Bài 34. Kính thiên văn

Chia sẻ bởi Nguyễn Hùng | Ngày 18/03/2024 | 6

Chia sẻ tài liệu: Bài 34. Kính thiên văn thuộc Vật lý 11

Nội dung tài liệu:

100 CÂU HỎI HAY VỀ THIÊN VĂN
Phần 2: HỆ MẶT TRỜI
Tác giả: Nguyễn Hùng. Trung tâm thiên văn học Siêu Việt - VSH
VSH
Câu 11 Các hành tinh trong vũ trụ liệu có va chạm vào nhau không?
Nếu như trái đất cách rất gần các hành tinh khác và cũng chuyển động ngược chiều nhau thì rất có khả năng chúng sẽ va chạm vào nhau. Mặt trăng là thiên thể gần Trái đất nhất, nhưng khoảng cách trung bình giữa Mặt trăng và Trái đất là 384.400 kilomet. Mặt trời cách Trái đất còn xa hơn nữa, khoảng cách trung bình giữa Mặt trời và Trái đất là 149,6 triệu kilomet. Nếu bạn đi bộ tới Mặt trời thì phải đi mất hơn 3.400 năm. Trong khi đó Trái đất rất ngoan ngoãn quay quanh Mặt trời, bởi vậy không thể xảy ra chuyện Trái đất va vào Mặt trời.
Còn các hành tinh khác trong hệ Mặt trời thì sao? Do tác dụng sức hút của Mặt trời khiến các hành tinh khác phải chuyển động theo đúng quỹ đạo của chúng. Vì vậy giữa các hành tinh trong hệ Mặt trời cũng không thể xảy ra chuyện va chạm vào nhau. Các hành tinh khác trong vũ trụ bao la cách Trái đất càng xa hơn. Sao Biling cách Trái đất gần nhất là 4,22 năm ánh sáng mỗi giây đi được 30 vạn kilomet, thì từ sao Biling tới Trái đất, ánh sáng phải đi hết 4 năm 3 tháng. Trong khoảng không vũ trụ gần hệ Mặt trời, trung bình các vì sao cách nhau khoảng trên 10 năm ánh sáng. Hơn nữa các sao đều chuyển động theo một quy luật nhất định. Mặt trời cũng như tất cả các sao trong hệ Ngân hà đều chuyển động xung quanh trung tâm hệ Ngân hà theo một quy luật riêng chứ không phải chuyển động hỗn loạn.
Bởi vậy rất ít có khả năng các sao trong hệ Ngân hà va chạm nhau. Theo tính toán của các nhà khoa học. Trong hệ Ngân hà trung bình khoảng một tỉ tỉ năm mới xảy ra một lần va chạm giữa các sao. Đã có trường hợp sao chổi va quệt vào hành tinh khác hoặc đã có trường hợp thiên thạch từ vũ trụ rơi vào Trái đất. Ví dụ: tháng 5/1910 Trái đất đi qua đuôi sao chổi Halley. Ngày 8/3/1976 xảy ra trận mưa thiên thạch ở tỉnh Cát Lâm (Trung Quốc) do các thiên thể va chạm vào nhau. Nhưng có thể nói rằng những va chạm đó hoàn toàn không ảnh hưởng gì tới các hành tinh bị va chạm.
Câu 12 Trái đất chuyển động theo quỹ đạo như thế nào?
Năm 1543 nhà thiên văn học người Ba Lan Nicolai Copernic công bố công trình khoa học nổi tiếng "Bàn về sự chuyển động của các thiên thể". Trong tác phẩm khoa học đó, ông đã chứng minh không phải Mặt trời quay quanh Trái đất mà là Trái đất quay quanh Mặt trời. Nhưng hồi đó ông đã nhận định sai lầm là quỹ đạo của Trái đất hình tròn.
