Mục lục
1. Các vệ tinh xoay quanh quỹ đạo như thế nào? Tại sao?
Điều gì khiến cho hành tinh cứ xoay vần theo quỹ đạo nhất định, không chệch ra ngoài? Muốn hiểu được điều này, ta phải quay trở lại tìm hiểu một vài nguyên lý do Isaac Newton khám phá ra từ thế kỷ XVII.
Nguyên lý đầu tiên của Newton là nguyên lý quán tính. Nguyên lý này phát biểu như sau: “Một vật thể sẽ giữ nguyên trạng thái hoặc chuyển động theo đường thẳng nếu nó không bị tác động bởi một lực từ bên ngoài”. Ta xem luật đó chi phối vào một tên lửa được bắn vào không khí như thế nào. Theo nguyên lý Newton” thì tên lửa sẽ tiếp tục bay theo đường thẳng (đường mà tên lửa đó được phóng lên) trừ khi nó bị tác động bởi một lực từ bên ngoài. Vậy, lực từ bên ngoài tác động vào tên lửa đang bay là lực nào? Đó là trọng lực, tức là sức hút (sức kéo xuống) của Trái Đất. Trái Đất “kéo” mọi vật vào trung tâm của nó. Bởi vậy, thay vì bay vọt ra không gian theo đường thẳng thì tên lửa lại bị kéo xuống hướng vào trung tâm Trái Đất. Trọng lực tác động vào tên lửa ở mức 4,3m/s. Tuy nhiên như ta biết, Trái Đất là một khối hình cầu, nghĩa là mặt đất cong. Do đó, khi tên lửa bị kéo xuống, “rớt” xuống thì thay vì rớt thẳng, đường đi của nó cũng sẽ bị uốn cong theo hình mặt đất. Nhưng, nếu tên lửa được phóng đi với tốc thì độ công khi rớt xuống sẽ bằng với độ cong của mặt Trái Đất. Và như vậy, mặc dù nó vẫn bị hút xuống nhưng đồng thời vẫn di chuyển theo quỹ đạo của nó quanh Trái Đất. Tuy nhiên, nếu có một cái gì đó tác động vào tên lửa đang chuyển động khi tên lửa chưa lên cao đủ để thoát ra khỏi hẳn bầu khí quyển thì chắc chắn sự chuyển động của tên lửa sẽ bị ảnh hưởng. Đến đây, ta phải nói đến lực ma sát do không khí tạo ra. Lực ma sát làm giảm tốc độ của tên lửa và do đó phá vỡ sự cân bằng giữa sức đẩy ra của tên lửa và sức hút của Trái Đất.
Kết quả là rốt cục thì tên lửa cũng sẽ lại rớt xuống Trái Đất. Nhưng nếu tên lửa đủ mạnh để thoát khỏi bầu khí quyền và sức hút của Trái Đất thì nó lại bị ảnh hưởng bởi sức hút của Mặt Trời. Và thế là nó lại quay theo quỹ đạo Mặt Trời. Tuy nhiên, vì trong không gian không có không khí, do đó không có lực ma sát, nên hỏa tiễn cứ tiếp tục quay theo quỹ đạo Mặt Trời.
Ảnh minh họa
2. Phải chăng khí hậu sa mạc luôn luôn nóng?
Có lẽ ta thường cho rằng lúc nào ở sa mạc cũng nóng, cho nên, đối với ta, sa mạc tượng trưng cho một nơi rất nóng. Thật vậy, hầu hết các sa mạc nổi tiếng trên thế giới lại là nơi nhiệt kế muốn nổ tung ra vì Mặt Trời như đổ lửa xuống một cách tàn nhẫn.
Tuy vậy, nói rằng ở sa mạc lúc nào cũng nóng hừng hực thì không đúng. Nhưng ta nên thỏa thuận với nhau về định nghĩa thế nào là sa mạc và tại sao nó như vậy. Sa mạc là nơi mà chỉ có những sinh vật hết sức đặc biệt mới sống nổi vì không khí ở đó rất khô hạn.
