Mặt Trăng đang dịch chuyển ra xa khỏi Trái Đất

Mặt Trăng có biến mất?

Con số trên tất nhiên là rất nhỏ khi chúng ta so sánh với khoảng cách 384.000km. Với vận tốc dịch chuyển đó, thì trong 10.000 năm qua (từ thời điểm cực kỳ sơ khai của văn minh nhân loại), Mặt Trăng đã đi ra xa khỏi hành tinh của chúng ta khoảng 380 mét, tức là khoảng 1 phần triệu khoảng cách trung bình của nó hiện nay. Vì thế, tất nhiên quan sát bằng mắt thường chúng ta không thể thấy bất cứ sự khác biệt nào.

Liệu có thể tới một ngày con cháu chúng ta sẽ không còn thấy Mặt Trăng nữa hay không? Hãy cứ yên tâm, với dịch chuyển chậm chạp đó thì 5 tỷ năm nữa Mặt Trăng mới đi xa thêm được chưa tới 200.000km và nó vẫn tiếp tục chuyển động trên quỹ đạo quanh Trái Đất, dù chu kỳ khi đó đã khác đi. 5 tỷ năm nữa cũng là khoảng thời gian Mặt Trời đi tới giai đoạn cuối đời, lớp vỏ của nó sẽ phồng to và đi vào giai đoạn sao khổng lồ đỏ. Trong giai đoạn này, Mặt Trời sẽ phồng to tới mức nghiền nát Sao Thủy, Sao Kim và cả Trái Đất của chúng ta. Mặt Trăng cũng sẽ chịu chung số phận đó. Không cần lo lắng về cảnh tượng đáng sợ đó vì khi đó toàn bộ sự sống trên Trái Đất đã biến mất từ trước đó rất lâu rồi.

Mặt Trăng ngoài chuyển động quỹ đạo quanh Trái Đất thì còn có sự tự quay, giống như Trái Đất. Tuy vậy, nó bị khóa triều (hay còn gọi khóa thủy triều) với Trái Đất. Sự khóa này khiến cho chu kỳ tự quay của Mặt Trăng trùng với chu kỳ quỹ đạo của nó, và vì vậy nó luôn hướng cùng một phía về Trái Đất và chúng ta luôn nhìn thấy cùng một mặt của nó. Hiện tượng này xuất phát từ việc hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng làm cả hai đều bị biến dạng, phồng lên ở phần hướng về phía nhau. Sự phồng lên này khó nhận ra trực tiếp đối với phần đất liền nhưng được quan sát rất rõ nét ở biển, đó chính là hiện tượng thủy triều.

Khóa triều

Vì Trái Đất có chu kỳ tự quay ngắn hơn nhiều so với chu kỳ của Mặt Trăng (chu kỳ tự quay của Trái Đất là 1 ngày trong khi chu kỳ quỹ đạo của Mặt Trăng là gần 1 tháng) nên chỗ phồng trên Trái Đất gây ra bởi Mặt Trăng liên tục di chuyển. Vì lực hấp dẫn giữa đỉnh của vùng biến dạng trên hai thiên thể vẫn lớn hơn giữa các điểm khác trên bề mặt hai thiên thể nên nó có xu hướng kéo cho phần biến dạng tiếp tục ướng về nhau. Kết quả của việc này là sự đồng bộ chu kỳ tự quay của Mặt Trăng với chu kỳ quỹ đạo của nó quanh Trái Đất.

Khóa triều gây ra do lực hấp dẫn như vậy không chỉ có tác dụng đồng bộ chu kỳ từ quay và chu kỳ quỹ đạo của Mặt Trăng. Vì đỉnh của chỗ phồng trên Trái Đất thực tế không bao giờ nằm chính xác trên đường nối tâm Trái Đất - Mặt Trăng mà nó luôn đi trước một chút do Trái Đất tự quay nhanh hơn nhiều so với chuyển động quỹ đạo của Mặt Trăng, vì vậy nó có xu hướng bị níu lại do lực hấp dẫn của Mặt Trăng. Điều đó khiến Trái Đất quay chậm lại đôi chút. Tất nhiên, sư thay đổi đó cũng rất chậm, mỗi thế kỷ ngày chỉ dài thêm khoảng 2 phần nghìn giây. Sự quay chậm lại của Trái Đất đồng nghĩa với năng lượng quay của nó bị giảm. Năng lượng này mất đi di hấp dẫn của Mặt Trăng, được chuyển hóa trực tiếp thành năng lượng quỹ đạo của Mặt Trăng và làm cho Mặt Trăng chuyển động nhanh hơn một chút.

Khi một vật thể được gia tốc khi đang chuyển động trên quỹ đạo quanh một vật thể khác, nó sẽ dịch chuyển ra xa hơn. Điều này được ứng dụng trong chính công nghệ vệ tinh ngày nay, thông qua một cơ chế gọi là quỹ đạo chuyển tiếp Hohmanm. Khác với một vệ tinh nhân tạo được xác lập quỹ đạo cố định, quá trình chuyển quỹ đạo của Mặt Trăng diễn ra liên tục ngay lúc này, nhưng như vừa nói, nó không đủ để chúng ta thấy trong khoảng không gian sống khá ngắn ngủi của mình.

Đặng Vũ Tuấn Sơn (Chủ tịch Hội Thiên văn học trẻ Việt Nam)