Nếu quỹ đạo Trái đất quay quanh Mặt trời hình tròn thì bất cứ ngày nào trong năm Trái đất đều cách Mặt trời một khoảng cách giống nhau, từ Trái đất nhìn lên Mặt trời sẽ thấy Mặt trời không thay đổi. Thực ra quỹ đạo của Trái đất không phải hình tròn mà là hình elip. Đầu tháng 1 hàng năm, Trái đất quay quanh quỹ đạo của nó tới vị trí gần Mặt trời nhất, khoa học thiên văn gọi vị trí đó là "điểm cận nhật". Khoảng cách từ điểm cận nhật tới Mặt trời là 147,1 triệu km. Đến đầu tháng 7, Trái đất quay quanh quỹ đạo của nó tới vị trí cách xa Mặt trời nhất gọi là "điểm viễn nhật". Từ điểm viễn nhật tới Mặt trời là 152,1 triệu km. Theo cách giải thích này thì trong tháng 1 đáng lẽ chúng ta nhìn thấy Mặt trời phải to hơn tháng 7, nhưng quỹ đạo của Trái đất là hình elip gần tròn, nên khoảng cách chênh lệch trên thực tế không đáng kể nên chúng ta không nhận thấy.
Qua quan sát trắc bằng kính thiên văn hiện đại các nhà thiên văn học cho biết quỹ đạo của Trái đất hơi khác một chút so với hình elip, đó là do sức hút của sao Hoả, sao Kim và các hành tinh khác "cạnh tranh" với sức hút của Mặt trời đối với Trái đất. Tuy vậy các hành tinh đó đều nhỏ hơn Mặt trời, sức hút yếu hơn sức hút của Mặt trời, chúng "cạnh tranh" không nổi Mặt trời, bởi vậy quỹ đạo của Trái đất về cơ bản vẫn giống hình elip.
Câu 13 Vì sao chúng ta không cảm thấy Trái đất đang chuyển động?
Trái đất như một chiếc "tàu khổng lồ" trong không gian. Nếu bên cạnh quỹ đạo của Trái đất cũng có những vật mốc như cây cối hai bên bờ sông, thì chúng ta sẽ dễ dàng nhận thấy Trái đất đang chuyển động. Nhưng tiếc thay gần sát quỹ đạo của Trái đất không có vật gì làm chuẩn, chỉ có những vì sao ở xa tít tắp, những vì sao đó có thể giúp chúng ta cảm nhận thấy một phần nào chuyển động của Trái đất. Tuy vậy do các vì sao cách Trái đất quá xa nên trong một thời gian ngắn mấy phút, mấy giây chúng ta rất khó cảm nhận thấy Trái đất đang chuyển dịch.
Nếu vậy làm sao chứng minh được Trái đất tự quay quanh mình nó? Kể từ năm 1543 sau khi Copernic công bố công trình nghiên cứu khoa học " Bàn về sự chuyển động của các thiên thể ", trong đó ông đưa ra khái niệm Trái đất tự quay quanh mình nó, nhiều thực nghiệm khoa học đã chứng minh được Trái đất tự quay. Nếu bạn có dịp vào thăm Thiên văn quán ở Bắc kinh, bạn sẽ thấy giữa phòng trưng bày rộng lớn có treo một quả lắc rất nặng đủ để chứng minh Trái đất tự quay, bởi lẽ quả lắc luôn duy trì phương hướng dao động, nếu Trái đất đứng yên thì quả lắc đó sẽ dao động theo một hướng nhất định, nhưng bởi Trái đất tự quay khiến vị trí của người quan sát thay đổi mà (ta) không biết, bởi vậy ta cảm thấy hướng dao động của quả lắc đã không thay đổi.
Câu 14 Vì sao ở Nam cực và Bắc cực nửa năm là ngày, nửa năm là đêm?
Trái đất chúng ta đang ở không ngừng quanh quanh Mặt trời và cơ thể chúng ta lúc nào cũng hơi nghiêng một chút, bởi lẽ trục tự quay của Trái đất không thẳng góc với quỹ đạo của Trái đất quay quanh Mặt trời, chúng lệch nhau khoảng 66,5 độ. Vào tiết xuân phân hàng năm. Mặt trời chiếu thẳng vào xích đạo của Trái đất. Sau đó Trái đất chuyển dịch dần. Đến mùa hè, Mặt trời chiếu thẳng vào vùng Bắc bán cầu. Tiếp đó đến tiết Thu phân mặt trời lại chiếu thẳng vào vùng xích đạo và đến mùa đông Mặt trời chiếu thẳng vào vùng Nam bán cầu.
