Người ta đã tin rằng Trái đất là bề mặt phẳng từ cách đây rất lâu, trước khi khoa học và thiên văn đưa ra những bằng chứng ngược lại. Các nhà thiên văn như Pythagoras đã tin rằng Trái đất không phải mặt phẳng nhờ vào việc quan sát các ngôi sao, thậm chí Eratosthenes đã tính toán gần chính xác chu vi của Trái đất trong thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên. Cho đến khi Columbus đi qua Đại Tây Dương và khám phá ra châu Mỹ, người ta mới hoàn toàn tin rằng Trái đất có hình cầu. Năm 1967, vệ tinh TIROS-1 đã gửi về những hình ảnh đầu tiên của Trái đất chụp từ ngoài không gian và càng khẳng định rằng Trái đất có hình cầu.
Nhưng tại sao Trái đất cùng tất cả các hành tinh và ngôi sao trong vũ trụ đều có hình tròn, mà không phải là hình vuông hay một hình thù bất kỳ nào khác? Câu trả lời rất đơn giản, bởi vì chúng là những hành tinh. Có thể nhiều bạn sẽ ngạc nhiên, nhưng hãy từ từ để tôi có thể giải thích. Các nhà khoa học trong nỗ lực để phân biệt các hành tinh có kích thước lớn và các tiểu hành tinh [hay thiên thạch có kích thước nhỏ hơn], họ đã tìm thấy yếu tố quyết định sự khác biệt đó chính là các hành tinh kích thước lớn thì có thể giữ được hình cầu trong khi đó các tiểu hành tinh khối lượng nhỏ hơn thì không thể.
Liên quan đến khối lượng đó chính là lực hấp dẫn, có thể nói là nguyên nhân chính khiến các ngôi sao và hành tinh lớn có hình cầu. Khối lượng rất lớn của các hành tinh này tạo ra một lực hấp dẫn, về mặt lý thuyết tập trung vào phần lõi của nó. Các hành tinh khi mới hình thành có thể không có hình dạng nhất định, tuy nhiên chính lực hấp dẫn đã kéo vật chất từ mọi hướng về trung tâm của nó. Vì thế mà sau hàng triệu, hàng tỷ năm các hành tinh này có hình dạng cố định là hình cầu.
Có nhiều bạn sẽ nghĩ các lớp đất đá trên các hành tinh khác cũng như trên Trái đất là rất cứng, vậy làm sao nó có thể biến dạng để thành một hình cầu giống như việc chúng ta nhào bột và nặn bánh. Vâng, sự thật thì các lớp vật chất trên các hành tinh có độ cứng rất lớn, tuy nhiên so với lực hấp dẫn của một hành tinh thì nó không là gì cả. Đặc biệt là ở trung tâm của các hành tinh nhiệt độ thường rất cao, đủ để nung nóng mọi vật chất và sau đó lực hấp dẫn sẽ làm nốt công việc nhào nặn một cách dễ dàng, tạo ra những hành tinh có hình cầu.
Tuy nhiên bạn có thể dễ dàng thấy bề mặt của Trái đất và các hành tinh không hoàn toàn bằng phẳng như một chiếc bánh trôi mịn, có những chỗ nhô cao như đồi núi và có nhiều chỗ lõm sâu như các vùng đáy đại dương. Nguyên nhân của điều này chính là do trong quá trình lực hấp dẫn tác động lên các tầng vật chất, nó kéo các lớp đất đá vào trung tâm và tạo ra những kiến tạo địa chất khiến cho bề mặt không được bằng phẳng. Bên cạnh đó với các lớp vật chất nằm ngoài cùng, trên bề mặt thì lực hấp dẫn đã bị giảm đi rất nhiều so với các lớp ở dưới. Ngoài ra nhiệt độ trên bề mặt cũng giảm đáng kể, do đó các lớp đất đá giữ nguyên được trạng thái rắn và khó bị làm biến dạng do lực hấp dẫn hơn.
