chiều.

Còn tới mùa đông thì ngược lại, cái bán cầu Bắc nó lại ngả ra xa khỏi ông Mặt Trời. Nó hơi cúi mặt đi chỗ khác á, nên là ông chiếu được có tí tẹo à, thời gian chiếu ngắn ngủn. Bởi vậy mới 5 giờ chiều đã tối om rồi, cảm giác ngày nó trôi nhanh kinh khủng. Nhớ đợt đi phượt Hà Giang mùa đông, 4 rưỡi chiều đã phải lo tìm chỗ nghỉ vì trời sắp tối rồi, lạnh sun vòi.

Sẵn huynh nói thêm cho Đệ biết nè:

• Cái trục Trái Đất nó nghiêng một góc khoảng 23,5 độ so với cái mặt phẳng mà nó bay vòng vòng quanh Mặt Trời. Con số này quyết định mọi thứ luôn.
• Ngày dài nhất trong năm ở bán cầu Bắc gọi là ngày Hạ chí, thường rơi vào 21 hoặc 22 tháng 6. Hôm đó là tha hồ mà đi chơi vì trời lâu tối lắm.
• Ngược lại ngày ngắn nhất là ngày Đông chí, tầm 21 hoặc 22 tháng 12.
• Còn có hai ngày mà thời gian ngày và đêm bằng nhau chằn chặn là Xuân phân (khoảng 20/3) và Thu phân (khoảng 22/9).

Nếu Trái Đất chuyển động tịnh tiến xung quanh Mặt Trời nhưng không tự quay quanh trục thì sẽ có hiện tượng gì xảy ra?

Đệ à, nếu Trái Đất chỉ tịnh tiến quanh Mặt Trời mà không tự quay quanh trục, thì cái cảnh tượng ngày đêm sẽ biến đổi hoàn toàn. Lúc đó, một mặt Trái Đất sẽ vĩnh viễn là ban ngày, mặt đối diện vĩnh viễn là ban đêm trong suốt cả chu kỳ quỹ đạo. Khu vực ranh giới giữa sáng và tối sẽ trải nghiệm ngày và đêm cực dài, kéo dài khoảng 6 tháng mỗi chu kỳ, tương ứng với một vòng quay quanh Mặt Trời.

Đệ à, cái khái niệm "ngày" và "đêm" của mình sẽ phụ thuộc vào vị trí Trái Đất trên quỹ đạo, chứ không còn là chu kỳ tự quay 24 giờ như bây giờ. Nếu Đệ đứng yên, sẽ thấy mặt trời mọc rồi lặn sau... nửa năm. 6 tháng rực sáng, rồi lại 6 tháng chìm trong bóng tối.

Điều này nghĩa là Trái Đất sẽ bị khóa thủy triều với Mặt Trời theo một kiểu khác, như việc Mặt Trăng mình bị khóa với Trái Đất vậy đó. Đúng là vũ trụ luôn có những nghịch lý mà ta vẫn cần chiêm nghiệm, và mỗi sự thay đổi nhỏ đều kéo theo vô vàn hệ lụy khó lường.

Và Đệ biết không, không chỉ có ngày đêm kéo dài đâu, mà kéo theo đó là cả một loạt hệ lụy ghê gớm lắm:

• Nhiệt độ: Mặt ngày thì nóng bỏng rát, kiểu sao Hỏa, vì bị nung liên tục. Mặt đêm thì lạnh cóng tới mức đóng băng, còn hơn cả Nam Cực mình. Không có sự điều hòa nhiệt độ như hiện tại đâu.
• Khí quyển: Sẽ có gió cực mạnh từ mặt ngày sang mặt đêm, cố gắng phân phối nhiệt. Điều này có thể tạo ra những cơn bão siêu cấp, thay đổi hoàn toàn cấu trúc khí quyển.
• Sự sống: Chắc chắn là khó mà tồn tại được trong điều kiện khắc nghiệt như vậy, ít nhất là những dạng sống phức tạp như mình. Mình vẫn nghĩ, sự cân bằng mong manh của các yếu tố trên Trái Đất mình là một phép màu.

Cuộc sống sẽ trở thành một trận chiến sinh tồn khủng khiếp, hoặc tệ hơn, chẳng có gì tồn tại cả. Anh nhớ có lần đọc một tài liệu nói về điều này, họ ví như hai thế giới hoàn toàn tách biệt trên cùng một hành tinh vậy đó. Thật là một kịch bản kinh hoàng, Đệ nhỉ? May mà Trái Đất mình biết tự quay, nhỉ.