Trong thời gian mùa hè, vùng Bắc bán cầu suốt ngày được Mặt trời chiếu sáng mặc dù Trái đất vẫn tự quay nhưng Bắc cực không nằm trong vùng bóng tối của Trái đất và suốt mấy tháng liền ở Bắc cực lúc nào cũng nhìn thấy Mặt trời treo lơ lửng trên không trung. Sau tiết thu phân, Mặt trời chiếu thẳng vào vùng Nam bán cầu. Bắc cực nằm trong vùng bóng tối của Trái đất và chìm dần trong màn đêm.
Trong suốt mùa Đông ánh Mặt trời không chiếu tới Bắc cực. Nửa năm sau, đến tiết xuân phân Mặt trời mới lại xuật hiện. Bởi vậy trong 6 tháng liền (từ mùa xuân đến mùa thu) ở Bắc cực đều là ban ngày, 6 tháng còn lại là ban đêm. Tương tự như vậy, ở Nam cực cũng 6 tháng ngày 6 tháng đêm. Chỉ khác ở chỗ chu kỳ ngày đêm ngược với ở Bắc cực. Khi ở Bắc cực là ngày thì ở Nam cực là đêm; khi Bắc cực là đêm thì Nam cực là ngày.
Câu 15 Vì sao Mặt trời buổi sớm và buổi chiều tối lại có màu đỏ?
Bình thường Mặt trời có màu vàng trắng, nhưng vào lúc buổi sớm hoặc lúc hoàng hôn, Mặt trời lại có màu đỏ da cam. Bạn có biết nguyên nhân vì sao như vậy không? Đó là do khí quyển đã "nhuộm "đỏ Mặt trời. Nhưng khí quyển không màu thì làm sao nhuộm đỏ được Mặt trời . Số là thế này, ánh Mặt trời màu sáng trắng mà chúng ta nhìn thấy thực tế không phải màu trắng mà gồm 7 màu: đỏ, da cam,vàng, xanh lục, xanh lam, chàm, tím gộp thành. Chỉ khi nào 7 màu đó cùng chiếu vào mắt chúng ta, lúc đó ánh Mặt trời mới có màu trắng. Nhưng xin các bạn đừng quên rằng, bao bọc xung quanh Trái đất là một tầng khí quyển rất dầy.
Và chúng ta đứng dưới đáy biển khí quyển nhìn lên Mặt trời đấy! Khí quyển tuy trong suốt không màu nhưng trong khí quyển có vô số các hạt phân tử thể khí, cát bụi và những hạt nước nhỏ li ti. Chính những "hạt nhỏ li ti "đó đã tán xạ một phần ánh sáng Mặt trời hoặc phản chiếu lại Mặt trời. Trong 7 loại tia màu của ánh sáng Mặt trời, mỗi loại có "cá tính" khác nhau, ví dụ các màu vàng, xanh thẫm, xanh lam, chàm, tím tương đối "yếu đuối ". Khi chúng gặp các hạt nhỏ li ti trong không khí liền bị chặn lại một phần và chiếu chệch sang hướng khác. ánh Mặt trời xuyên qua tầng khí quyển càng dầy những tia sáng màu đó càng bị ngăn chặn lại nhiều.
Thực ra không phải chỉ có sáng sớm và chập tối Mặt trời mới có màu đỏ da cam mà ở những vùng gần những nhà máy lớn nhả khói nhiều lên trời, hoặc những ngày trời nhiều mây mù, ta nhìn Mặt trời cũng có màu đỏ da cam. Bởi vì trong khói và mây mù chứa nhiều hạt bụi, hạt than và vô số hạt nước nhỏ. Trong thực tế không chỉ Mặt trời có màu đỏ mà Mặt trăng khi mới mọc và khi sắp lặn cũng có màu hồng nhạt. Nguyên nhân cũng giống hệt như đối với Mặt trời.
Câu 16 Vì sao Mặt trăng luôn hướng một mặt về phía Trái đất?
