Từ một người trên Trái Đất đến tận cùng vũ trụ – Chúng ta đang chuyển động nhanh đến mức nào?

Thoạt nhìn, chúng ta tưởng mình đang đứng yên trên mặt đất.

Nhưng thực tế hoàn toàn khác.

Ngay cả khi đang ngồi yên, cơ thể chúng ta đồng thời tham gia nhiều chuyển động: Trái Đất tự quay quanh trục, Trái Đất quay quanh Mặt Trời, cả Hệ Mặt Trời chuyển động quanh tâm Ngân Hà. Và ở quy mô lớn hơn nữa, Ngân Hà cùng hàng tỷ thiên hà khác đang cùng vận động trong một vũ trụ đang giãn nở.

Hãy thử đi từ nơi gần nhất đến nơi xa nhất để hình dung điều đó.

1. Con người trên Trái Đất

Trái Đất quay nhanh như thế nào?

Trái Đất quay một vòng quanh trục của nó trong khoảng 23 giờ 56 phút 4 giây nếu tính theo các ngôi sao.

Chu vi Trái Đất tại xích đạo khoảng 40.075 km.

Nếu một người đứng đúng tại xích đạo, trong khoảng một ngày người đó đi cùng Trái Đất một quãng đường khoảng 40.075 km.

Tính ra: 40.075 km / 86.164 giây ≈ 0,465 km/giây

hay khoảng: 465 mét/giây ≈ 1.674 km/giờ.

Nói cách khác, một người đứng yên trên mặt đất tại xích đạo thực ra đang chuyển động quanh trục Trái Đất với tốc độ khoảng 1.670 km/giờ.

NASA cũng cho biết tốc độ này thay đổi theo vĩ độ: càng đi xa xích đạo về phía hai cực, tốc độ quay càng giảm; tại hai cực, tốc độ theo vòng tròn bằng 0.

Vì vậy, câu “mỗi giây con người di chuyển 0,465 km do Trái Đất tự quay” là đúng nếu nói về người đứng ở xích đạo.

2. Trái Đất trong Hệ Mặt Trời

Nhưng Trái Đất không chỉ quay quanh trục.

Nó còn cùng toàn bộ Hệ Mặt Trời quay quanh Mặt Trời.

Khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời là khoảng 149,6 triệu km, tức 1 đơn vị thiên văn (AU).

Nếu coi quỹ đạo Trái Đất gần đúng là hình tròn, chu vi quỹ đạo là: 2π × 149,6 triệu km ≈ 940 triệu km.

Như vậy, trong một năm, Trái Đất đi được khoảng: 940 triệu km quanh Mặt Trời.

Ánh sáng truyền với tốc độ khoảng 300.000 km/giây.

Do đó, quãng đường Trái Đất đi quanh Mặt Trời trong một năm tương đương với quãng đường ánh sáng đi trong khoảng: 52,5 phút ánh sáng.

Đây là một con số rất thú vị:

Trong một năm, Trái Đất chạy một vòng quanh Mặt Trời trên một quỹ đạo dài khoảng 940 triệu km – tương đương khoảng 52 phút 30 giây ánh sáng.

Tốc độ trung bình của Trái Đất trên quỹ đạo là: ≈ 29,8 km/giây

hay khoảng: 107.000 km/giờ.

NASA cho giá trị trung bình khoảng 107.182 km/giờ.

Như vậy, chỉ riêng hai chuyển động này, một người trên Trái Đất đã đồng thời:

+ quay quanh trục Trái Đất với tốc độ tối đa khoảng 0,465 km/giây tại xích đạo;

+ cùng Trái Đất chạy quanh Mặt Trời với tốc độ khoảng 29,8 km/giây.

Nhưng vẫn chưa hết.

3. Hệ Mặt Trời trong Ngân Hà

Mặt Trời không đứng yên trong vũ trụ.

Mặt Trời là một ngôi sao trong một thiên hà có tên là: Ngân Hà – Milky Way Galaxy

Ngân Hà là một thiên hà xoắn ốc có thanh (barred spiral galaxy).

Mặt Trời không nằm ở trung tâm Ngân Hà mà nằm trong một nhánh nhỏ gọi là Nhánh Orion (Orion Spur).

3.1. Hệ Mặt Trời cách tâm Ngân Hà bao xa?

Khoảng cách hiện được chấp nhận vào khoảng: 26.000 năm ánh sáng

đến vùng trung tâm Ngân Hà. NASA sử dụng giá trị khoảng 26.000 năm ánh sáng cho khoảng cách đến Sagittarius A*.

Điều đó có nghĩa là ánh sáng từ trung tâm Ngân Hà phải mất khoảng 26.000 năm mới đến được Trái Đất.

3.2. Tâm Ngân Hà có gì?

Ở trung tâm Ngân Hà có một lỗ đen siêu khối lượng mang tên: Sagittarius A* – thường gọi là Sgr A*.

Khối lượng của nó khoảng 4,3 triệu lần khối lượng Mặt Trời.

Nhưng cần hiểu cho chính xác: Không phải toàn bộ Ngân Hà chỉ quay quanh riêng lỗ đen này.

Khối lượng của toàn bộ Ngân Hà lớn hơn rất nhiều. Chuyển động của các ngôi sao chịu ảnh hưởng bởi toàn bộ phân bố vật chất của thiên hà, bao gồm hàng trăm tỷ ngôi sao, khí, bụi và đặc biệt là vật chất tối.

Sagittarius A* nằm ở trung tâm và là một thành phần rất quan trọng của vùng trung tâm, nhưng không phải “một quả cầu hút tất cả các ngôi sao của Ngân Hà”.

3.3. Hệ Mặt Trời mất bao lâu để đi một vòng quanh Ngân Hà?

NASA cho biết Hệ Mặt Trời chuyển động quanh tâm Ngân Hà với tốc độ khoảng: 829.000 km/giờ – tức khoảng: 230 km/giây.

Một vòng quanh Ngân Hà mất khoảng: 230 triệu năm.

Có thể hình dung: Nếu coi thời gian tồn tại của Trái Đất khoảng 4,5 tỷ năm là một cuốn phim, thì Mặt Trời chỉ mới đi quanh trung tâm Ngân Hà khoảng 20 vòng.

Và trong mỗi giây, dù chúng ta không cảm nhận được, Trái Đất cùng toàn bộ Hệ Mặt Trời đang lao đi khoảng: 230 km quanh trung tâm Ngân Hà.