Tìm Hiểu Khái Quát Về Mặt Trăng.

Trong Tiếng Việt, Mặt Trăng còn được gọi bằng những tên khác như ông trăng, ông giăng, giăng, nguyệt, Hằng Nga, Thường Nga, Thái Âm v.v... Không giống như vệ tinh của những hành tinh khác, Mặt Trăng - vệ tinh của Trái Đất - không có tên riêng nào khác. Trong một số ngôn ngữ, Mặt Trăng của Trái Đất được viết hoa để phân biệt với danh từ chung "Mặt Trăng", nói đến các vệ tinh tự nhiên của các hành tinh khác như "the Moon" trong tiếng Anh và "the moon".

Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất trên quỹ đạo hình elip gần tròn ở khoảng cách trung bình 384.403 km với cận điểm 363.104 km, viễn điểm 405.696 km và độ lệch tâm  trung bình 0,0554. Giá trị độ lệch tâm này thay đổi từ 0,043 đến 0,072 trong chu kỳ 8,85 năm. Mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất nằm nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời trong khoảng 4°59′ đến 5°18′, với giá trị trung bình 5°9′. Chu kỳ quỹ đạo khoảng 27,321 ngày.

Nguồn gốc của Mặt trăng vẫn còn là dấu hỏi lớn đối với con người. Có nhiều lý thuyết chính về nguồn gốc của Mặt trăng. Lý thuyết phân đôi cho rằng Mặt trăng từng là một phần của Trái đất đã được tách ra. Lý thuyết thu nạp nói rằng Mặt trăng từng lang thang trong vũ trụ cho đến lực hấp dẫn hút nó lại. Còn một lý thuyết khác cho rằng Mặt trăng tập hợp từ các tiểu hành tinh hoặc các phần còn lại của vụ va chạm của Trái đất với một hành tinh sao Hỏa có kích thước không rõ.

Nhiều cơ cấu đã được đưa ra nhằm giải thích sự hình thành của Mặt Trăng. Mọi người tin rằng Mặt Trăng đã được hình thành từ 4,527 ± 0,010 tỷ năm trước ( trên dưới 4.5 tỷ năm ), khoảng 30-50 triệu năm sau sự hình thành của Hệ Mặt Trời.

Giả thuyết Phân Đôi

Nghiên cứu ban đầu cho rằng Mặt Trăng đã vỡ ra từ vỏ Trái Đất bởi các lực ly tâm, để lại một vùng trũng – được cho là Thái Bình Dương. Tuy nhiên, ý tưởng này đòi hỏi Trái Đất phải có một tốc độ quay ban đầu rất lớn, thậm chí nếu điều này có thể xảy ra, quá trình đó sẽ khiến Mặt Trăng phải quay theo mặt phẳng xích đạo của Trái Đất, nhưng thực tế lại không phải như vậy. 

Giả thuyết bắt giữ

Nghiên cứu khác lại cho rằng Mặt Trăng đã được hình thành ở đâu đó và cuối cùng bị lực hấp dẫn của Trái Đất bắt giữ. Tuy nhiên, các điều kiện được cho là cần thiết để một cơ cấu như vậy hoạt động, như một khí quyển mở rộng của trái đất nhằm tiêu diệt năng lượng của Mặt Trăng đi ngang qua, là không thể xảy ra. 

Giả thuyết cùng hình thành

Giả thuyết cùng hình thành cho rằng Trái Đất và Mặt Trăng cùng hình thành ở một thời điểm và vị trí từ đĩa bồi đấp nguyên thuỷ. Mặt Trăng đã được hình thành từ vật chất bao quanh Tiền Trái Đất, tương tự sự hình thành của các hành tinh xung quanh Mặt Trời. Một số người cho rằng giả thuyết này không giải thích thỏa đáng sự suy kiệt của sắt kim loại trên Mặt Trăng.
Một sự thiếu hụt lớn trong mọi giả thuyết trên là chúng không thể giải thích được động lượng góc cao của hệ Trái Đất-Mặt Trăng. 

