Theo Live Science, quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất tưởng chừng như đều đặn đến mức một số nền văn minh dựa vào chuyển động của nó để tính ngày tháng. Tuy nhiên, khoa học hiện đại cho thấy nó đang dần rời bỏ địa cầu, khiến các đại dương khắp thế giới phình to ra.
Các nhà khoa học đã xác định tốc độ Mặt Trăng trôi khỏi Trái Đất nhờ các tấm phản chiếu mà NASA đặt trên thiên thể này từ nhiệm vụ Apollo.
Trái Đất nhìn từ Mặt Trăng - Ảnh: Jeremy Horner
Trong hơn 50 năm, các chùm tia laser từ Trái Đất chiếu vào chúng và các xung phản xạ được ghi nhận giúp NASA ước tính thiên thể đang trôi xa khỏi Trái Đất khoảng 3,8 cm mỗi năm.
Tốc độ này chỉ bằng tốc độ mọc móng tay của con người nhưng khoảng cách tích lũy qua tuổi đời cực dài của các vật thể thiên văn lại tạo nên vấn đề thực sự.
Các đại dương của Trái Đất đang phình về phía Mặt Trăng do bị lực hấp dẫn của nó tác động đến thủy triều. Ngược lại, "chị Hằng" của chúng ta đang dần có dung nhan mang hình bầu dục vì cũng bị tương tác hấp dẫn từ Trái Đất kéo giãn.
Nhà vật lý thiên văn Madelyn Broome từ Trường Đại học California ở Santa Cruz [Mỹ] cho biết khoảng 4,5 tỉ năm trước, khi Mặt Trăng mới hình thành, tốc độ quay của Trái Đất nhanh hơn đáng kể, độ dài một ngày chỉ khoảng 5 giờ.
Mặt Trăng khi đó cũng gần địa cầu hơn nhiều và hai thiên thể không ngừng tác động lên nhau. Lực hấp dẫn từ chỗ phình thủy triều của Trái Đất ảnh hưởng lên Mặt Trăng; ngược lại các đại dương dịch chuyển do lực từ Mặt Trăng cũng tạo ma sát trên bề mặt Trái Đất làm nó quay chậm lại.
Vì Trái Đất và Mặt Trăng cùng là một phần của một hệ tương tác hấp dẫn, nên mô-men động lượng của cả hệ phải được bảo toàn. Mô-men động lượng [còn gọi là động lượng quay] đại diện cho năng lượng chứa trong một thứ gì đó đang quay. Quay càng nhanh và hai vật thể quay càng xa nhau thì càng có nhiều năng lượng và ngược lại.
Do đó, khi Trái Đất quay chậm lại - và trong quá khứ chính Mặt Trăng cũng đã quay chậm lại - thì hai thiên thể phải đã tự cân bằng mô-men động lượng cho cả hệ bằng cách di chuyển ra xa nhau. Mặt Trăng đã tự nhận lấy phần di chuyển.
Mặt Trăng ngày nay đã không quay chậm lại nữa, vì nó đã chính thức tự ngừng quay từ lâu và bị "khóa thủy triều" với Trái Đất, tức chỉ hướng một mặt duy nhất về phía hành tinh của chúng ta.
Các mô hình cho thấy cuối cùng Trái Đất đã chọn "níu kéo" Mặt Trăng bằng cách cũng tự khóa thủy triều, hướng về Mặt Trăng với một mặt duy nhất để Mặt Trăng không phải lùi xa nữa.
Điều này sẽ xảy ra trong 50 tỉ năm tới, theo tiến sĩ Jean Creighton, Giám đốc Cung thiên văn Manfred Olson từ Trường Đại học Wisconsin-Milwaukee và giáo sư Eric Klumpe từ Đại học Bang Middle Tennessee [Mỹ].
Nhưng rất tiếc, ngôi sao mẹ của cả hai - Mặt Trời - sẽ cạn năng lượng và tiến hóa thành sao khổng lồ đỏ trước khi sụp đổ thành sao lùn trắng trong khoảng 5 tỉ năm nữa.
Trong quá trình phình lên thành sao khổng lồ đỏ, Mặt Trời được dự báo sẽ nuốt chửng một số hành tinh ở gần - tất nhiên bao gồm vệ tinh của chúng.
