Khám phá 10 sự thật thú vị về Mặt Trăng mà có thể bạn chưa từng biết

Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất không phải là một đường tròn hoàn hảo mà là hình bầu dục, do đó khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất thay đổi theo từng thời điểm. Khi Mặt Trăng ở điểm gần nhất với Trái Đất (cận điểm), khoảng cách chỉ là 363.300 km (225.740 dặm), và khi ở điểm xa nhất (viễn điểm), khoảng cách này lên đến 405.500 km (251.970 dặm). Do đó, khi trăng tròn xuất hiện tại viễn điểm, bạn sẽ thấy Mặt Trăng lớn hơn 14% và sáng hơn 30% so với các lần trăng tròn khác.

Mặt Trăng luôn cho chúng ta thấy một mặt trong suốt vòng quay của nó, nhờ vào quỹ đạo đặc biệt này. Một chu kỳ hoàn chỉnh của Mặt Trăng mất khoảng 27,3 ngày để hoàn thành cả hai vòng quay: quay quanh Trái Đất và quay trên trục của chính nó. Do đó, sự thay đổi giữa trăng tròn, trăng khuyết, và trăng non phụ thuộc vào vị trí của Mặt Trăng đối với Trái Đất và Mặt Trời.

Thông qua những vết lõm sâu trên bề mặt Mặt Trăng, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng, vào khoảng 4 tỷ năm trước, Mặt Trăng và Trái Đất đã phải trải qua một giai đoạn vô cùng dữ dội được gọi là Late Heavy Bombardment. Thời kỳ này chứng kiến hàng triệu thiên thạch đổ xuống, tạo ra những vết lõm sâu trên bề mặt của cả hai hành tinh. Một số giả thuyết cho rằng, bất chấp sự tàn phá khủng khiếp đó, sự sống vẫn có thể tồn tại nếu các sinh vật tìm được một nơi trú ẩn an toàn. Những vết lõm này là dấu ấn lịch sử, ghi lại sự bạo lực và khắc nghiệt của Mặt Trăng. Bề mặt Mặt Trăng gần như không có không khí, và hoạt động bên trong cũng rất ít, khiến các vết lõm này vẫn tồn tại qua hàng tỉ năm.

Mặt Trăng không có đất đai như trên Trái Đất, mà thay vào đó là một lớp bột mịn gọi là regolith. Đây là một hỗn hợp gồm các mảnh đá vụn và hạt thủy tinh núi lửa, xen kẽ với những tảng đá lớn hơn. Khi các phi hành gia mang đá từ Mặt Trăng về, các nhà địa chất đã phát hiện ra rằng đá maria chủ yếu là đá bazan, một loại đá núi lửa hình thành từ dung nham nguội. Trong khi đó, các vùng cao nguyên chủ yếu là đá macma, với hai loại đặc trưng là anorthosite và breccia. Khi so sánh độ tuổi của các loại đá, các vùng cao nguyên có tuổi đời lâu hơn nhiều so với đá maria (4 đến 4,3 tỷ năm tuổi so với 3,1 đến 3,8 tỷ năm tuổi). Đá Mặt Trăng hầu như không chứa nước và các hợp chất dễ bay hơi, giống với đá trong lớp vỏ Trái Đất. Điều này cho thấy Mặt Trăng và Trái Đất có nguồn gốc chung từ một quá trình hình thành tương tự, ở cùng khoảng cách với Mặt Trời.

Theo thông tin từ Lunar Reconnaissance Orbiter của NASA, Mặt Trăng không phải là một quả cầu hoàn hảo, mà có hình dạng gần giống quả trứng. Khối lượng của Mặt Trăng không nằm ở trung tâm hình học, mà lệch khoảng 2 km (1,2 dặm) so với điểm giữa. Điều này tương tự như Trái Đất, khi phần giữa của nó có hiện tượng phình ra. Khi chúng ta nhìn lên bầu trời, bạn sẽ thấy một đầu nhỏ của Mặt Trăng chiếu sáng về phía mình.

