MẶT TRỜI &
CON NGƯỜI
Người dịch: TRỊNH HUY HÓA

NHÀ XUẤT BẢN TRẺ

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
MẶT TRỜI - NGUỒN GỐC SỰ SỐNG
Các tiền nhân của chúng ta nghĩ gì về Mặt trời?
Phải chăng Mặt trời tồn tại vĩnh viễn?
Cuộc sống nảy sinh trên Trái đất như thế nào?
Chúng ta có thể sống mà không có Mặt trời được không?
Sử dụng năng lượng Mặt trời như thế nào?
MẶT TRỜI VÀ TRÁI ĐẤT TRONG VŨ TRỤ
Mặt trời cách Trái đất bao xa?
Khoảng cách giữa Mặt trời và
Trái đất có thay đổi không?
Đường hoàng đạo là gì?
Tại sao Mặt trời mọc và lặn?
Các mùa trong năm diễn ra như thế nào?
Có phải Mặt trời ở chính phương Nam vào lúc
12 giờ trưa?
Nhật thực là gì?
Mặt trời có chuyển động không?
NGUỒN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
TRONG HÀNG TỶ NĂM
Mặt trời có kích thước ra sao?
Mặt trời có cấu tạo như thế nào?
Tại sao Mặt trời lại tỏa sáng?
Mặt trời có nặng lên hay nhẹ đi theo thời gian không?
QUAN SÁT MẶT TRỜI - HÔM QUA VÀ HÔM NAY
Có thể nhìn vào Mặt trời bằng kính
viễn vọng hay không?
Có thể nhìn vào bên trong Mặt trời được không?
Quang phổ Mặt trời là gì?
Tại sao Mặt trời vào buổi sáng và chiều tối
lại có màu đỏ?
Có tồn tại các tia Mặt trời không nhìn thấy được không?

3
4
4
6
7
8
9
11
11
11
11
12
15
15
16
20

21
21
23
23
24
25
25
25
26
26
27

Các nhà bác học quan sát Mặt trời như thế nào?
Kết hạt là gì?
Các vết Mặt trời là gì?
Có phải lúc nào cũng nhìn thấy các vết
Mặt trời hay không?
Các vết Mặt trời xuất hiện như thế nào?
Đuốc Mặt trời là gì?
Mặt trời có quay quanh trục của nó hay không?

28
30
30

LỚP BỀ MẶT CỦA MẶT TRỜI
Người ta nhìn thấy gì khi có nhật thực toàn phần?
Sắc quyển là gì?
Những vùng bộc phát trên Mặt trời là gì?
Những đỉnh lồi Mặt trời là gì?
Nhật quang là gì?
Gió Mặt trời là gì?

36
36
36
37
37
38
39

MẶT TRỜI, TRÁI ĐẤT, CON NGƯỜI
Bão từ là gì?
Vành đai phát xạ là gì?
Mặt trời có thể gây nhiễu loạn liên lạc
vô tuyến hay không?
Cực quang là gì?
Tầng ôzôn là gì?
Bức xạ Mặt trời có phụ thuộc vào tuổi của
Mặt trời hay không?

40
40
41

TƯƠNG LAI CỦA MẶT TRỜI
Mặt trời còn chiếu sáng bao lâu nữa?
Trái đất làm gì với năng lượng Mặt trời?
Điều gì sẽ xảy ra khi "lò lửa Mặt trời tắt đi"?
Phải chăng Mặt trời sẽ biến thành một lỗ đen vũ trụ?
Mặt trời có thể bị hút vào một ngôi sao khác không?
Loài người có thể tồn tại sau khi Mặt trời
chết đi hay không?