Trái Đất nằm trong danh sách bị "nuốt", theo các tính toán. Điều đó có nghĩa là cả Mặt Trăng và Trái Đất sẽ cùng biến mất sớm hơn nhiều trước khi chúng quyết định cùng ngừng quay.
Mặt Trăng chính là vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất. Trên thực tế, Mặt Trăng bay xung quanh Trái Đất với tốc độ ổn định, khoảng 1 km/s.
Tuy nhiên, nếu Mặt Trăng tiến lại gần Trái Đất, lực hấp dẫn từ hành tinh của chúng ta sẽ tăng lên. Điều này cũng sẽ làm cho Mặt Trăng tăng tốc rất nhiều.
Nếu tiếp tục tới gần hơn về phía Trái Đất, Mặt Trăng sẽ quanh quanh quỹ đạo ngày càng nhanh hơn.
Mặt Trăng hiện hoàn thành một vòng xung quanh Trái Đất cứ sau khoảng 27 ngày. Điều này cũng sẽ không còn đúng nữa nếu như Mặt Trăng gần hành tinh xanh hơn. Ngoài ra, với việc tăng khả năng hiển thị và tốc độ của Mặt Trăng, nguyệt thực sẽ trở thành một cảnh tượng thường xuyên.
Mặt Trăng có mối quan hệ gắn bó với Trái Đất. Ảnh: Shutterstock
Tuy nhiên, khung cảnh đó trên bầu trời sẽ không thể bù đắp cho "địa ngục" ở dưới Trái Đất. Bởi nếu Mặt Trăng di chuyển đến gần hơn, lực hấp dẫn sẽ xé toạc vỏ Trái Đất. Lực hấp dẫn gia tăng này sẽ tạo ra động đất và thúc đẩy núi lửa phun trào trên toàn cầu.
Chưa hết, các đại dương lên xuống và chảy nhờ quỹ đạo của Mặt Trăng và lực hấp dẫn của Trái Đất, Mặt Trời. Chính vì vậy, khi Mặt Trăng tiến gần Trái Đất hơn, thủy triều đại dương sẽ trở nên lớn hơn nhiều. Cụ thể, chúng có thể cao gấp 8 lần so với mức trung bình.
Các thành phố ở ven biển vì thế cũng sẽ ngập lụt. Thậm chí, một số hòn đảo sẽ bị bao phủ dưới nước trong hầu hết thời gian ở trong ngày. Đặc biệt, gần 700 triệu người sống ở những vùng đất trũng ven biển sẽ gặp nguy hiểm thường xuyên, nếu họ không được sơ tán kịp thời.
Điều gì sẽ xảy ra nếu Mặt Trăng bắt đầu di chuyển nhanh hơn?
Theo định luật thứ ba của Kepler, Mặt Trăng sẽ chỉ quanh nhanh hơn nếu nó đến gần Trái Đất hơn. Nếu Mặt Trăng chỉ còn cách Trái Đất khoảng 18.470 km, nó sẽ đạt tới giới hạn. Đó sẽ là điểm mà Mặt Trăng gần Trái Đất tới mức lực thủy triều sẽ đủ mạnh đến nỗi có thể xé toạc thiên thể này.
Nếu Mặt Trăng tới gần Trái Đất hơn thì có thể gây ra nhiều thảm họa. Ảnh: CBS News
Theo các nhà khoa học, may mắn là điều này không thể xảy ra. Nguyên nhân là khi tốc độ tăng lên, Mặt Trăng sẽ bị hất văng vào vũ trụ. Bởi một khi vệ tinh của Trái Đất đạt tới tốc độ 1,4 km/s, nó sẽ có đủ động lượng để thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất.
Khi không có Mặt Trăng, vòng quay của Trái Đất sẽ chậm lại. Do đó, ngày sẽ trở nên dài hơn. Sau đó, các trận động đất và lũ lụt cũng liên tiếp xảy ra. Thủy triều cũng sẽ trở nên nhỏ hơn và yếu hơn nếu không có Mặt Trăng.
Ngoài ra, bất kỳ hệ sinh thái ven biển nào chưa bị phá hủy bởi lũ lụt lớn giờ sẽ hoàn toàn không hoạt động.
Như vậy, nếu không có thủy triều dâng, các loài động vật phụ thuộc vào nguồn thức ăn thường trôi nổi ở trong đại dương sẽ không nhận được chất dinh dưỡng cần thiết để sống.