Hình dạng đặc biệt của Mặt Trăng là kết quả của chuyển động quay của nó, với phần lớn của hình quả trứng luôn hướng về Trái Đất. Nhiều người nghĩ rằng Mặt Trăng là một quả cầu hoàn hảo vì sự xuất hiện của nó khi trăng tròn, nhưng thực tế, khi quan sát Mặt Trăng, chúng ta chỉ thấy một phần nhỏ được Mặt Trời chiếu sáng. Sự thay đổi trong hình dáng của Mặt Trăng mà chúng ta thấy trên Trái Đất là do vị trí của Mặt Trăng đối với Mặt Trời, từ đó tạo ra các giai đoạn khác nhau như trăng tròn, trăng khuyết hay trăng non.

Những nghiên cứu của các phi hành gia Apollo cho thấy, khi sử dụng địa chấn kế trong các chuyến du hành đến Mặt Trăng, họ đã phát hiện rằng Mặt Trăng không phải là một nơi hoàn toàn yên tĩnh về mặt địa chất. Những cơn động Trăng nhỏ, được gọi là ‘Moonquakes’, thực sự tồn tại và chúng phát sinh từ sâu dưới bề mặt, có thể đến vài km. Nguyên nhân chính của hiện tượng này là lực hấp dẫn của Trái Đất tác động lên Mặt Trăng. Đôi khi, những khe nứt nhỏ xuất hiện và khí thoát ra, chứng tỏ rằng Mặt Trăng vẫn có sự hoạt động bên trong. Điều này mở ra giả thuyết rằng Mặt Trăng có thể có một phần nóng chảy và một lõi nóng tương tự như lõi của Trái Đất.

Các máy đo địa chấn tại các điểm hạ cánh của tàu Apollo đã ghi nhận tổng cộng 28 trận động đất nông từ năm 1969 đến 1977, với cường độ từ 1,5 đến 5 độ Richter. Mặc dù nhiều trận động đất này có thể là kết quả của các hoạt động trên các đứt gãy của Mặt Trăng, nhưng vị trí và độ sâu của nguồn gốc gây ra chúng vẫn còn là một câu hỏi chưa có lời giải. Dữ liệu từ tàu vũ trụ Lunar Prospector của NASA vào năm 1999 cũng cho thấy lõi của Mặt Trăng rất nhỏ, chỉ chiếm khoảng 2% đến 4% khối lượng của Mặt Trăng. Điều này cho thấy lõi Mặt Trăng nhỏ hơn rất nhiều so với lõi Trái Đất, nơi lõi sắt chiếm tới 30% khối lượng của hành tinh này.

Bạn có bao giờ thắc mắc về nguyên nhân gây ra thủy triều trên hành tinh của chúng ta? Câu trả lời không đâu xa chính là Mặt Trăng. Khi Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất nằm thẳng hàng vào những ngày trăng non và trăng tròn, hiện tượng này tạo ra thủy triều cao hơn so với bình thường.

Thủy triều hình thành từ lực hấp dẫn tác động của Mặt Trăng và Mặt Trời lên Trái Đất. Nếu không có Mặt Trời, các đại dương đối diện với Mặt Trăng sẽ bị nở ra do sự hấp dẫn của Mặt Trăng, từ đó gây ra thủy triều dâng cao. Lực hút khác nhau giữa các phía gần và xa của Trái Đất đồng nghĩa với việc vùng xa nhất của Mặt Trăng cũng trải qua thủy triều cao. Với đặc tính là chất lỏng, đại dương sẽ có hai lần thủy triều thấp giữa hai lần triều cường. Khi Trái Đất quay, các đợt thủy triều này sẽ di chuyển trên toàn thế giới trong vòng 24 giờ, khiến mỗi bãi biển trải qua hai đợt triều cường và hai đợt thủy triều thấp mỗi ngày.

Khi Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất thẳng hàng, sự kết hợp giữa chúng tạo ra thủy triều 'mùa xuân' (dù tên gọi này không liên quan gì đến mùa xuân). Thời điểm này, triều cường sẽ cao hơn một chút và thủy triều thấp sẽ thấp hơn một chút so với mức bình thường. Ngược lại, khi Mặt Trời và Mặt Trăng tạo thành góc vuông với nhau, sự tác động của Mặt Trời sẽ giảm bớt sức mạnh của thủy triều Mặt Trăng, tạo ra thủy triều 'gần', nơi triều cường thấp hơn và thủy triều thấp cao hơn so với bình thường.