Giả thuyết vụ va chạm lớn

Giả thuyết ưu thế nhất hiện tại là hệ Trái Đất-Mặt Trăng đã được hình thành như kết quả của một vụ va chạm lớn. Một vật thể cỡ Sao Hoả được cho là đã đâm vào Tiền Trái Đất, đẩy bắn ra lượng vật chất đủ vào trong quỹ đạo Tiền Trái Đất để hình thành nên Mặt Trăng qua quá trình bồi tụ. Bởi bồi tụ là quá trình mà mọi hành tinh được cho là đều phải trải qua để hình thành, các vụ va chạm lớn được cho là đã ảnh hưởng tới hầu hết, nếu không phải toàn bộ quá trình hình thành hành tinh. Các mô hình giả lập máy tính về một vụ va chạm lớn phù hợp với các đo đạc về động lượng góc của hệ Trái Đất - Mặt Trăng, cũng như kích thước nhỏ của lõi Mặt Trăng. Các câu hỏi vẫn chưa được giải đáp của giả thuyết này liên quan tới việc xác định tương quan kích thước của Tiền Trái Đất và Theia ( Sao Hoả ) và bao nhiêu vật liệu từ hai thiên thể trên đã góp phần hình thành nên Mặt Trăng. 

Hành tinh đôi. 

 Do kích thước lớn nên Mặt trăng không thực sự quay được hết vòng quanh Trái đất. Thay vào đó, Trái đất và Mặt trăng quay quanh nhau, xung quanh một điểm chung của cả hai. Ta có ảo giác như Mặt trăng quay quanh Trái đất nhưng thực tế lại là một quy luật khác biệt.

Trọng lực trên Mặt trăng. Trọng lực trên Mặt trăng chỉ bằng 1/6 trên Trái đất, việc di chuyển trên bề mặt của nó thật sự là một điều khó khăn. Trọng lực thấp, quán tính của một người lại cao nên mọi thứ trở nên khó khăn nếu con người muốn chuyển hướng nhanh hoặc thay đổi. Nếu các phi hành gia muốn đi nhanh, họ sẽ di chuyển trông rất vụng về . 

Bề mặt dị thường. Một số hình ảnh được chụp bởi các tàu do thám Mặt trăng cho thấy những điều rất kỳ lạ trên bề mặt của hành tinh này. Có những cấu trúc cao chót vót có thể lên tới độ cao ít nhất 1,6 km. Thậm chí, những người đam mê huyền bí cho rằng có một lâu đài lớn được xây cao trên bề mặt của Mặt trăng. Tuy nhiên, tất cả vẫn chỉ là bí ẩn.

Bụi Mặt Trăng.

 Một trong những mối nguy hiểm nhất của Mặt trăng là bụi. Bụi xuất hiện ở khắp mọi nơi, ngay cả trên Trái đất, nhưng trên Mặt trăng, nó hết sức nguy hiểm. Bụi Mặt Trăng giống như bột, nhưng cực kỳ thô và bám ở khắp mọi nơi. Các phi hành gia từng hít phải lớp bụi này và cảm thấy rất khó hít thở.

Động đất trên Mặt trăng. Mặc dù ít xảy ra các hoạt động địa chất nhưng Mặt trăng cũng rất hay có các chấn động. Những chấn động đó cũng như Trái đất và có bốn loại khác nhau. Các loại chấn động chính trên Mặt trăng gồm chấn động sâu, chấn động do các va chạm thiên thạch, và chấn động gây ra bởi nhiệt của Mặt trời tương đối vô hại. Chấn động thứ 4 khá khó chịu, có thể lên tới 5,5 độ Richter, đủ để làm di chuyển các đồ nội thất. Động đất của Trái đất thường gây ra bởi sự chuyển động của các mảng kiến tạo, nhưng Mặt trăng không có bất kỳ kiến tạo địa tầng nào hoạt động nên những chấn động nơi đây vẫn còn là bí ẩn đối với con người.

