Vì sao Trái đất tự quay quanh một trục?

Trái đất giống như hệ Mặt Trời và tám hành tinh khác, đồng thời với quay quanh Mặt Trời thì nó còn tự quay quanh một trục giả tưởng của bản thân. Đó gọi là Trái Đất tự quay. Hiện tượng ngày đêm nối tiếp nhau là do Trái Đất tự quay sản sinh ra.

Mấy trăm năm trước nhiều người đưa ra nhiều chứng minh về Trái Đất tự quay. Nhưng vì sao Trái Đất lại tự quay quanh trục của mình? Cũng như vì sao Trái Đất lại quay quanh Mặt Trời? Đó là một vấn đề vô cùng hứng thú đối với các nhà khoa học từ nhiều năm nay. Thoạt xem quay tròn là một hình thức vận động cơ bản của các thiên thể trong vũ trụ, nhưng muốn thật sự trả lời câu hỏi này thì trước hết phải làm rõ Trái Đất và hệ Mặt Trời được hình thành như thế nào. Trái Đất tự quay và quay quanh Mặt Trời có liên quan mật thiết với sự hình thành của hệ Mặt Trời.

Các nhà thiên văn lý thuyết hiện đại cho rằng: hệ Mặt Trời được hình thành từ những đám tinh vân nguyên thuỷ. Tinh vân nguyên thuỷ là những đám khí vô cùng loãng. Năm tỉ năm trước, dưới ảnh hưởng của một nhiễu động nào đó, do tác dụng của lực hấp dẫn mà đám tinh vân co dần về trung tâm. Qua diễn biến thời gian dài, mật độ vật chất ở phần trung tâm ngày càng lớn, nhiệt độ cũng ngày càng cao, cuối cùng đạt được mức độ có thể gây ra phản ứng nhiệt hạch, diễn biến thành Mặt Trời. Những chất khí tàn dư chung quanh Mặt Trời dần dần hình thành tầng khí dạng bàn tròn quay, qua quá trình co ngót, va chạm và tích tụ, trong tầng khí dần dần tụ tập thành những hạt đặc, hành tinh nhỏ, hành tinh nguyên thuỷ, cuối cùng hình thành những hành tinh lớn, nhỏ độc lập với Mặt Trời.

Như ta đã biết, muốn đo chuyển động thẳng của một vật thể nhanh hay chậm có thể dùng tốc độ để biểu thị. Vậy trạng thái chuyển động tròn thì dùng gì để đo? Có một biện pháp là dùng "động lượng góc". Đối với một vật thể quay quanh một điểm cố định, động lượng góc của nó bằng khối lượng nhân với tốc độ nhân với khoảng cách từ trọng tâm vật thể đó đến điểm cố định mà nó quay quanh điểm đó. Trong vật lý có một định luật bảo toàn động lượng góc rất quan trọng. Định luật phát biểu như sau: Một vật thể quay, nếu không chịu tác dụng của ngoại lực, thì động lượng góc của nó sẽ không thay đổi khi hình dạng của vật thể thay đổi. Ví dụ một diễn viên ba lê, trong quá trình quay đột nhiên thu tay lại (thu nhỏ sự phân bố khối lượng so với điểm quay cố định) thì tốc độ quay của diễn viên đó sẽ tăng lên, bởi vì chỉ có thế mới bảo đảm động lượng góc không thay đổi. Định luật này có vai trò quan trọng trong việc sản sinh ra tốc độ tự quay của Trái Đất.

Những đám tinh vân nguyên thuỷ hình thành hệ Mặt Trời vốn đã có động lượng góc. Sau khi hình thành Mặt Trời và hệ thống hành tinh, động lượng góc của nó không bị mất đi nên tất nhiên phát sinh sự phân bố lại. Các thiên thể trong quá trình vật chất tích tụ dài dằng dặc lần lượt nhận được động lượng góc nhất định của đám tinh vân nguyên thuỷ. Vì động lượng góc không đổi cho nên các hành tinh trong quá trình co lại sẽ chuyển động ngày càng nhanh. Trái Đất cũng không ngoại lệ. Sự phân phối chủ yếu của động lượng góc mà nó thu được sẽ khiến cho Trái Đất quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất và Trái Đất tự quay. Đó chính là nguồn gốc Trái Đất tự quay. Muốn phân tích một cách chặt chẽ hơn về chuyển động của Trái Đất và những hành tinh khác quanh Mặt Trời cũng như sự tự quay của các hành tinh thì các nhà khoa học cần phải nghiên cứu nhiều hơn nữa.