Trên thực tế thì nhiều phần của dãy Himalaya đang cao hơn do các lực tác động từ bên dưới, nhưng các phần khác của dãy núi lại bị sụp đổ do tác động của lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn của Trái đất cũng ngăn cho các dãy núi tự nhiên không thể quá cao nhờ tác dụng lực theo chiều ngược lại.
Ngoài ra có một sự thật mà không phải ai cũng biết, đó chính là Trái đất không phải một hình cầu hoàn hảo. Nếu tính khoảng cách từ trung tâm đến mực nước biển, thì khoảng cách từ tâm Trái đất đến đường xích đạo là lớn hơn 20km so với khoảng cách tới 2 cực. Nguyên nhân của nó chính là do Trái đất quay xung quanh nó với trục là đường nối hai cực, do vậy mà nó gây ra một lực ly tâm chống lại lực hấp dẫn. Lực ly tâm này lớn nhất tại xích đạo. Đối với các hành tinh được tạo thành từ các vật liệu nhẹ hơn và quay nhanh hơn như sao Thổ và sao Mộc, chúng ta có thể quan sát khá rõ hiện tượng phồng lên ở xích đạo.
Khác với các hành tinh và ngôi sao lớn, các tiểu hành tinh và thiên thạch không có hình cầu, mà chúng có những hình dạng rất khác nhau và không cố định. Nguyên nhân một phần là do khối lượng của chúng rất nhỏ, do đó mà lực hấp dẫn cũng rất yếu và tác động của nó là không đủ để làm biến dạng các lớp vật chất. Bên cạnh đó, các hành tinh tạo nên hình dạng của mình trong quá trình đầu hình thành, khi mà nó còn rất nóng và các vật chất dường như bị nung chảy hết. Trong khi đó các tiểu hành tinh là những mảnh vỡ của các vụ va chạm, các lớp vật chất của nó đã ổn định và có hình dạng.
Tham khảo: livescience, geek, scienceline
>>Có thể bạn chưa biết: Không bao giờ nhìn thấy đầy đủ Mặt Trăng từ Trái Đất
Trái Đất có hình dạng hơi bẹp và phình ra ở xích đạo. Ảnh: NASA/DSCOVR EPIC
Nếu có một chiếc thước dây khổng lồ đo từ tâm Trái Đất, điểm cao nhất hành tinh sẽ không phải đỉnh núi Everest mà là núi lửa Chimborazo ở Ecuador, quốc gia nằm ở xích đạo. Chimborazo giành chiến thắng trong trường hợp này vì Trái Đất hơi bẹp ở các cực, giống như cách một người ấn hai bàn tay vào phía trên và phía dưới của quả bóng. Điều này khiến xích đạo phình ra. Do đó, thay vì có dạng hình cầu hoàn hảo, Trái Đất lại là hình cầu dẹt.
"Thực tế, hầu hết hành tinh và mặt trăng không phải hình cầu thật sự. Chúng thường bị méo theo một kiểu nào đó", James Tuttle Keane, nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực thuộc NASA, nói. Ông cho biết, nguyên nhân ở đây là lực ly tâm, hay lực hướng ra ngoài xuất hiện ở một vật thể đang quay.
Hành tinh đang quay sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm. Nếu một người tự xoay khi ngồi trên ghế hoặc khi đứng bằng chân, người đó cũng sẽ cảm thấy bị kéo ra khỏi điểm trung tâm và tay hoặc chân vung ra ngoài. "Khi ngồi trên đu quay, sẽ có thêm một chút lực tác động lên bạn trên chiếc đu quay đó, khiến bạn cảm thấy bị kéo sang bên", Keane nói.