Mặt trăng và giấc ngủ. Ảnh hưởng của Mặt trăng đối với con người vẫn là điều gây nhiều tranh cãi. Nhiều người tin rằng trăng tròn sẽ gây ra những hành vi kỳ lạ ở con người, mặc dù khoa học chưa thể cung cấp bằng chứng kết luận về việc này. Nhưng có một điều chắc chắn là khi Mặt trăng lên, con người sẽ chìm vào giấc ngủ giống như các chu kỳ đều đặn.

Thủy triều 

Thuỷ triều là hiện tượng nước biển, nước sông... lên xuống trong một chu kỳ thời gian phụ thuộc biến chuyển thiên văn. Trong âm Hán Việt, thủy có nghĩa là nước, còn triều là cường độ nước dâng lên và rút xuống. Sự thay đổi lực hấp dẫn từ Mặt Trăng (chủ yếu) và từ các thiên thể khác như Mặt Trời (phần nhỏ) tại một điểm bất kỳ trên bề mặt trái đất trong khi Trái Đất quay đã tạo nên hiện tượng nước lên (triều lên) và nước rút (triều xuống) vào những khoảng thời gian nhất định trong một ngày.

Nguyên nhân của thủy triều là do thuỷ quyển có hình cầu dẹp nhưng bị kéo cao lên ở hai miền đối diện nhau tạo thành hình elip. Một đỉnh của  nằm trực diện với Mặt Trăng - là miền nước lớn thứ nhất, do lực hấp dẫn của Mặt Trăng gây ra. Còn miền nước lớn thứ hai nằm đối diện với miền nước lớn thứ nhất qua tâm Trái Đất, do lực ly tâm tạo ra. Giữa hai nước lớn liên tiếp là nước ròng. Một khi vận tốc góc (tốc độ quay) của Quả Đất không đổi thì lực ly tâm lớn nhất nằm ở nơi có bán kính quay lớn nhất khí đó là miền xích đạo của Trái Đất. Tuy nhiên bán kính quay chưa hẳn là bán kính Quả đất tại Xích đạo, là vì: Quả đất không hoàn toàn quay quanh trục của nó, cũng như là Mặt Trăng không hoàn toàn quay quanh Trái Đất, mà là: Hệ Quả Đất - Mặt Trăng quay xung quanh điểm trọng tâm của hệ này. Do khối lượng của Trái Đất lớn hơn của Mặt Trăng rất nhiều nên trọng tâm của hệ Trái Đất-Mặt Trăng nằm trong lòng Trái Đất, trên đường nối tâm của chúng. Tóm lại: Trái Đất vừa quay, vừa lắc.

Thủy triều đạt cực đại khi mà cả Mặt Trăng và Mặt Trời cùng nằm về một phía so với Trái Đất, và mức triều phía đối diện lúc đó sẽ xuống điểm cực tiểu.

Khái niệm thủy triều được mở rộng trong vật lý học dành cho chênh lệch lực tác động lên các vật thể nằm trong trường hấp dẫn không đều.

Một số nơi trên thế giới, cư dân vùng ven biển nhận biết có hai loại thủy triều: nhật triều và bán nhật triều. Nhật triều là trong một chu kỳ triều hay một ngày (khoảng 24 giờ 50 phút) có một lần triều lên và một lần triều xuống. Bán nhật triều là trong một chu kỳ triều có 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống, những vùng chịu ảnh hưởng của loại triều này thường nằm ở vĩ tuyến gần xích đạo. Đôi khi, người ta còn phân biệt chế độ bán nhật triều đều và bán nhật triều không đều.

