Nhà nghiên cứu Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam đã có những lý giải cho câu hỏi thú vị về mặt trời này.
Chuyển động của trái đất
Theo nhà nghiên cứu, ngày nay chúng ta biết rằng trái đất tự quay quanh trục bắc - nam dẫn tới hiện tượng ngày - đêm do từng phần của bề mặt hành tinh lần lượt nhận được ánh sáng từ mặt trời. Tuy nhiên, thời gian chiếu sáng của mặt trời mỗi ngày không phải đúng 12 giờ (nửa ngày) mà dao động theo mùa.
Trái đất tự quay quanh trục bắc - nam dẫn tới hiện tượng ngày - đêm.
VACA
Nguyên nhân của việc này là do trái đất chuyển động trên quỹ đạo quanh mặt trời theo chu kỳ gần đúng một năm, đồng thời trục của nó không vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo (90 độ) mà nghiêng khoảng 66,5 độ (tức là lệch ~23,5 độ so với trục thẳng đứng).
“Mùa hè ở bắc bán cầu là khi bắc bán cầu hướng về phía mặt trời nhiều hơn, khi đó ở nam bán cầu là mùa đông và ngược lại. Chuyển động đó dẫn tới việc vị trí biểu kiến (tức là vị trí do góc nhìn của người quan sát, mà ở đây là người đứng trên trái đất) của mặt trời thay đổi theo từng ngày trong năm. Chẳng hạn, cùng là 9 giờ sáng nhưng ở cùng một vị trí, bạn thấy mặt trời vào hai ngày khác nhau có vị trí khác nhau”, ông Sơn dẫn giải.
Điều đó cũng có nghĩa là trên thực tế không phải ngày nào trong năm bạn cũng thấy mặt trời mọc ở chính đông và lặn ở chính tây. Hầu hết thời gian trong năm, vị trí mọc và lặn của mặt trời đều lệch ít nhiều khỏi hai điểm này.
Khi nào mặt trời qua thiên đỉnh?
Trong thiên văn học, thiên đỉnh (zenith) là thuật ngữ chỉ điểm thẳng đứng trên đầu người quan sát. Điều đó có nghĩa là bạn đứng tại bất cứ nơi nào trên trái đất thì khi bạn ngửa mặt nhìn thẳng đứng lên phía trên, tức là bạn nhìn lên thiên đỉnh.
Ngoài việc mặt trời mọc ở hướng đông và lặn ở hướng tây thì còn một điều nữa mà mọi người đều biết là vào giữa trưa thì mặt trời lên cao nhất và ánh sáng của nó chiếu thẳng đứng xuống.
Tuy nhiên, ngay cả việc này cũng không hoàn toàn chính xác. Vào hầu hết các ngày trong năm, nếu bạn ra ngoài trời vào giữa trưa khi có nắng, bạn vẫn thấy bóng của mình đổ theo một hướng nào đó, dù nó rất ngắn. Điều đó có nghĩa là mặt trời không chiếu thẳng đứng từ trên xuống, hay nói cách khác là nó không ở thiên đỉnh.
Các mùa trên trái đất do sự nghiêng của trục quay và chuyển động trên quỹ đạo quanh mặt trời.
VACA
Trọng lực (tức lực hấp dẫn của trái đất) có xu hướng kéo mọi vật về phía tâm của nó. Vì thế hướng từ chân tới đỉnh đầu bạn khi đứng thẳng (về cơ bản) chính là hướng nối từ tâm trái đất tới thiên đỉnh của bạn.
Trong hình trên, bạn thấy rằng nếu như trục của trái đất không nghiêng, mặt trời sẽ chỉ luôn ở thiên đỉnh đối với người sống ở xích đạo, vì người quan sát ở những vĩ độ khác có hướng nhìn thiên đỉnh khác và mặt trời không bao giờ có thể ở đỉnh đầu của họ.
Tuy nhiên, nhờ trục trái đất nghiêng 23,5 độ, nên chính xác là mặt trời có thể tới thiên đỉnh vào những thời điểm khác nhau ở toàn bộ khu vực kéo dài từ 23,5 độ vĩ bắc tới 23,5 độ vĩ nam. Hai vĩ độ 23,5 bắc và nam này (chính xác là 23,43656 độ) được gọi là chí tuyến bắc và chí tuyến nam của trái đất.
Nhờ trục nghiêng của trái đất, toàn bộ khu vực nằm giữa chí tuyến bắc và chí tuyến nam (còn gọi là vùng nội chí tuyến) đều có ít nhất một thời điểm trong năm mà mặt trời đi qua thiên đỉnh.
- Ở đúng chí tuyến bắc, mặt trời đi qua thiên đỉnh vào đúng hạ chí (20, 21 hoặc 22.6).
- Ở đúng chí tuyến nam, mặt trời đi qua thiên đỉnh vào đúng đông chí (20, 21 hoặc 22.12).
- Ở xích đạo, mặt trời đi qua thiên đỉnh vào xuân phân (20 hoặc 21.3) và thu phân (22 hoặc 23 tháng 9).
- Tại Hà Nội, hai thời điểm mặt trời đi qua thiên đỉnh hàng năm là khoảng từ 26 đến 29.5 và từ 15 đến 18.7.
- Tại TP.HCM, hai thời điểm này là từ 15 đến 16.4 và từ 27 đến 29.8. Các địa phương có vĩ độ khác thì thời điểm đó rơi vào những ngày khác.
Khi nào mặt trời mọc ở chính đông và lặn ở chính tây?
Theo Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam, khác với khái niệm thiên đỉnh, khái niệm về hai hướng đông và tây không hề phụ thuộc vào vị trí của tâm trái đất mà phụ thuộc vào trục quay của trái đất.
Các vĩ tuyến đều nằm trên những mặt phẳng vuông góc với trục quay của trái đất. Vì vậy, chỉ có ở xích đạo, hướng nhìn thiên đỉnh của người quan sát mới nằm trên mặt phẳng vĩ tuyến (hình dưới).
“Vì lý do nêu trên, ngày mặt trời mọc ở chính đông và lặn ở chính tây không hề phụ thuộc vào việc nó có đi qua thiên đỉnh vào trưa ngày hôm đó hay không mà chỉ phụ thuộc vào việc các tia sáng của nó có cùng phương với mặt phẳng xích đạo của trái đất hay không.
Như vậy, bạn chỉ cần trả lời được câu hỏi: Khi nào thì ánh sáng mặt trời cùng phương với mặt phẳng quỹ đạo của trái đất? Đó là vào xuân phân và thu phân”, chuyên gia nói.
Vào xuân phân và thu phân, mặt trời có vị trí trên xích đạo trời (đường tròn trải rộng của xích đạo trái đất). Vào hai thời điểm này, các tia sáng của mặt trời chiếu vuông góc với trục trái đất. “Ở đây, hãy lưu ý rằng chúng ta có được điều này vì mặt trời ở rất xa và có kích thước lớn hơn trái đất nhiều lần, nên các tia sáng từ nó được coi là hoàn toàn song song khi tới trái đất”, nhà nghiên cứu lưu ý.
Bình luận (0)