Khi nào Mặt Trời mọc ở chính Đông và lặn ở chính Tây?

Khám phá những bí ẩn về chuyển động của Mặt Trời

Câu hỏi “Khi nào Mặt Trời mọc ở chính Đông và lặn ở chính Tây?” tưởng chừng đơn giản nhưng lại ẩn chứa những kiến thức thú vị về thiên văn học và chuyển động của Trái Đất. Nhà nghiên cứu Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam, sẽ giúp chúng ta giải đáp thắc mắc này, làm sáng tỏ những lầm tưởng phổ biến về vị trí và thời gian xuất hiện của Mặt Trời. Bài viết này sẽ đi sâu vào cơ chế vận động của Trái Đất, giải thích lý do tại sao không phải ngày nào Mặt Trời cũng mọc ở chính Đông và lặn ở chính Tây, cũng như khi nào Mặt Trời đi qua thiên đỉnh.

Hiểu rõ chuyển động của Trái Đất và ảnh hưởng đến thời gian chiếu sáng

Trái Đất không chỉ tự quay quanh trục Bắc – Nam tạo ra ngày và đêm, mà còn di chuyển trên quỹ đạo hình elip quanh Mặt Trời theo chu kỳ một năm. Điều đặc biệt là trục quay của Trái Đất không vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo, mà nghiêng khoảng 23,5 độ. Sự nghiêng này là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi thời gian chiếu sáng của Mặt Trời trong ngày, dao động theo mùa.

Vào mùa hè ở Bắc bán cầu, khi khu vực này hướng về phía Mặt Trời nhiều hơn, thì Nam bán cầu lại đang trong mùa đông và ngược lại. Chuyển động này làm thay đổi vị trí biểu kiến của Mặt Trời khi quan sát từ Trái Đất. Do đó, vào cùng một thời điểm trong ngày, ví dụ 9 giờ sáng, vị trí của Mặt Trời có thể khác nhau tùy thuộc vào ngày trong năm. Điều này khẳng định rằng, trên thực tế, không phải ngày nào trong năm bạn cũng thấy Mặt Trời mọc ở chính Đông và lặn ở chính Tây. Hầu hết thời gian, vị trí mọc và lặn của Mặt Trời đều có sự sai lệch nhất định so với hai điểm này.

Trái đất tự quay quanh trục bắc – nam dẫn tới hiện tượng ngày – đêm.

Thiên đỉnh: Điểm cao nhất của Mặt Trời trên bầu trời

Trong thiên văn học, thiên đỉnh (zenith) là thuật ngữ chỉ điểm thẳng đứng ngay phía trên đầu người quan sát. Mặc dù nhiều người tin rằng vào giữa trưa, Mặt Trời sẽ lên cao nhất và chiếu ánh sáng thẳng đứng xuống, nhưng điều này không hoàn toàn chính xác trong phần lớn thời gian trong năm. Vào giữa trưa, ngay cả khi có nắng, chúng ta vẫn quan sát thấy bóng của mình đổ theo một hướng nhất định, dù rất ngắn. Điều này chứng tỏ Mặt Trời không chiếu thẳng đứng từ trên xuống, hay nói cách khác, nó không nằm ở thiên đỉnh.

Trọng lực của Trái Đất kéo mọi vật về phía tâm của nó. Hướng từ chân lên đỉnh đầu khi đứng thẳng về cơ bản là hướng nối từ tâm Trái Đất đến thiên đỉnh của bạn. Nếu trục Trái Đất không nghiêng, Mặt Trời sẽ luôn ở thiên đỉnh đối với người sống ở xích đạo. Tuy nhiên, do trục Trái Đất nghiêng khoảng 23,5 độ, Mặt Trời có thể đạt thiên đỉnh vào những thời điểm khác nhau tại các khu vực kéo dài từ 23,5 độ vĩ Bắc đến 23,5 độ vĩ Nam. Hai vĩ độ này được gọi là chí tuyến Bắc và chí tuyến Nam.

Toàn bộ khu vực nội chí tuyến, nằm giữa hai chí tuyến này, sẽ có ít nhất một thời điểm trong năm mà Mặt Trời đi qua thiên đỉnh:

• Tại chí tuyến Bắc: Mặt Trời đi qua thiên đỉnh vào ngày Hạ chí (khoảng 20-22/6).
• Tại chí tuyến Nam: Mặt Trời đi qua thiên đỉnh vào ngày Đông chí (khoảng 20-22/12).
• Tại Xích đạo: Mặt Trời đi qua thiên đỉnh vào Xuân phân (khoảng 20-21/3) và Thu phân (khoảng 22-23/9).
• Tại Hà Nội: Mặt Trời đi qua thiên đỉnh vào khoảng từ 26-29/5 và 15-18/7.
• Tại TP. Hồ Chí Minh: Mặt Trời đi qua thiên đỉnh vào khoảng từ 15-16/4 và 27-29/8.

Các mùa trên trái đất do sự nghiêng của trục quay và chuyển động trên quỹ đạo quanh mặt trời.

Thời điểm Mặt Trời mọc chính Đông, lặn chính Tây: Bí ẩn nằm ở mặt phẳng xích đạo

Khái niệm về hướng Đông và Tây không phụ thuộc vào vị trí tâm Trái Đất mà liên quan mật thiết đến trục quay của nó. Các vĩ tuyến đều nằm trên mặt phẳng vuông góc với trục quay này. Do đó, chỉ có tại xích đạo, hướng nhìn thiên đỉnh của người quan sát mới nằm trên mặt phẳng vĩ tuyến.

Mặt trời mọc ở chính đông và lặn ở chính tây vào ngày nào? – Ảnh 4.

Vào ngày Mặt Trời mọc ở chính Đông và lặn ở chính Tây, vị trí của nó không phụ thuộc vào việc nó có đi qua thiên đỉnh vào trưa ngày hôm đó hay không. Điều quan trọng là các tia sáng của Mặt Trời có cùng phương với mặt phẳng xích đạo của Trái Đất hay không. Thời điểm này xảy ra vào hai ngày đặc biệt trong năm: Xuân phân và Thu phân.

Vào Xuân phân và Thu phân, Mặt Trời nằm trên xích đạo trời, là đường tròn trải rộng của xích đạo Trái Đất. Tại hai thời điểm này, các tia sáng từ Mặt Trời chiếu vuông góc với trục quay của Trái Đất. Hiện tượng này xảy ra do Mặt Trời ở rất xa và có kích thước lớn hơn Trái Đất nhiều lần, cho phép các tia sáng của nó được coi là hoàn toàn song song khi đến Trái Đất.

Việc hiểu rõ các hiện tượng thiên văn này không chỉ thỏa mãn trí tò mò mà còn giúp chúng ta có cái nhìn chính xác hơn về vũ trụ và vị trí của mình trong đó.