Nhật triều

Nhật triều là một ngày có một lần nước lên và một lần nước xuống (với chu kỳ là 24h52'), ví dụ ngày 12/03/2010 tại địa điểm A thủy triều lên lúc 5h chiều thì ngày 13/03/2010 tại địa điểm A thủy triều sẽ lên lúc 5h52'.(Do Trái Đất quay quanh trục và Mặt Trăng lại quay quanh Trái Đất nên để đạt được vị trí lúc ban đầu phải cần mất 52 phút nữa=>nên thời gian chênh lệch của thủy triều của ngày hôm trước và ngày hôm sau là 52 phút)

Bán nhật triều

Cặp Trái Đất-Mặt Trăng quay và chịu một lực ly tâm. Khoảng cách Trái Đất-Mặt Trăng lớn nhất ở phía đối bên kia nơi không có Mặt Trăng, sẽ bằng 61 r thay vì 59 r (r là bán kính Trái Đất)

Theo công thức tính lực hấp dẫn, lực yếu khi khoảng cách tăng. Nghĩa là phía gần Mặt Trăng (zénith), lực hấp dẫn sẽ lớn hơn phía đối xứng bên kia (Nadir). Do đó nơi gần Mặt Trăng, lực hấp dẫn sẽ lớn hơn lực ly tâm.

Trong trung tâm quả đất hai lực triệt tiêu lẫn nhau (ly tâm = - hấp dẫn). Bên kia quả đất, vì lực hấp dẫn yếu hơn nên lực ly tâm thắng thế. Do đó mà cùng một thời điểm, ta có hai lực F_M hướng từ tâm ra ngoài, gây sự biến dạng mặt nước, do đó có 2 lần thủy triều lên trong một ngày.

Lực F_M sinh ra thủy triều

Mặt trời cũng có ảnh hưởng trên lực sinh ra thủy triều, tuy rằng lực hấp dẫn của mặt trời nhỏ hơn của Mặt Trăng, nhưng khi cả ba thiên thể thẳng hàng (Trái Đất không nằm giữa) thì lực tạo thủy triều sẽ lớn hay còn gọi là triều cường vì là tổng của hai lực hấp dẫn Mặt Trời và Mặt Trăng thay vì chỉ có một lực hấp dẫn của Trăng như thông thường. Nhưng nếu mặt trời thẳng hàng với Mặt Trăng ngay trên vùng xích đạo, thì thủy triều lớn tối đa.

Người xưa, sống bao đời gần sông và biển. chủ yếu là họ tính theo con nước, theo chu kì của nó (nước triều lên và nước triều xuống) và vì thế chính là nhờ vào hiện tượng thủy triều, nên con người sống ở thời đó đã biết cách bắt hải sản như tôm, cua, cá...

Thủy triều còn đóng góp môt phần lớn là làm nên các chiến thắng trên sông Bạch Đằng vào năm 038 của Ngô Quyền trước quân Nam Hán và năm 1288 của nhà Trần trước quân Nguyên Mông. Cho đến ngày nay thì con người đã biết sử dụng thủy triều để phục vụ cho công nghiệp như sản xuất điện, ngư nghiệp như trong đánh bắt thuỷ sản, và khoa học, như  nghiên cứu thuỷ văn.

Nhật - Nguyệt thực 

Chỉ có thể xảy ra khi Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng cùng nằm trên một đường thẳng. Nhật thực xảy ra gần tuần trăng mới, khi Mặt Trăng nằm giữa Mặt Trời và Trái Đất. Trái lại, nguyệt thực xảy ra gần lúc trăng tròn, khi Trái Đất nằm giữa Mặt Trời và Mặt Trăng.

Vì Mặt Trăng quay quanh Trái Đất với góc nghiêng khoảng  5° so với quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời, các cuộc nhật/nguyệt thực không xảy ra tại mọi tuần trăng mới và trăng tròn. Để có thể xảy ra nhật/nguyệt thực, Mặt Trăng phải ở gần nơi giao cắt của hai mặt phẳng quỹ đạo.

Tính định kỳ và sự tái diễn các lần thực của Mặt Trời bởi Mặt Trăng, và của Mặt Trăng bởi Trái Đất, được miêu tả bởi chu kỳ thiên thực, tái diễn sau xấp xỉ 6.585,3 ngày (18 năm 11 ngày 8 giờ).