Từ Trái đất nhìn lên Mặt trăng chúng ta chỉ có thể nhìn thấy một mặt của nó, mặt kia hình như xấu hổ không muốn cho chúng ta nhìn thấy. Cùng với sự phát triển của khoa học thiên văn, con người đã hiểu khá rõ về bề mặt của Mặt trăng mà con người nhìn thấy, nhưng trước đây không lâu, con người chưa biết gì về mặt sau của nó. Ngày nay con tàu đã dùng tàu vũ trụ chở người hoặc không chở người bay đến phía sau Mặt trăng và chụp ảnh rồi truyền về Trái đất bằng sóng vô tuyến điện hoặc trực tiếp đem về Trái đất, qua đó con người đã biết rõ sau lưng Mặt trăng.
Mặt trăng vừa tự quay quanh mình nó vừa quay quanh Trái đất, thời gian nó tự quay 1 vòng đúng bằng thời gian nó chuyển đông quanh Trái đất là 27,3 ngày, Bởi vậy Mặt trăng chỉ hướng 1 mặt về Trái đất . Nếu giải thích như vậy bạn vẫn chưa hiểu rõ. Mời bạn xem hình vẽ trên. Nếu Mặt trăng ở vị trí 1, Mặt A hướng về Trái đất, sau 1/4 tháng Mặt trăng sẽ chuyển tới vị trí 2. Nếu như Mặt trăng không tự quay thì mặt A đáng lẽ sẽ ở vào hướng B , nhưng vì chu kỳ tự quay và chu kỳ quay quanh Trái đất của Mặt trăng giống nhau, nên Mặt trăng cũng vừa quay hết 1/4 vòng, vì thế mặt A vẫn chuyển tới vị trí hướng vào Trái đất.
Khi Mặt trăng từ vị trí 2 đến vị trí 3 cũng là lúc nó quay được 1/2 vòng quanh Trái đất. Nếu như Mặt trăng không tự quay thì mặt A của nó sẽ hướng về phía ngoài quỹ đạo, nhưng do nó cũng tự quay được 1/2 vòng nên mặt A vẫn hướng về Trái đất. Từ vị trí 3 sang vị trí 4 cũng như vậy. Cứ thế Mặt trăng quanh Trái đất từ vị trí 1 đến vị trí 2, từ vị trí 2 đến 3, từ 3 đến 4 và lại trở về vị trí 1 thì vừa đúng 1 vòng và Mặt trăng cũng tự quay vừa đúng 1 vòng. Bởi vậy Mặt trăng mãi mãi chỉ hướng 1 mặt về phía Trái đất. Do Mặt trăng quay trên quỹ đạo hình elip, trục tự quay của nó không vuông góc với đường quỹ đạo, vì thế có lúc chúng ta nhìn thấy 1 phần sau Mặt trăng ở các mép Đông, Tây, Nam, Bắc. Do đó trên thực tế chúng ta nhìn thấy trên 1 nửa Mặt trăng, nói chính xác hơn là 59% bề mặt Mặt trăng.
Trong tương lai. Mặt trăng sẽ dần dần rời xa Trái đất , chu kỳ của nó quay quanh Trái đất sẽ dài hơn và chu kỳ tự quay của Trái đất cũng dài hơn, nhanh hơn. Khoảng 5 tỉ năm nữa, một ngày trên Trái đất sẽ tương đương với thời gian Mặt trăng quay hết 1 vòng quanh Trái đất, tức là 1 ngày lúc đó sẽ là 1 tháng. Đến lúc đó 1 vòng tự quay của chúng sẽ bằng 43 ngày hiện nay và sẽ xảy ra hiện tượng trái ngược là: một mặt của Trái đất sẽ luôn hướng về Mặt trăng chứ Mặt trăng không hướng 1 mặt về phía Trái đất như trước kia nữa. Và khi đó những người sống ở mặt kia của Trái đất sẽ phải đi du lịch đến mặt bên này của Trái đất thì mới được ngắm trăng sáng.
Câu 17 Sau lưng Mặt trăng có những gì?
