Chuyển động quay quanh trục của Trái đất xuất phát từ lịch sử hình thành hành tinh này. Thái Dương Hệ của chúng ta hình thành từ khoảng 4,6 tỷ năm trước, khi một khối khí và bụi khổng lồ bắt đầu "sụp" (collapse) dưới tác động của trường hấp dẫn của chính nó. Khi đám mây "sụp", nó bắt đầu quay một cách chậm chạp (1). Một số vật chất trong đám mây khổng lồ này tập hợp lại thành các vùng xoáy (quay quanh một trục đối xứng/trục quay riêng) và dần dần hình thành hành tinh. Khi các hành tinh được hình thành, chúng vẫn giữ chuyển động quay quanh trục đối xứng riêng này. Hiện tượng này tương tự như hình ảnh của một nữ nghệ sĩ trượt băng khi cô ấy vươn tay lên cao, thu hẹp khoảng cách "vươn ra" của cơ thể và bắt đầu quanh xoay trục đối xứng chính là cơ thể của mình. Hiện tượng này được giải thích trên nguyên lý bảo toàn động lượng quay (conservation of angular momentum) trong Vật Lý (2). Cùng một nguyên lý như trên, một khi các vật chất đang chuyển động quay xung quanh một trục (có initial spin) và dần dần được kéo lại sát nhau hơn (xích lại gần trục đối xứng riêng) để hình thành hành tinh, ví dụ như trường hợp Trái Đất, thì các vật chất này (hay là hành tinh này) quay nhanh hơn quanh trục đối xứng riêng của nó.



Theo nguyên lý bảo toàn, một khi hành tinh Trái Đất đã "thiết lập" được chuyển động quay quanh trục, nó sẽ vẫn tiếp tục quay một cách "vĩnh viễn" dưới động năng quay, trừ khi động năng này được "chuyển" sang một vật thể khác (qua va chạm thiên thể, thiên thạch, ...). Nếu không có lực cản nào xảy ra (ma sát), Trái Đất sẽ tiếp tục quay mãi, quay mãi quanh trục của nó mà không cần bất cứ một lực đẩy nào từ bên ngoài.

Trong thực tế thì có một số yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất như hiện tượng triều (hấp dẫn giữa Trái Đất - Mặt Trăng), cấu trúc không đồng nhất của Trái Đất (vỏ rắn, nhân lỏng ...), phân bố áp suất không đồng đều của bầu khí quyển trên bề mặt Trái Đất ... Tuy nhiên những tác động này có cường độ tương đố nhỏ (hoặc không tập trung đủ cường độ ...), nên ảnh hưởng của chúng trên chuyển động quay quanh trục của Trái Đất hầu như không đáng kể.

Có lẽ chỉ có một vụ va chạm thiên thạch thật lớn mới có khả năng thay đổi chuyển động quay này, còn ngoài ra thì chúng ta vẫn có thể yên tâm rằng trong một thời gian rất dài, rất dài tới, Trái Đất vẫn sẽ tự quay quanh trục với chu kỳ quay là ~ 24 giờ ...

Các chú thích

(1) Đám mây bụi này còn được gọi là nebula. Do đám mây này không có cấu trúc đồng nhất (uniform) nên khi bị sụp dưới tác động của trường hấp dẫn, nó không "sụp" một cách đồng đều và bắt đầu quay một cách chậm chạp.

(2) Chuyển động tịnh tiến được gia tốc một khi bán kính quĩ đạo quay giảm.

---

Đặng Anh Chiến @ 08:42 31/05/2009
Số lượt xem: 2592