Các đường kính góc của Mặt Trăng và Mặt Trời khi quan sát từ Trái Đất chồng lên nhau trong sự biến đổi của chúng, vì thế cả Nhật thực toàn phần và Nhật thực một phần đều có thể xảy ra. Khi xảy ra nhật thực toàn phần, Mặt Trăng hoàn toàn che lấp đĩa Mặt Trời và hào quang Mặt Trời có thể được nhìn thấy bằng mắt thường từ Trái Đất. Bởi khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất hơi tăng thêm theo thời gian, đường kính góc của Mặt Trăng giảm xuống. Điều này có nghĩa từ hàng trăm triệu năm trước Mặt Trăng có thể luôn che khuất Mặt Trời ở mọi lần nhật thực, vì thế có thể trong quá khứ nhật thực một phần không thể xảy ra. Tương tự, khoảng 600 triệu năm nữa (giả thiết rằng đường kính góc của Mặt Trời không thay đổi), Mặt Trăng không thể che khuất hoàn toàn Mặt Trời nữa và khi ấy chỉ xảy ra nhật thực một phần.

Một hiện tượng liên quan tới nhật/nguyệt thực là sự che khuất. Mặt Trăng liên tục ngăn tầm nhìn bầu trời của chúng ta với một diện tích hình tròn rộng khoảng 0,5 độ. Khi một ngôi sao sáng hay một hành tinh qua phía sau Mặt Trăng thì nó bị che khuất hay không thể quan sát được. Một cuộc nhật thực là một sự che khuất của Mặt Trời. Bởi Mặt Trăng gần với Trái Đất, các cuộc che khuất các ngôi sao riêng biệt không nhìn thấy được ở mọi nơi, cũng không ở cùng thời điểm. Bởi sự tiến động của quỹ đạo Mặt Trăng, mỗi năm các ngôi sao khác nhau sẽ bị che khuất. 

 Các tên gọi tuỳ theo hình dáng của Trăng

Mặt trăng xuất hiện vào ban ngày cũng nhiều như vào ban đêm. Chỉ có điều ban ngày mặt trời sáng hơn tất cả mọi thứ, sáng đến nỗi chúng ta không thể nhận ra mặt trăng ngay cả khi nó đang xuất hiện. Tuy vậy, vào ban đêm chị Hằng là thứ sáng nhất trên bầu trời.
Do mặt trăng di chuyển quanh trái đất trong một tháng, nên nó có mặt ở mọi vị trí trên bầu trời suốt 24 giờ. Diện tích bề mặt mặt trăng được nhìn thấy phụ thuộc vào tuần trăng, hay vào diện tích mà nó được ánh mặt trời chiếu tới tại một thời điểm nhất định.
Ban ngày trời sáng vì bầu khí quyển tán xạ ánh mặt trời, nhưng mặt trăng đủ gần và đủ to để phản chiếu đủ ánh mặt trời nên nó sáng hơn bầu trời xung quanh. Vì thế ta vẫn thấy mặt trăng. Song điều này không đúng với các vì sao.
Tuy vậy, một nhà du hành trên mặt trăng thậm chí vẫn có thể nhìn thấy các vì sao khi mặt trời đang mọc, bởi vì mặt trăng không có bầu khí quyển để phân tán ánh mặt trời và làm sáng loá bầu trời ban ngày.

Do tự thân không thể phát sáng và nhiệt, nên Mặt Trăng chỉ là một tinh cầu hoàn toàn tối đen. Ánh sáng mà chúng ta thấy trên Mặt Trăng chính là ánh sáng phản chiếu từ nguồn ánh sáng của Mặt Trời. 