Mặt Trăng, vốn cách Trái Đất khoảng 22.530 km trong thuở sơ khai, hiện nay đã xa Trái Đất khoảng 450.000 km. Khi Mặt Trăng hình thành cách đây 4,6 tỷ năm, nó nằm gần Trái Đất hơn rất nhiều. Nhưng nhờ một hiện tượng thú vị, Mặt Trăng đang dần tách khỏi Trái Đất, di chuyển với tốc độ khoảng 4 cm mỗi năm, và có thể sau hàng triệu năm nữa, một ngày trên Trái Đất sẽ dài tới 40 ngày.

Sự di chuyển này xảy ra vì Mặt Trăng đã “mượn” năng lượng quay của Trái Đất, dùng chúng để tự nâng cao quỹ đạo của mình. Tốc độ lùi của Mặt Trăng không cố định, có thời điểm tốc độ này đạt 20,8 cm mỗi năm, sau đó giảm dần. Các nghiên cứu đã ghi nhận ba đợt tăng tốc đột ngột trong quá khứ: Đầu tiên, khoảng 3,2 tỷ năm trước, khi Mặt Trăng bắt đầu lùi nhanh chóng, với vận tốc 6,93 cm mỗi năm, trùng hợp với dấu hiệu sớm của thủy triều đại dương. Một đợt tăng tốc tiếp theo xảy ra vào khoảng 900 triệu năm trước, khi thiên thạch va vào Mặt Trăng, và đợt cuối vào khoảng 523 triệu năm trước khi sự sống phát triển mạnh mẽ trên Trái Đất, kéo theo sự gia tăng tốc độ lùi của Mặt Trăng lên 6,48 cm mỗi năm.

Trăng máu thực chất là một hiện tượng thiên nhiên vô cùng bình thường, còn được gọi là nguyệt thực toàn phần. Khi Mặt Trăng lướt vào vùng bóng tối của Trái Đất và che khuất ánh sáng Mặt Trời, hiện tượng này xảy ra. Nó không phải là dấu hiệu của sự tận thế như nhiều người nghĩ. Nguyệt thực chỉ có thể xảy ra khi trăng tròn, khi Mặt Trời chiếu sáng toàn bộ bề mặt của nó. Thông thường, trăng tròn không có nguyệt thực vì Mặt Trăng quay quanh một mặt phẳng hơi nghiêng so với quỹ đạo của Trái Đất và Mặt Trời. Tuy vậy, có những lúc các thiên thể này trùng hợp. Khi Trái Đất nằm giữa Mặt Trăng và Mặt Trời, ánh sáng Mặt Trời bị che khuất, tạo ra hiện tượng nguyệt thực.
Khi Trái Đất chỉ che một phần ánh sáng của Mặt Trời, tạo ra một bóng đen mờ trên bề mặt Mặt Trăng, đó gọi là nguyệt thực một phần. Bạn sẽ nhìn thấy một vệt tối nhẹ trên bề mặt của Mặt Trăng. Đôi khi, Mặt Trăng đi qua phần sáng hơn của bóng Trái Đất, tạo ra hiện tượng nguyệt thực hai bên. Chỉ những người quan sát có kinh nghiệm mới nhận ra được sự khác biệt vì Mặt Trăng chỉ tối đi một chút.
Thế nhưng, khi nguyệt thực toàn phần xảy ra, một cảnh tượng đặc biệt xuất hiện. Mặt Trăng hoàn toàn chìm trong bóng tối của Trái Đất. Lúc này, ánh sáng yếu ớt từ những bình minh và hoàng hôn trên Trái Đất xuyên qua bầu khí quyển và chiếu lên Mặt Trăng, khiến nó hiện lên với một sắc đỏ đặc biệt. Đây chính là lúc Trăng máu xuất hiện, mang đến vẻ huyền bí và quyến rũ cho bầu trời đêm!