45
45
45
46
47
48

31
32
33
35

42
43
43
44

48

LỜI NÓI ĐẦU
Tại sao việc hiểu biết nhiều hơn về Mặt trời lại quan trọng đối với chúng ta như vậy?
Năng lượng trên hành tinh chúng ta còn lại ngày càng ít. Để tồn tại được, chúng ta cần phải
tìm kiếm những nguồn năng lượng mới. Khoa học và kỹ thuật đã có những bước tiến rất xa. Nhưng
đồng thời cũng nên nghĩ đến những công nghệ mà nhờ có chúng những nguồn tài nguyên thiên nhiên,
không khí, nước bao quanh chúng ta sẽ không bị tiêu hủy, ngược lại vẫn tồn tại cho các thế hệ sau.
Tất cả những điều đó buộc nhân loại phải nghiên cứu một cách nghiêm chỉnh Mặt trời - ngôi sao
ban ngày đã ban tặng cho họ ánh sáng, sức nóng và năng lượng.
Nhiều tỷ năm trước đây Mặt trời cùng với các hành tinh trong Thái dương hệ đã xuất hiện
từ các đám mây bụi khí. Với chúng ta, đây là ngôi sao quan trọng nhất. Nhưng trong số 200 tỷ
ngôi sao hợp thành một gia đình lớn, mà chúng ta gọi là Ngân hà, thì Mặt trời chỉ chiếm một vị
trí rất khiêm tốn. Nó không quá to cũng không quá nhỏ, và theo công suất bức xạ thì nó thuộc
loại các ngôi sao trung bình trong Vũ trụ. Có những ngôi sao nóng hơn, lớn hơn, già hơn hay trẻ
hơn. Nhưng theo quan niệm của chúng ta, những người Trái đất, thì kích thước của Mặt trời thật
là khổng lồ. Chẳng hạn trong lòng Mặt trời có thể chứa được 1,3 triệu quả cầu có kích cỡ tương
đương như Trái đất. Bức xạ của một mét vuông trên bề mặt Mặt trời tương đương với bức xạ
của một triệu ngọn đèn cộng lại. Mỗi một giây Mặt trời đốt cháy hàng triệu tấn nhiên liệu hạt
nhân và còn có thể chiếu sáng và đảm bảo năng lượng cho chúng ta trong 5 tỷ năm nữa. Mặt
trời sinh ra một khối lượng năng lượng khổng lồ. Chỉ một phần nhỏ xíu của nó đến được với Trái
đất. Nhưng chừng đó thôi cũng là quá đủ. Chỉ trong vòng 28 phút đồng hồ nó chuyển đến cho
hành tinh chúng ta số năng lượng còn lớn hơn năng lượng mà nhân loại có thể tiêu thụ trong
suốt một năm. Đối với các thế hệ tương lai, năng lượng Mặt trời sẽ có ý nghĩa quan trọng hàng
đầu, khi mà các nguồn năng lượng như dầu mỏ, than đá, uranium đã khai thác hết, và ta chỉ còn
thấy tên gọi của chúng trong sử sách.
Từ thời cổ đại, con người đã quan sát Mặt trời, đã sợ hãi nó, tôn kính nó như thần linh và
cũng đã sử dụng Mặt trời để tính toán thời gian. Vào thế kỷ XVII, các nhà bác học đã bắt đầu
nghiên cứu cái thiên thể sáng chói từ bao thế kỷ của chúng ta. Nhưng chỉ trong những thập niên
gần đây, nhờ có các chuyến du hành vũ trụ và công trình nghiên cứu của các nhà bác học, chúng
ta mới có được những quan niệm mới về Mặt trời. Với cuốn sách này, các bạn sẽ được biết những
nghiên cứu thú vị về Mặt trời, về những hiện tượng bí ẩn như các vết đen trên bề mặt và cực
quanh Mặt trời, về năng lượng Mặt trời, các cơn bão từ và gió mặt trời.

MẶT TRỜI - NGUỒN GỐC SỰ SỐNG
Đã từ lâu trước khi
đến thời đại khoa học kỹ thuật của chúng ta,
loài người đã quan sát
Mặt trời. Họ đã hiểu
biết về sức mạnh sáng
tạo sự sống của nó, đã
kính trọng và tôn thờ
nó như thần thánh. Ngoài ra, loài người còn biết
sử dụng ánh sáng ban ngày để tính thời gian. Các
công trình thờ phụng trong thời cổ đại đa số là
dùng để xác định điểm Mặt trời mọc và lặn vào
đầu mùa xuân hay mùa hè. Một trong số những
công trình nổi tiếng nhất thuộc loại này là vòng

Các tiền
nhân của
chúng ta
nghĩ gì về
Mặt trời?