Sa mạc là nơi nóng và gần như không có nước vì quá ít mưa. Định nghĩa này có vẻ đúng. Thế nhưng, giả sử như ở một nơi có nước nhưng lại chỉ là nước đá và cỏ cây không mọc được thì định nghĩa sa mạc là nơi rất nóng có còn đúng không. Như vậy thì có sa mạc “lạnh”. Như ta đã biết, một phần lớn vùng Bắc Cực đích thị là một sa mạc. Ở đó, mức nước mưa hằng năm không quá 30cm và hầu hết nước ở đó đều đóng băng. Vậy nên nó đúng là một “hoang mạc”. Ở đại hoang mạc Gobi chẳng hạn, vào mùa động, trời lạnh như cắt.
Hầu hết những vùng hoang mạc - hay sa mạc - khô và nóng đều nằm ở vành đai Trái Đất, ngay phía Nam xích đạo. Tình trạng nóng thì dễ hiểu vì nó nằm ngay trên đường xích đạo. Tình trạng khô là do áp suất khí quyển ở đây cao khiến cho mưa không rơi xuống được, vì khi mưa chưa rơi xuống đất thì gặp không khí nóng nên lại bốc hơi. Những hoang mạc ở xa xích đạo hơn thì lại là kết quả của hiện tượng “mưa bóng”, có nghĩa là núi cao đã ngăn hơi nước ở ngoài biển thổi vào, cho nên sườn núi phía bên biển thì mưa như thác đổ trong khi ở sườn núi và miền đất phía trong thì lại khô hạn.
Tất nhiên chẳng có dòng sông lớn nào bắt nguồn từ Là sa mạc. Nhưng cũng vẫn có những con sông lớn bắt nguồn từ những miền ẩm ướt và chảy qua vùng sa mạc, chẳng hạn như sông Nile chảy qua sa mạc Sahara, sông Colorado chảy qua hoang mạc Colorado.
Ảnh minh họa
3. Phải chăng lúc nào Mặt Trời cũng tỏa sáng như nhau?
Chắc bạn biết kiểu nói “chắc chắn ngày mai Mặt Trời lại mọc”. Đối với ta, Mặt Trời là một cái gì đó tĩnh tại và ổn định. Bất kể ta có nhìn thấy Mặt Trời hay không, ta vẫn tin rằng Mặt Trời vẫn vậy, không thay đổi, nghĩa là Mặt Trời ngày mai cũng vẫn tỏa sáng như hôm nay và hôm qua.
Trong sinh hoạt hằng ngày, vì những mục đích thực tiễn thì tin tưởng như vậy là đúng. Mặt Trời là ngôi sao tự nó tỏa sáng. Nhưng, nó lấy năng lượng ở đâu? Ngày nay, người ta cho rằng những nguyên tử hydro bên trong Mặt Trời bị nung nóng và trở thành nguyên tử helium. Khi phản ứng này xảy ra, nó sẽ phóng ra năng lượng tràn ra bề mặt Mặt Trời. Và Mặt Trời có thể cứ tiếp tục bức xạ như vậy cả tỷ năm nữa. Khái quát, nói như trên là đúng. Nhưng đi vào chi tiết, ta sẽ thấy Mặt Trời không hoàn toàn tĩnh tại và ổn định như ta tưởng. Thật ra có nhiều phần của Mặt Trời vận hành ở những mức độ khác nhau. Chẳng hạn ở xích đạo, Mặt Trời quay một vòng mất 25 ngày, nhưng ở cực thì một vòng phải mất 35 ngày.
Lớp ngoài của Mặt Trời, còn gọi là “tán Mặt Trời” (corona) được cấu tạo bởi chất hơi rất nhẹ. Lớp ngoài cùng của tán Mặt Trời có màu trắng, có những dòng suối phun ra ngoài mặt rìa Mặt Trời, những cái “lưỡi” dài cả triệu ki-lô-mét. Sự kiện này gây ra hậu quả tuy nhỏ nhưng có ảnh hưởng rõ rệt đến độ sáng của Mặt Trời. Một lớp khác nữa của Mặt Trời - gọi là “quyển sắc” (chromosphere) có độ dài khoảng 15.000km bao gồm chủ yếu là khí hydro và helium. Từ lớp này phóng ra ngoài những tia khổng lồ cao đến hàng triệu ki-lô-mét gọi là “prominence” (tia lửa). Chính hiện tượng này là một phần nguyên nhân của sự không ổn định của Mặt Trời.
Ảnh minh họa