Các nhà khoa học thiên văn đã nghiên cứu rất kỹ bề mặt của Mặt trăng hướng về phía Trái đất. Nhưng mặt bên kia của nó thì sao, giống hay khác mặt bên này? Người ta đã đưa ra nhiều giả thiết dự đoán: hồi thế kỷ 19, có người đã đưa ra dự đoán táo bạo về phía sau của Mặt trăng. Cho rằng tỷ trọng của Mặt trăng không phải chỗ nào cũng như nhau, trong lực phía bên kia Mặt trăng lớn hơn phía bên này. Bởi vậy người đó cho rằng nước và không khí trên Mặt trăng đều tập trung ở phía bên kia Mặt trăng và còn đoán rằng phía bên kia Mặt trăng thực sự có biển, thậm chí tồn tại những sinh vật sống cao đẳng.
Tiếp theo lại có những người đưa ra một dự đoán thú vị là cấu tạo của Mặt trăng cũng giống như Trái đất. Mặt trước của Mặt trăng lối ra và mặt sau lõm vào giống như phần lớn các đại lục của Trái đất đều tập trung ở vùng Bắc bán cầu, ngược lại vùng Nam bán cầu đều là biển. Người đó đoán rằng khu vực ở giữa phần sau Mặt trăng là biển và khu vực ở giữa mặt bên này của Mặt trăng là cao nguyên. Nhưng mọi dự đoán đều không đúng, chỉ sau khi con người dùng máy chụp ảnh hiện đại trên vệ tinh nhân tạo chụp ảnh từ sau lưng Mặt trăng thì bộ mặt thật của mặt sau Mặt trăng mới được con người nhìn rõ 1 cách gián tiếp.
Hoá ra sau lưng Mặt trăng chẳng có biển cả nào, vùng trung tâm mặt sau của nó cũng chẳng có "Đại dương" nào mà chỉ thấy 1 dãy núi dài 2000km chạy suốt từ Nam đến Bắc. Kết quả đó cho thấy, cấu tạo địa hình sau lưng Mặt trăng có đôI nét khác với bề mặt của Mặt trăng hướng về Trái đất. ở sau lưng Mặt trăng có nhiều " núi" hơn và ít "biển" hơn phía trước. Ngoài ra cả 2 mặt đều có nhiều dãy núi chạy theo vòng tròn.
Câu 18 Vì sao trên Mặt trăng có nhiều dãy núi chạy theo vòng tròn?
Quan sát bề mặt của Mặt trăng bằng kính viễn vọng cho thấy, ngoài một số bình nguyên và núi cao ra, có rất nhiều các hình tròn to nhỏ khác nhau. Mỗi vòng tròn đó chính là một dãy núi khép kín. Trong nửa Mặt trăng mà chúng ta nhìn thấy có tới khoảng hơn 30 dãy núi hình tròn có đường kinh từ 1 km trở lên. Có 1 dãy núi tròn tên là Pelée đường kính dài tới 295 km, dãy núi tròn này có thể chứa vào đảo Hải Nam của Trung Quốc. Phía sau lưng Mặt trăng, các dãy núi tròn còn nhiều hơn nữa.
Ngày nay có 2 cách giải thích về nguyên nhân hình thành các dãy núi tròn trên Mặt trăng. Cách thứ nhất cho rằng: các dãy núi tròn là do các mảnh sao băng từ vũ trụ va đập vào Mặt trăng tạo ra. Vì trên Mặt trăng không có không khí nên các mảnh sao băng dễ dàng va đập trực tiếp vào Mặt trăng. Khi va đập gây tiếng nổ lớn và bắn đất đá ra xung quanh thành dãy núi hình tròn. Một phần đất đá bắn văng rất xa rơi xuống bề mặt của Mặt trăng theo hình sóng tròn dài tới hàng nghìn kilomet. Trong hệ Mặt trời, sao Mộc và sao Hoả có tầng khí quyển rất mỏng và loãng nên bề mặt hai sao đó cũng có nhiều dãy núi tròn. Những dãy núi tròn đó có thể là do tầng khí quyển không cản trở được các mảnh sao băng va đập vào bề mặt các sao đó gây ra.