4

tròn bằng đá khổng lồ Stonehenge ở Anh quốc.
Người ta đã xây dựng nó từ khoảng 2.000 năm
trước. Các khối đá nặng tới 48 tấn và cao tới 8
mét được chuyên chở từ những vùng cách đó
hàng chục km. Nếu đứng ở trung tâm vòng tròn
đá quan sát Mặt trời mọc vào ngày 21 tháng
6, thì ánh sáng sẽ chiếu đúng lên một tảng đá
đứng đơn độc cách tâm điểm 80m. Một số nhà
bác học cho rằng Stonehenge được dùng như
một máy tính bằng đá để tính thời gian chuyển
mùa. Những đường nối một số hòn đá chỉ vào
các điểm mọc và lặn của Mặt trời và Mặt trăng.
Biết được điều đó, có thể dự đoán thời điểm
chuyển mùa.

Trên quốc kỳ của nhiều nước, ví dụ như Nhật Bản, có hình Mặt
trời và các biểu tượng của Mặt trời.

Stonehenge - đền thờ Mặt trời và máy tính bằng đá.

Pharaoh Ai cập Echnaton với vợ là Nefertiti tôn thờ Mặt trời
như thần thánh.

Ngày lễ cổ xưa nhất của nhân loại - Lễ
Vượt qua - cũng gắn liền với Mặt trời, ngay cả
từ "Phục sinh" trong các ngôn ngữ Đức, Anh và
một số ngôn ngữ khác có chung một gốc với từ
"phương đông". Và thời gian này trong năm, Mặt
trời trên quỹ đạo của nó đi đến một điểm ở phía
đông, nơi nó sẽ mọc lên vào mỗi buổi sáng mùa
xuân. Lễ Giáng sinh cũng đến vào thời gian khi
cao độ của Mặt trời đạt đến điểm thấp nhất so
với đường chân trời và từ đó bắt đầu đi lên. Ngày
đó, ngày 25 tháng 12, được gọi là ngày "thiên
môn" (cổng trời) - bởi vì Mặt trời chuyển từ mùa
đông sang mùa hè. Với người La Mã cổ đại, ngày
đó còn được coi là một ngày lễ.
Ở Ai Cập cổ đại, thần Mặt trời Ra có một địa
vị đặc biệt. Pharaoh Echnaton thậm chí còn coi
vầng Mặt trời chính là thần thánh.
Người Hy Lạp thời cổ cho rằng, thần Mặt trời
Helios hàng ngày ngồi trên cỗ xe Mặt trời thắng
những con ngựa bốc lửa đi ngang qua bầu trời.
Các bộ lạc Maia, Inca và Aztec ở châu Mỹ
sống cách xa châu âu và châu Á cũng tôn thờ
thần Mặt trời, thậm chí họ còn hiến tế thần bằng
mạng sống của con người.
Và hiện nay, trong thế kỷ XX, người ta nhiều
khi không hiểu được những hiện tượng liên quan
đến Mặt trời, đôi khi họ còn gắn nó với những
5

Từ những đám mây bụi khí như thế này đã xuất hiện các ngôi sao vào các hành tinh.

nỗi sợ hãi thần thánh. Chẳng hạn, năm 1973 vào
thời gian nhật thực toàn phần ở châu Phi, nhiều
người đã khiếp sợ mà tự tử: họ đã coi một hiện
tượng thiên nhiên hoàn toàn vô hại như là điềm
báo hiệu ngày tận thế. Năm 1980, các cảnh sát
Aán độ đã bắn súng vào Mặt trăng đang che lấp
Mặt trời. Từ nhiều nghìn năm nay, Mặt trời đóng
một vai trò quan trọng trong môn chiêm tinh
học - một môn học về mối liên hệ giữa sự bố trí
của các thiên thể với các sự kiện lịch sử, với số
phận của các cá nhân và các dân tộc.
Mặt trời chiếu
sáng đã nhiều tỷ năm.
Ngày nay chúng ta
đã biết rằng Mặt trời
cùng với các hành
tinh trong thái dương
hệ hình thành từ một đám mây bụi khí khổng lồ.
Thoạt đầu xuất hiện một đám mây hình cầu, nó

Phải chăng
Mặt trời
tồn tại
vĩnh viễn?