Các hành tinh và mặt trăng tự quay nên lực ly tâm khiến chúng phình ra ở xích đạo. Ảnh hưởng này có thể rất nhỏ. Trong hệ Mặt Trời, sao Mộc và sao Thổ là hai ví dụ tương đối dễ thấy. Nếu quan sát ảnh chụp toàn cảnh của các hành tinh khí khổng lồ này, người xem sẽ thấy chúng hơi bẹp và phần giữa phồng ra. Hình dạng bẹp của chúng dễ thấy hơn vì đây là những hành tinh quay nhanh nhất trong hệ Mặt Trời, Keane cho biết. Vật thể quay càng nhanh, lực ly tâm tác dụng lên nó càng lớn.
Hành tinh lùn Haumea có hình dạng gần giống quả trứng. Ảnh: Instituto de Astrofísica de Andalucía/NASA
Một ví dụ về tác động cực lớn của lực ly tâm là hành tinh lùn Haumea. Hành tinh lùn này nằm trong Vành đai Kuiper, một vùng không gian gồm những vật thể băng giá nằm ngoài quỹ đạo sao Hải Vương. Haumea lớn tương đương sao Diêm Vương nhưng quay rất nhanh, hoàn thành một vòng chỉ trong 4 tiếng. Nó quay nhanh đến mức biến thành hình dạng gần như quả trứng.
Thu Thảo [Theo Live Science]
Hình dạng của Trái Đất đã được người Hy Lạp cổ đại chứng minh từ hơn 2.000 năm trước rồi, họ còn biết tình toán kích thước của hành tinh bằng những quan sát đơn giản về Mặt Trời.
Còn ngày nay, khi khoa học đã phát triển lên một tầm cao mới, làm thế nào để chúng ta khẳng định Trái Đất hình tròn?
Khi học Vật lý, chúng mình đã biết rằng, nếu thả bất cứ thứ gì, lực hấp dẫn sẽ khiến nó rơi trực tiếp về phía trung tâm của Trái Đất cho đến khi nó chạm đất. Mọi vật có khối lượng đều chịu tác động bởi lực hấp dẫn của Trái Đất.
Trái Đất và tất cả các hành tinh trong vũ trụ có hình tròn vì khi các hành tinh hình thành, chúng được cấu tạo từ vật chất nóng chảy, về cơ bản là chất lỏng rất nóng. Dưới tác động của lực hấp dẫn, các vật mà Trái Đất được tạo thành từ mọi hướng như nhau và tạo thành một quả bóng.
Khi Trái Đất nguội dần và trở thành một chất rắn, nó là một quả bóng tròn siêu to khổng lồ. Nếu Trái Đất không quay, thì nó sẽ là một hành tinh tròn hoàn hảo.
Đám mây khí mà Trái Đất tạo ra từ từ quay theo một hướng quanh một trục. Đỉnh và đáy của trục này là cực bắc và cực nam của Trái Đất.
Nếu bạn đã từng chơi đu quay sẽ biết rằng đu quay quay tròn có xu hướng khiến người đó bị bật ra. Đu quay quay càng nhanh, càng khó để người ta ngồi lại. Xu hướng bị bật ra này chính là lực ly tâm và đẩy khối lượng trên đường xích đạo ra ngoài. Vì thế, Trái Đất phình ra ở đường xích đạo.
Khi hành tinh nguội và cứng lại, nó vẫn giữ nguyên hình dạng đó. Nếu một hành tinh nóng chảy bắt đầu quay nhanh hơn, nó sẽ ít tròn hơn và có chỗ phồng lớn hơn.
Tất cả các hành tinh đều tròn là do lực hấp dẫn. Vì chúng quay với tốc độ khác nhau, một số hành tinh có đường xích đạo phình ra hơn so với các cực của chúng.
Theo các nhà khoa học, hình dạng của hành tinh và tốc độ hay hướng mà nó quay phụ thuộc vào điều kiện ban đầu của vật chất mà nó tạo thành.
Như vậy thắc mắc của bạn đã được giải đáp rồi đấy. Các hành tinh có hình tròn là do lực hấp dẫn.