Đặc biệt, nếu không có ánh sáng của Mặt Trăng, những động vật săn mồi vào ban đêm sẽ khó hoàn thành cuộc đi săn. Điều này cũng có thể tạo ra một sự kiện tuyệt chủng hàng loạt của cả những sinh vật trên đất liền và dưới biển.
Trái Đất hiện có độ nghiêng khoảng 23,5 độ C, góc quỹ đạo này làm cho các mùa có thể xảy ra. Chính nhờ lực hấp dẫn của Mặt Trăng đã giúp độ nghiêng này ổn định và không nghiêng hơn nữa.
Ngược lại, nếu độ nghiêng tăng lên, nó có thể gây ra những điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Thậm chí, một lần nữa, Trái Đất lại có thể rơi vào kỷ băng hà. Do đó, Mặt Trăng quay nhanh hơn có thể khiến tất cả sự sống ở trên hành tinh xanh bị tuyệt chủng nhanh chóng.
Mặt Trăng cách Trái Đất bao xa?
Mặt Trăng hiện quay quanh quỹ đạo Trái Đất với chu kỳ là 27,3 ngày một vòng. Ảnh: NSTA
Mặt Trăng có mối quan hệ gần gũi với Trái Đất và được cho là đã ra đời cách đây khoảng 4,5 tỷ năm. Hiện nay, Mặt Trăng quay quanh quỹ đạo Trái Đất với chu kỳ là 27,3 ngày một vòng, đồng thời dịch ra xa khỏi hành tinh xanh với tốc độ là 3,8 cm mỗi năm.
Khoảng cách của Mặt Trăng với Trái Đất có ảnh hưởng tới cường độ thuỷ triều và sự xuất hiện của hiện tượng nhật thực.
Trên thực tế, theo NASA, khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trăng là 384.400 km. Mặt Trăng quay quanh Trái Đất theo một quỹ đạo hình oval. Do đó, có những nơi trong hành trình của Mặt Trăng ở gần hoặc xa so với Trái Đất.
Khoảng cách trung bình từ Mặt Trăng tới Trái Đất là 384.400 km. Ảnh: nineplanets
Cụ thể, khi Mặt Trăng di chuyển tới vị trí gần với Trái Đất nhất [hay còn gọi là điểm cận địa], khoảng cách sẽ là khoảng 363.300 km. Kích thước Mặt Trăng khi nhìn từ Trái Đất cũng sẽ lớn hơn.
Khi điểm cận địa này trùng với chu kỳ trăng tròn, thì Mặt Trăng sẽ sáng và có kích thước lớn hơn nhiều khi nhìn từ Trái Đất. Hiện tượng này được gọi là siêu trăng.
Theo các chuyên gia, vào lúc xảy ra hiện tượng siêu trăng, Mặt Trăng sẽ sáng hơn 30% và lớn hơn 17% so với Mặt Trăng ở vị trí có khoảng cách xa nhất với Trái Đất trên quỹ đạo.
Lực hấp dẫn của Mặt Trăng tác động tới các đại dương trên Trái Đất để tạo ra thuỷ triều. Do đó, việc Mặt Trăng ở gần hành tinh xanh hơn cũng có thể gây ra thuỷ triều cao hơn bình thường.
Ngược lại, khi Mặt Trăng ở khoảng cách xa nhất so với Trái Đất [gọi là điểm viễn địa], khoảng cách sẽ là 405.500 km.
Năm 1959, Liên Xô đã thực hiện sứ mệnh đầu tiên lên Mặt Trăng, bằng chuyến bay của vệ tinh nhân tạo Luna 1. Sau đó, Liên Xô tiếp tục thực hiện phóng Luna 2 rơi xuống bề mặt của Mặt Trăng và Luna 3 lần đầu cung cấp ảnh chụp mặt sau của hành tinh này.
Đặc biệt, từ năm 1961 – 1972, NASA thực hiện chương trình khám phá vũ trụ Apollo, đưa 12 người đặt chân lên Mặt Trăng qua nhiều chuyến tàu vũ trụ. Chương trình Apollo được coi là một trong những nỗ lực quy mô lớn nhất trong lịch sử nước Mỹ, với sự tham gia của hàng chục nghìn nhân viên của NASA.