6

khi bị ép lại đã quay mỗi lúc một nhanh hơn. Do
tác động của lực ly tâm, nó biến thành một chiếc
đĩa dẹt. Hầu như toàn bộ vật chất trong đám mây
bị cô đặc lại ở trung tâm chiếc đĩa dưới dạng một
quả cầu lớn. Mặt trời chính đã xuất hiện theo
cách đó. Ở vành đĩa hình thành những thiên thể
nhỏ hơn, các hành tinh và mặt trăng. Khi vừa mới
ra đời, Mặt trời vẫn còn lạnh, nhưng theo thời gian
nó ngay càng bị ép chặt lại, vì thế nó ngày càng
nóng mãi lên cho đến khi nhiệt độ bên trong Mặt
trời đạt đến nhiều triệu độ C. Chính khi đó đã hình
thành những điều kiện cần thiết cho cuộc sống
của ngôi sao này kéo dài nhiều tỷ năm: Mặt trời
non trẻ bắt đầu sản sinh ra năng lượng nguyên
tử bên trong khối nhân nóng bỏng của nó.
Các ngôi sao mới ra đời như vậy đấy. Nó được
bao quanh bởi các hành tinh. Trong số đó có một
hành tinh đặc biệt. Nhờ có Mặt trời mà trên hành
tinh đó đã xuất hiện sự sống dưới vô số các hình
thức phong phú. Đó là Trái đất của chúng ta.

Sự hình thành của Thái dương hệ:
Toàn bộ Thái dương hệ, trong đó có Trái đất và Mặt trăng, xuất
hiện từ một đám mây bụi khí khổng lồ (1)
Đám mây bụi khí bị nén lại và quay nhanh hơn (2)
Do tác động của lực ly tâm ngày càng mạnh, đám mây biến
thành một chiếc đĩa dẹt (3)
Ở trung tâm đĩa hình thành một khối cô đặc lớn (4)
Từ khối đặc này xuất hiện Mặt trời. Ở vành ngoài đám mây hình
thành các hành tinh và các Mặt trăng. Dần dần toàn bộ Thái
dương hệ mang hình dạng như hiện nay (5)

Cuộc sống
nảy sinh trên
Trái đất
như thế nào?

Sau khi xuất
hiện Thái dương
hệ, tức vào khoảng
5 tỷ năm trước,
Trái đất còn chưa
hề có sự sống.

Trong một thời gian dài, bề mặt của Trái
đất vẫn còn nóng chảy, không có nước và không
khí. Hành tinh của chúng ta nguội đi rất chậm
chạp, cho đến khi hình thành nên một lớp vỏ
cứng trên bề mặt. Từ hàng ngàn miệng núi
lửa và khe nứt, các luồng khí ga bắt đầu thoát
ra,hình thành lớp khí quyển đầu tiên. Trong
thành phần của nó cùng với các vật chất khác
còn có hơi nước. Nhiệt độ dần dần hạ xuống,
và từ đám mây khổng lồ nước đã trút xuống bề
mặt còn chưa nguội của Trái đất để ngay lập
tức biến thành hơi giống như trên một cái bếp
lò vậy. Trái đất vẫn tiếp tục nguội dần đi, và
sau đó đã hình thành các đại dương đầu tiên,
lúc đó vẫn còn nóng bỏng. Các đại dương này
cũng chỉ nguội đi rất chậm chạp. Quang cảnh
mặt đất không ngừng được Mặt trời chiếu sáng.
Vì hành tinh cuối cùng đã nguội hẳn, trong các
đại dương đã hình thành những tổ chức sống
đầu tiên. Bức xạ mạnh mẽ của Mặt trời và các
tia chớp liên hồi kỳ trận làm phá vỡ các phân
tử khí trong các đám mây hơi nước bao quanh
hành tinh. Từ các phân tử này đã xuất hiện các
7

vật chất phức tạp hơn, tạo nên những thành
phần cơ bản của sự sống. Chẳng hạn như các
amino axít mà từ đó sau này đã xuất hiện các
chất albumin động thực vật. Dần dần đã hình
thành nên các cấu trúc có kích thước ngày càng
lớn hơn, nảy sinh các phân tử đầu tiên trong
các đại dương nguyên thủy. Ở đó chúng không
bị tiêu hủy và hợp lại với nhau, tạo nên những
tổ chức hữu cơ đầu tiên cực kỳ nhỏ bé. Vậy
là Trái đất với sự giúp sức của Mặt trời đã trở
thành hành tinh của Sự sống. Thực ra cũng có
nhiều nhà bác học cho rằng những thành phần
quan trọng nhất của vật chất sống hay ngay cả
những tổ chức sống nhỏ nhất đã đến Trái đất
từ ngoài Vũ trụ. Dĩ nhiên điều này cũng không
loại trừ, nhưng thật khó tin.
Hành tinh của chúng ta 4,6 tỷ năm về trước. Trong các đại
dương sinh ra những cơ thể sống đầu tiên. Nhiều loài về sau
đã lên sống trên đất liền.

