Khi nào Trái Đất sẽ mất Mặt Trăng?

[june04]

Nếu tiếp tục dịch chuyển ra xa Trái Đất ở tốc độ hiện nay, Mặt Trăng sẽ bị Mặt Trời nuốt chửng sau khoảng 5 tỷ năm nữa.

Quỹ đạo của Mặt Trăng xung quanh Trái Đất dường như đều đặn đến mức nhiều nền văn minh tính tháng dựa theo chuyển động của Mặt Trăng trong hàng nghìn năm. Tuy nhiên, trên thực tế, Mặt Trăng đang chậm rãi dịch chuyển ra xa khỏi Trái Đất.

Các nhà khoa học xác định tốc độ Mặt Trăng dịch ra xa Trái Đất với sự hỗ trợ của tấm phản chiếu mà NASA đặt tại đó trong nhiệm vụ Apollo. Trong hơn 50 năm, giới nghiên cứu bắn chìm tia laser từ Trái Đất vào những tấm gương và đo thời gian để phát hiện xung phản xạ. Sử dụng tốc độ ánh sáng, họ ước tính Mặt Trăng đang cách xa Trái Đất ở tốc độ khoảng 3,8 cm/năm, bằng tốc độ mọc dài của móng tay, theo NASA.

Mặt Trăng dịch chuyển ra xa Trái Đất do ảnh hưởng từ lực hấp dẫn giữa hai thiên thể. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng hút đại dương trên Trái Đất phình về phía nó, dẫn tới thủy triều. Trọng lực của Trái Đất cũng gây ra hiệu ứng thủy triều tương tự trên Mặt Trăng, khiến vệ tinh tự nhiên này có hình dạng hơi giống quả bóng đá.

Lực hấp dẫn từ thủy triều phình ra của Trái Đất kéo Mặt Trăng. Trong khi đó, sự dịch chuyển của đại dương do thủy triều tạo ra lực ma sát lên bề mặt Trái Đất, làm chậm tốc độ quay của hành tinh, theo Madelyn Broome, nhà vật lý thiên văn ở Đại học California, Santa Cruz. Cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, khi Mặt Trăng hình thành lần đầu tiên, tốc độ quay của Trái Đất nhanh hơn nhiều, với một ngày kéo dài khoảng 5 giờ.

Do Trái Đất và Mặt Trăng thuộc cùng một hệ thống tương tác lực hấp dẫn, tổng momen động lượng phải được bảo toàn. Vật thể quay càng nhanh, momen động lượng càng lớn. Vị trí của vật thể từ trung tâm hệ thống cũng quan trọng. Vật thể ở càng xa, momen động lượng của hệ thống càng tăng. Trong trường hợp của Trái Đất và Mặt Trăng, khi Trái Đất quay chậm lại, theo định luật bảo toàn, Mặt Trăng phải dịch chuyển ra xa hơn để bù lại momen động lượng bị giảm đi.

Mặt Trăng nhiều khả năng hình thành từ mảnh vỡ do va chạm giữa Trái Đất thuở sơ khai và thiên thể lớn cỡ sao Hỏa, theo Đại học Arizona. Lực thủy triều góp phần đẩy Mặt Trăng tới khoảng cách trung bình hiện nay với Trái Đất là 384.400 km, theo Đài quan sát Hoàng gia ở Greenwich, Anh. Tác động thủy triều cũng làm chậm tốc độ Mặt Trăng quay quanh trục, kết quả là Mặt Trăng bị "khóa thủy triều" với Trái Đất. Một mặt của nó luôn quay về phía hành tinh.

Lực này cũng giảm tốc độ quay của Trái Đất. Trong khoảng 50 tỷ năm, nếu không có gì gián đoạn, tốc độ quay chậm của Trái Đất sẽ khiến hành tinh bị khóa thủy triều và luôn quay một mặt về phía Mặt Trăng, theo Jean Creighton, giám đốc Cung thiên văn Manfred Olson ở Đại học Wisconsin-Milwaukee. Ở thời điểm này, Trái Đất và Mặt Trăng sẽ ngừng dịch chuyển ra xa nhau.

Tuy nhiên, sau khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời chết dần, phồng lên thành sao đỏ khổng lồ. Khi đó, hệ thống Trái Đất – Mặt Trăng chắc chắn sẽ bị gián đoạn và phá hủy, theo David Trilling, trưởng khoa Thiên văn học và Khoa học hành tinh ở Đại học Bắc Arizona. Nếu Mặt Trăng tiếp tục dịch ra xa khỏi Trái Đất ở tốc độ hiện nay, nó sẽ lui ra xa thêm 189.000 km và bị nuốt chửng bởi sao đỏ khổng lồ.