Cách giải thích thứ 2 cho rằng, trên Mặt trăng đã xảy ra những vụ nổ núi lửa rất mạnh, các dãy núi hình tròn là những chất do núi lửa phun ra đông kết lại. Vì trọng lực trên Mặt trăng chỉ bằng 1/6 trọng lực trên Trái đất , nên núi lửa phun ra rất rộng và hình thành các dãy núi tròn. Hiện nay các nhà khoa học thiên văn cho rằng, các dãy núi tròn lớn trên Mặt trăng có lẽ chủ yếu là do núi lửa phun nham thạch hình thành; những dãy núi tròn nhỏ hơn có thể là do các mảnh sao băng va đập vào Mặt trăng tạo thành, bởi lẽ các mảnh sao băng nói chung đều không to lắm không thể va đập tạo thành những dãy núi tròn có đường kính rất lớn.
Câu 19 Vì sao Mặt trăng khi tròn khi khuyết?
Trong quá trình Mặt trăng quay quanh Trái đất, vị trí tương đối giữa Mặt trăng, Trái đất, Mặt trời luôn thay đổi. Khi Mặt trăng đi vào giữa Trái đất và Mặt trời, mặt hướng vào Trái đất của Mặt trăng không được Mặt trời chiếu sáng nên chúng ta không nhìn thấy Mặt trăng, đó là "trăng sóc - trăng mới" hiện tượngnày xảy ra vào ngày mồng 1 âm lịch hàng tháng. Sau đó 2 - 3 ngày, Mặt trăng chuyển dịch dần theo quỹ đạo của nó ra khỏi vị trí thẳng hàng với Trái đất và Mặt trời, lúc này ánh Mặt trời chiếu vào mép của nửa Mặt trăng hướng về Trái đất và chúng ta nhận thâý trăng khuyết hình lưỡi liềm trên không trung. Trăng lúc này cũng được gọi là "trăng mới".
Câu 20 Ngoài Mặt trăng ra, Trái đất còn có các vệ tinh khác không?
sau nhiều năm quan sát nghiên cứu, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra ở khoảng không cách Trái đất một khoảng cách tương tự như khoảng cách từ Mặt trăng tới Trái đất có 2 đám mây thể khí luôn cùng với Mặt trăng quay quanh Trái đất . Hai đám mây thể khí này cùng chung quỹ đạo với Mặt trăng, trong đó một khối nằm ở phía trước Mặt trăng khoảng 60o , một khối nằm ở phía sau Mặt trăng khoảng 60o , cả hai khối khí đều cách Mặt trăng khoảng 40 vạn kilomet. Nếu nối hai khối đó với Mặt trăng và Trái đất sẽ thành 2 tam giác có chung một cạnh.
Lần đầu tiên con người phát hiện ra hai khối khí này vào tháng 10 năm 1956. Đến ngày 6/3/1960 và ngày 6/4/1960 các nhà thiên văn đã chụp ảnh được 2 khối mây thể khí đó. Đến tháng 3 tháng 4 và tháng 9 năm 1961 các nhà thiên văn đã chính thức chứng minh sự tồn tại của chúng và xác định được sự tồn tại của chúng và xác định được cấu tạo của chúng gồm các hạt vật chất to nhỏ khác nhau tạo thành. Quan trắc hai khối mây thể khí là một việc rất khó khăn, người ta có thể quan trắc được chúng trong những đêm trời không trăng và chúng nằm ở vị trí ngược hướng với Mặt trời. Hai đám mây thể khí đó phản xạ ánh sáng Mặt trời không được rõ lắm, thậm chí ánh quang của hệ Ngân hà cũng sáng át chúng đi. Điều kiện quan trắc khó như vậy nên những người bình thường trên Trái đất rất khó nhìn thấy chúng.
Còn Tiếp

* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...

Người chia sẻ: Nguyễn Hùng

Dung lượng: | Lượt tài: 0

Loại file:

Nguồn : Chưa rõ

(Tài liệu chưa được thẩm định)

Tải tài liệu

Báo cáo sai sót

Đề suất chỉnh sửa , phân lại mục