8

Giả dụ như
Mặt trời tắt đi, thì
chỉ sau vài tuần
lễ trên Trái đất
sẽ không còn sự
sống nào nữa. Chỉ
duy nhất Mặt trời
là có thể sưởi ấm cho Trái đất và duy trì trên Trái
đất một nhiệt độ khiến cho nước và không khí
không biến thành lớp áo giá băng. Chỉ nhờ có sức
nóng Mặt trời mà nước trong các đại dương mới
bốc hơi, sau đó rơi xuống các lục địa trong những
cơn mưa nuôi dưỡng sự sống. Chỉ có bức xạ Mặt
trời mới có thể làm sinh sôi nảy nở các loài thực
vật đảm bảo cho cuộc sống của chúng ta. Nhưng
chúng ta không cần phải lo Mặt trời sẽ có ngày tắt
mất. Các nhà khoa học đã chứng minh rằng Mặt
trời sẽ còn chiếu sáng nhiều tỷ năm nữa và tiếp
tục đảm bảo cho cuộc sống trên Trái đất.

Chúng ta có
thể sống mà
không có
Mặt trời
được không?

Mặt trời đem lại sự sống cho cây cối, cây cối lại cung cấp thức ăn cho con người

Mọi người
đều biết rằng trữ
lượng than đá và
dầu mỏ đang cạn
kiệt. Và ngay cả
trữ lượng uranium
cho các lò phản
ứng hạt nhân cũng không phải là vô cùng tận.
Vậy mà Mặt trời đang cung cấp cho chúng ta
một nguồn năng lượng không có giới hạn. Mỗi
một giây đồng hồ, hành tinh của chúng ta nhận
được khoảng gần 50 tỷ kw/g năng lượng Mặt
trời, tức là bằng công suất của 150 triệu trạm
phát điện cỡ lớn. Chỉ cần thu được 0,005%
năng lượng Mặt trời đến Trái đất là ta có thể
đáp ứng tất cả nhu cầu năng lượng của toàn
nhân loại. Thế mà chỉ có một phần nhỏ xíu bức
xạ Mặt trời là đến với Trái đất. Đã hàng tỷ năm
nay Mặt trời sưởi ấm hành tinh chúng ta, giữ

Sử dụng
năng lượng
Mặt trời
như thế nào?

cho nước ở thể lỏng, không khí ở thể hơi, làm
cho khí quyển chuyển động, làm bốc hơi những
khối lượng nước khổng lồ. Nhờ có Mặt trời mà
hàng năm trên Trái đất sinh sôi nảy nở hàng
ngàn loài thực vật. Ngoài ra, nguồn năng lượng
mà Trái đất nhận được từ Mặt trời hàng tỷ năm
trước đây nay trở lại với chúng ta dưới dạng
than đá và dầu mỏ.
Cứ theo những con số đáng kinh ngạc đó mà
xét thì việc giải quyết vấn đề năng lượng và gìn
giữ môi trường của chúng ta nhờ vào Mặt trời
là một nhiệm vụ thật dễ dàng. Thực tế, chúng
ta đã biết được nhiều cách thức khác nhau để
sử dụng năng lượng Mặt trời. Ví dụ, các bộ thu
nhiệt Mặt trời trên các mái nhà có thể đun nóng
nước, các trạm phát điện Mặt trời và các phân tử
bán dẫn sản sinh ra dòng điện mà không làm ô
nhiễm môi trường. Con người sẽ biết cách tách
hyđrô từ nước và từ các loài thực vật. Khi đó sẽ
9