Mặt Trăng xoay quanh Trái Đất và cả hai cùng xoay quanh Mặt Trời. Vì ánh sáng mặt trời chỉ chiếu được một phía, nên dù đang ở vị trí nào Mặt Trăng cũng luôn có một phần ánh sáng và phần còn lại chìm trong màn đêm. Từ Trái Đất, tùy theo góc độ, chúng ta chỉ thấy được từng phần sáng khác nhau của Mặt Trăng. 

Do vậy, tùy theo sự thay đổi vị trí tương đối của địa cầu, Mặt Trăng và Mặt Trời mà chúng ta có được các hình ảnh khác nhau về nó.

Trăng lưỡi liềm hay Trăng khuyết là ánh trăng mà chỉ có một phần nhận được từ Mặt Trời, thường xảy ra vào cuối tháng âm lịch. Ánh trăng này thường màu cam, ở Việt Nam là màu cam nhạt. Ánh trăng chỉ làm sáng một phần khu vực đang chiếu sáng.

Trăng thượng huyền là ánh trăng lớn hơn trăng lưỡi liềm một chút. Ánh trăng này thường màu vàng. Ánh trăng có thể thấy vào gần chiều. Ánh trăng chỉ làm sáng một số khu vực trong thành phố.

Trăng bán nguyệt là ánh trăng mà chỉ nửa diện tích là nhận được từ Mặt Trời, xảy ra vào tuần thứ 3 trong tháng. Ánh trăng này màu vàng cam, chỉ làm sáng được cho một thành phố

Trăng hạ huyền là ánh trăng nhỏ hơn trăng xế. Ánh trăng này màu vàng nhạt, có thể thấy vào tối hoặc chiều tối. Ánh trăng chỉ làm sáng một miền đất của một quốc gia

Trăng xế là ánh trăng mà một phần không nhận được từ Mặt Trời. Ánh trăng chỉ xuất hiện được vào buổi tối hoặc chiều. Ánh trăng chỉ làm sáng cả đất liền của một quốc gia.

Trăng tròn là ánh trăng nhận được toàn phần từ Mặt Trời. Ánh trăng xuất hiện vào đêm rằm, ngoại trừ đêm Nguyên tiêu. Ánh trăng làm sáng cả đất và biển của một quốc gia.

Trăng quầng là ánh trăng nhạt hơn tất cả các ánh trăng nêu trên. Ánh trăng xuất hiện vào đêm Nguyên tiêu. Ánh trăng vốn mờ nhạt nên chỉ làm sáng vùng biển của thế giới.

Không trăng hay Trăng non là một ánh trăng mà không thấy được, xuất hiện vào tuần 1 của tháng. Không trăng có thể do nhiều mây nên trăng trốn mất hoặc do không nhận được toàn phần từ Mặt Trời.

Kết Luận
Nhìn trăng qua khía cạnh khoa học thì rất nhiều chuyện cần tìm hiểu thêm, vì trong sự tiến bộ cũng như trình độ của loài người hiện tại chưa thể vén bức màn đang bao phủ quanh mặt trăng.
Tuy nhiên trong dân gian hay giới văn nhân thi sĩ lại khác, họ hiểu biết rất nhiều về mặt trăng qua trí tưởng tượng. Nào là Hằng Nga, Thỏ Ngọc, còn có Cây Đa và Chú Cuội. Không một nhà thơ nào không nói đến trăng trong số các tác phẩm của mình, ít nhất cũng có một bài về Trăng. Chẳng những thế, có thi sĩ lại giành trăng cho riêng mình để rồi rao bán...
Còn với trẻ nhỏ thì không gọi là Hằng Nga hay chị Hằng, Các em đã thay đổi giới tính của chị Hằng thành Ông Trăng.
Nói đến trăng, từ khoa học kỹ thuật đến thi văn có lẽ không bao giờ cạn. Trăng sẽ mãi mãi gắn liền với nhân loại và luôn đồng hành trong tương lai.

Huỳnh Hữu Đức Tổng Hợp và Biên Soạn.

(Theo:http://kienthuc.net.vn-http://baomoi.com -http://vi.wikipedia.org)