Vệ tinh của chúng ta, Mặt trăng, nằm ở khoảng cách trung bình 384.400 km so với Trái đất. Mỗi năm nó di chuyển ra xa 3,4 cm. Điều này có nghĩa là với hàng triệu năm trôi qua, mặt trăng có thể không còn là vệ tinh của chúng ta. Điều gì sẽ xảy ra nếu kịch bản ngược lại? Đó là, nếu mặt trăng tiến gần hơn một chút đến hành tinh của chúng ta mỗi năm. Thực tế này được gọi là Giới hạn Roche. Giới hạn Roche này là gì?
Trong bài viết này, chúng tôi giải thích mọi thứ về nó.
Nếu mặt trăng đến gần hành tinh của chúng ta hơn
Trước hết, cần nói rằng điều này hoàn toàn là hư cấu. Mặt trăng không có cách nào để đến gần hành tinh của chúng ta, vì vậy tất cả chỉ là phỏng đoán. Trên thực tế, trên thực tế, mặt trăng sẽ tiếp tục di chuyển ngày càng xa Trái đất mỗi năm. Hãy quay trở lại thời điểm khi hành tinh của chúng ta vẫn mới được hình thành và quỹ đạo mà vệ tinh của chúng ta đang ở gần hơn so với quỹ đạo hiện tại. Lúc này khoảng cách giữa hành tinh và vệ tinh nhỏ hơn. Ngoài ra, Trái đất tự quay theo cách nhanh hơn. Ngày chỉ dài sáu giờ, và mặt trăng chỉ mất 17 ngày để hoàn thành quỹ đạo hoàn chỉnh.
Lực hấp dẫn mà hành tinh của chúng ta tác động lên mặt trăng là thứ có nhiệm vụ làm chậm vòng quay của nó. Đồng thời, lực hấp dẫn do mặt trăng tác động lên hành tinh của chúng ta là thứ đã làm chậm quá trình quay. Do đó, ngày hôm nay trên Trái đất dài 24 giờ. Bằng cách duy trì mômen động lượng của một hệ thống, đó là mặt trăng đã di chuyển ra xa chúng ta để bù đắp.
Bảo toàn momen động lượng là một điều quan trọng để duy trì theo cả hai hướng. Nếu mặt trăng mất hơn một ngày để quay quanh quỹ đạo, hiệu ứng sẽ giống như chúng ta quan sát ở đây. Tức là, hành tinh quay chậm lại và vệ tinh di chuyển ra xa để bù đắp cho nó. Tuy nhiên, nếu mặt trăng tự quay nhanh hơn, nó sẽ tạo ra hiệu ứng ngược lại: vòng quay của hành tinh sẽ tăng tốc, ngày kéo dài ít thời gian hơn và vệ tinh sẽ đến gần hơn để bù đắp.
Ảnh hưởng của trọng lực đến giới hạn Roche
Để hiểu điều này, chúng ta cần biết rằng lực hấp dẫn sẽ phức tạp hơn nếu chúng ta đến đủ gần. Có một điểm mà tất cả các tương tác hấp dẫn đều trùng khớp. Giới hạn này được gọi là giới hạn Roche. Nó nói về hiệu ứng mà một vật có được khi nó được hỗ trợ bởi trọng lực của chính nó. Trong trường hợp này, chúng ta đang nói về mặt trăng. Nếu mặt trăng đến gần một vật thể khác đến mức lực hấp dẫn có thể làm biến dạng và phá hủy nó. Giới hạn Roche này cũng áp dụng cho các ngôi sao, tiểu hành tinh, hành tinh và vệ tinh.
Khoảng cách chính xác phụ thuộc vào khối lượng, kích thước và mật độ của cả hai vật thể. Ví dụ, giới hạn Roche giữa Trái đất và mặt trăng là 9.500 km. Điều này được tính đến bằng cách xử lý mặt trăng chung từ mặt trăng rắn. Giới hạn này có nghĩa là, Nếu vệ tinh của chúng ta cách xa 9500 km hoặc ít hơn, thì lực hấp dẫn của hành tinh chúng ta sẽ chiếm lấy chính nó. Kết quả là, mặt trăng sẽ bị biến thành một vòng các mảnh vật chất, vỡ tan hoàn toàn. Các vật liệu sẽ tiếp tục quay xung quanh Trái đất cho đến khi chúng rơi xuống do tác động của lực hấp dẫn lên bề mặt. Những mảnh vật chất này có thể được gọi là thiên thạch.
Nếu một sao chổi ở khoảng cách nhỏ hơn 18000 km tính từ điểm kết thúc của trái đất và bị phá hủy bởi tác dụng của lực hấp dẫn. Mặt trời có khả năng thực hiện tác dụng tương tự nhưng với khoảng cách xa hơn nhiều. Điều này là do kích thước của mặt trời so với hành tinh của chúng ta. Vật có kích thước càng lớn thì lực hấp dẫn càng lớn. Đây không chỉ là một lý thuyết, mà sự phá hủy các vệ tinh bởi các hành tinh của chúng là một điều gì đó sẽ xảy ra trong hệ mặt trời. Ví dụ nổi tiếng nhất về điều này là của Phobos, một vệ tinh đang quay quanh Sao hỏa và nó làm như vậy với tốc độ nhanh hơn tốc độ của hành tinh.
Trong giới hạn Roche, trọng lực của vật thể nhỏ nhất không thể giữ cấu trúc của chính nó lại với nhau. Do đó, khi vật thể tiến đến giới hạn của trụ sở Roche càng bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của hành tinh. Khi nó vượt qua ranh giới này vài triệu năm nữa, vệ tinh sẽ biến thành một vòng các mảnh vỡ quay quanh sao Hỏa. Sau khi tất cả các mảnh vỡ ở trong quỹ đạo một thời gian, chúng sẽ bắt đầu kết tủa trên bề mặt hành tinh.
Một ví dụ khác về một vật thể có thể gần giới hạn Roche, mặc dù không được biết đến nhiều, là Triton, vệ tinh lớn nhất hành tinh. Sao Hải Vương. Ít nhiều người ta ước tính rằng trong khoảng 3600 tỷ năm nữa, hai điều có thể xảy ra khi vệ tinh này tiếp cận giới hạn Roche: nó có thể rơi vào bầu khí quyển của hành tinh, nơi nó sẽ tan rã hoặc nó sẽ trở thành một tập hợp các mảnh vật liệu tương tự như chiếc nhẫn mà hành tinh có Saturn.
Giới hạn của Roche và con người
Có thể câu hỏi đến với chúng ta: tại sao hành tinh của chúng ta không tiêu diệt chúng ta bằng lực hấp dẫn của nó khi chúng ta đang ở trong giới hạn Roche? Mặc dù nó có thể là logic, nó có một câu trả lời khá đơn giản. Lực hấp dẫn giữ cơ thể của tất cả các sinh vật cùng nhau lên bề mặt hành tinh.
Hiệu ứng này hầu như không có ý nghĩa khi so sánh với các liên kết hóa học giữ toàn bộ cơ thể với nhau. Ví dụ, lực này được duy trì bởi các liên kết hóa học trong cơ thể chúng ta mạnh hơn nhiều so với lực hấp dẫn. Trên thực tế, lực hấp dẫn là một trong những lực rất yếu trong tất cả các lực trong vũ trụ. Một điểm mà trọng lực hoạt động mạnh mẽ sẽ là cần thiết, chẳng hạn như trong hố đen như thể để làm cho giới hạn Roche có thể vượt qua các lực giữ cơ thể chúng ta lại với nhau.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về giới hạn Roche.