Một vài khả năng sử dụng năng lượng Mặt trời

có thể xây dựng các trạm nhiệt năng hoạt động
bằng khí hyđrô này. Nhưng các thiết bị để thu
năng lượng Mặt trời hiện còn rất đắt và thu được
ít năng lượng. Dầu vậy, trong tương lai nạn đói
năng lượng sẽ được giải quyết nhờ bức xạ Mặt
trời, đặc biệt ở những nước thuộc xứ nóng, nơi
Mặt trời chiếu sáng mỗi ngày và ngay cả mùa
đông nhiệt độ giữa trưa vẫn tương đối cao. Khi
đó, chúng ta sẽ tiết kiệm dầu mỏ cho các thế
hệ con cháu, và điều đó cũng có nghĩa là gìn
10

giữ được môi trường sống. Vào năm 2030 năng
lượng Mặt trời sẽ chỉ thỏa mãn được 6% nhu cầu
năng lượng của chúng ta. Nhưng nếu chúng ta
cải thiện kỹ thuật, thì vào năm 2130 tỷ lệ này
sẽ đạt đến 70%. Có thể con cháu chúng ta sẽ
sống trong một thời đại không còn việc hủy hoại
các rừng cây và làm cạn kiệt các dòng sông, có
thể chúng sẽ chiến thắng nạn ô nhiễm và khói
bụi, còn Mặt trời vẫn sẽ ban tặng cho Trái đất
sức sống của mình như trước.

MẶT TRỜI VÀ TRÁI ĐẤT TRONG VŨ TRỤ
Trái đất của
chúng ta quay
quanh Mặt trời ở
một khoảng cách
trung bình là 149,6
triệu km. Đó là một khoảng cách lý tưởng cho quỹ
đạo của hành tinh bởi vì với khoảng cách này,
các cơ thể sống trên Trái đất không phải chịu
đựng nhiệt độ nóng quá hay lạnh quá. Mặt trời
cách xa chúng ta 400 lần hơn Mặt trăng, nhưng
nó lớn hơn Mặt trăng rất nhiều. Vì thế mà đối
với chúng ta, cả hai thiên thể này có kích thước
dường như bằng nhau. Khoảng cách đến Mặt trời
lớn đến mức nếu có thể đi bộ trên quãng đường
này cũng phải mất 4.400 năm, còn đi bằng tàu
cao tốc phải mất 166 năm, bằng máy bay phản
lực mất 22 năm. Ánh sáng hay tín hiệu điện từ
đến được Mặt trời sau 8,3 phút, mà trong thế giới
tự nhiên không có gì nhanh hơn chúng: chúng lan
truyền đi với vận tốc 300.000 km/giây.

Mặt trời
cách Trái
đất bao xa?

Nếu hình dung Mặt trời như một quả bóng đá
thì Trái đất sẽ là một quả cầu nhỏ xíu có đường
kính chỉ 3mm, nằm cách xa quả bóng khoảng
30m. Nhưng khoảng cách từ Trái đất đến Mặt
trời dù lớn đến mấy thì cũng chẳng là gì nếu so
với kích thước của Vũ trụ. Ngay cả ngôi sao gần
Mặt trời nhất cũng cách xa Trái đất 270.000 lần
hơn so với Mặt trời của chúng ta.

Nhưng đường đi của nó mà các nhà thiên văn gọi là
quỹ đạo, không phải là một đường tròn mà là một
hình elíp. Với quỹ đạo như vậy, khoảng cách giữa
Trái đất và Mặt trời thay đổi liên tục trong suốt
cả năm. Ở điểm gần Mặt trời nhất (điểm cận nhật),
khoảng cách đó là 147,1 triệu km, còn ở điểm xa
Mặt trời nhất (điểm viễn nhật) là 152,1 triệu km.
Khi quay quanh Mặt trời, Trái đất không bị hút
vào nó mà cũng không thoát khỏi sức hút của nó.
Trái đất
6 tháng 7

Khoảng cách
tới mặt trời
152,1 triệu
kim

Khoảng cách
tới mặt trời
147,1 triệu
kim

Trái đất
2 tháng 1

Quỹ đạo Trái
đất
Quỹ đạo Trái đất có hình elip. Ngày 2 tháng 1 Trái đất gần
Mặt trời nhất

Do Mặt trời chuyển
động dọc theo quỹ đạo
mà chúng ta quan sát
thấy Mặt trời trên nền
của những chòm sao
khác nhau. Nhưng với chúng ta thì dường như Mặt
trời chuyển động từ chòm sao này sang chòm sao

Đường
hoàng
đạo là gì?