Có không ít người thắc mắc vì sao Mặt Trăng lại luôn mọc lên ở một phía và lặn xuống ở phía đối diện. Lý do nằm ở việc Trái Đất quay quanh trục của mình theo hướng Đông, điều này kéo theo các vật thể trong vũ trụ, trong đó có Mặt Trăng, chuyển động trong phạm vi quan sát của chúng ta. Mỗi lần Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, một chu kỳ kéo dài khoảng 29,5 ngày. Tuy nhiên, mỗi ngày Mặt Trăng lại mọc muộn hơn một chút so với ngày trước, trung bình khoảng 50 phút.
Chính sự thay đổi này giải thích tại sao Mặt Trăng có thể lên vào ban đêm, hoặc thỉnh thoảng chỉ mọc vào ban ngày, với một số đêm có thể quan sát toàn bộ Mặt Trăng, hoặc chỉ một phần nhỏ của nó. Trên một số khu vực trên Trái Đất, Mặt Trăng có thể hoàn toàn không xuất hiện. Các giai đoạn của Mặt Trăng không phải là ngẫu nhiên mà thay đổi đều đặn theo tháng và có thể dự đoán được. Khi Mặt Trăng di chuyển trong quỹ đạo của mình, mỗi ngày vị trí của nó lại thay đổi. Đôi khi Mặt Trăng ở giữa Trái Đất và Mặt Trời, đôi khi lại ở phía sau chúng ta, và do đó, một phần của Mặt Trăng được Mặt Trời chiếu sáng, tạo nên các pha Mặt Trăng khác nhau.

Mặt Trăng thực tế quay quanh Trái Đất một vòng và tự quay quanh trục của mình một vòng, và cả hai chuyển động này diễn ra cùng một khoảng thời gian, khiến chúng ta chỉ có thể quan sát thấy một mặt của Mặt Trăng. Mặc dù nhiều người nghĩ rằng Mặt Trăng có một mặt tối, nhưng sự thật lại khác. Mặt Trăng không hề có mặt tối như chúng ta tưởng. Thực tế, Mặt Trăng có hai mặt, nhưng một trong số đó không thể quan sát được từ Trái Đất. Lý do là từ lâu, do ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ Trái Đất, Mặt Trăng đã dần quay chậm lại sao cho thời gian quay quanh trục của nó trùng với chu kỳ quỹ đạo quanh Trái Đất, tạo ra một trạng thái ổn định lâu dài.
Khi Trái Đất quay dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn, tạo ra những vết phồng kéo dài, điều này dẫn đến thủy triều có chu kỳ cao và thấp mỗi 12 giờ. Mặt Trăng cũng có vai trò ổn định chuyển động quay của Trái Đất. Khi Trái Đất quay quanh trục của mình, nó có thể dao động, nhưng lực hấp dẫn từ Mặt Trăng hạn chế sự dao động này ở mức độ nhỏ. Nếu không có Mặt Trăng, Trái Đất có thể quay lệch tới gần 90 độ so với trục của mình, với chuyển động giống như một con quay đang quay chậm dần.

Nhiều người nghĩ rằng Mặt Trăng không có lực hấp dẫn, nhưng thực tế, giống như tất cả các vật thể lớn khác trong Vũ trụ, Mặt Trăng cũng có khả năng hút mọi vật thể xung quanh nhờ lực hấp dẫn. Tuy nhiên, lực hấp dẫn của Mặt Trăng yếu đến mức chúng ta không thể nhận thấy rõ ràng. Ngay cả các hạt hạ nguyên tử như proton và neutron cũng tạo ra lực hấp dẫn, mặc dù rất yếu. Kích thước của Mặt Trăng chỉ bằng khoảng 27% so với Trái Đất, và do đó lực hấp dẫn của nó chỉ khoảng 1/6 so với Trái Đất. Vì vậy, nếu bạn thả một viên đá trên Mặt Trăng, nó sẽ rơi chậm hơn rất nhiều so với khi thả trên Trái Đất.
Thuật ngữ "trọng lực bề mặt" dùng để mô tả lực kéo mà các vật thể phải chịu khi nằm nghỉ hoặc di chuyển trên bề mặt của một vật thể lớn. Trọng lực bề mặt trung bình của Trái Đất là khoảng 9,8 m/s², nghĩa là một vật thể bị hất tung sẽ tăng tốc về phía mặt đất với tốc độ 9,8 m/s². Trong khi đó, trọng lực bề mặt của Mặt Trăng chỉ mạnh khoảng 1/6, tức là khoảng 1,6 m/s². Lực hấp dẫn này yếu hơn nhiều so với Trái Đất vì Mặt Trăng có khối lượng nhỏ và bán kính nhỏ hơn. Trọng lực bề mặt tỉ lệ thuận với khối lượng của vật thể, nhưng lại tỉ lệ nghịch với bình phương bán kính của nó.