Song sinh
Cự giải

Khoảng
cách giữa Mặt
trời và Trái đất
không phải độ
dài cố định,
không thay đổi.
Trái đất quay
một vòng xung quanh Mặt trời mất một năm.

Khoảng cách
giữa Mặt trời
và Trái đất
có thay đổi
không?

Trái đất quay quanh trục của nó từ tây sang đông. Vì thế chúng ta
tưởng rằng Mặt trời chuyển động từ đông sang tây.

t
i đấ
Trá háng 1
t
y1
ngà

Trái đất
ngày 1 tháng 4

Kim ngưu

Đường
Hoàng đạo

Bạch
dương

Sư tử

Song ngư

Mặt trời

Xử nữ

Thiên bình

Đảo bình

Ma kết

Bò cạp
Nhân mã

11

khác. Con đường mà dường như theo đó Mặt trời
chuyển động dọc trên bầu trời gọi là đường hoàng
đạo. Các chòm sao nằm dọc đường hoàng đạo được
gọi là các cung hoàng đạo. Trong vòng một năm,
ta có thể thấy Mặt trời lần lượt nằm ở các chòm
sao Nhân mã, Ma kết, Đảo bình, Song ngư, Bạch
dương, Kim ngưu, Song sinh, Cự giải, Sư tử, Xử nữ,
Thiên bình, Bọ cạp. Ví dụ, ngày 1 tháng 1 Mặt trời
ở cung Nhân mã. Ta không thấy được chòm sao
này vì chúng nằm cùng với Mặt trời ở phía ban
ngày của bầu trời và bị ánh sáng Mặt trời che lấp.
Trước đây người ta
vẫn tin rằng Mặt trời đi một
vòng quanh Trái đất sau
một ngày đêm. Họ cho rằng
mỗi ngày thần Mặt trời lại đi
ngang qua bầu trời từ đông
sang tây trên một cỗ xe bằng vàng, và chiều tối
thì biến vào đường chân trời. Thực tế thì Mặt trời

Tại sao
Mặt trời
mọc và
lặn?

12

không mọc mà cũng chẳng lặn. Đó là Trái đất của
chúng ta mỗi ngày lại quay một vòng quanh trục
của nó. Trục của Trái đất là một đường tưởng
tượng, nối cực Bắc với cực Nam. Trong suốt một
ngày đêm, mỗi phần của Trái đất, chẳng hạn như
nước ta, đều một lần nằm ở phía có ánh sáng Mặt
trời và một lần khác nằm ở phía bóng tối. Khi nước
ta nằm ở phía bóng tối là lúc màn đêm buông
xuống. Vào lúc sáng sớm, khu vực chỗ chúng ta
đang sống chuyển động về phía Mặt trời, cho đến
khi Mặt trời xuất hiện ở đường chân trời. Khi đó
chúng ta nói rằng "Mặt trời mọc". Buổi chiều tối,
khu vực chỗ chúng ta đang sống chuyển động xa
khỏi Mặt trời và lúc ấy chúng ta nói "Mặt trời lặn".
Chiều quay Trái đất
Điểm cao nhất
(giữa trưa)
Mọc

Lặn

Trái đất quay quanh trục của mình từ tây sang đông. Vì thế
chúng ta có cảm giác mặt trời chuyển động từ đông sang tây.

cực Bắc

Trục Trái đất

Thời cổ đại người ta nghĩ rằng Mặt trời là vị thần hàng ngày
đi ngang bầu trời từ đông sang tây.

cực Nam

Trái đất quay quanh trục của nó. Trục là đường thẳng nối
hai cực bắc và nam.

Mặt trời
mọc
Tia nắng mặt trời

Chiều quay Trái
đất từ Tây sang
Đông
giữa trưa

nửa đêm

Mặt trời lặn

Trái đất quay một vòng quanh trục của mình hết 24 giờ. Đối với người quan sát 1, Mặt trời đang mọc. Đối với người quan sát 2,
đang là giữa trưa. Đối với người quan sát 3, Mặt trời đang lặn còn với người quan sát 4 là nửa đêm.

13

Bắt đầu mùa Xuân 21
tháng 3

Bắt đầu mùa Hè
21 tháng 6

Bắc đầu mùa đông
21 tháng 12

Bắt đầu mùa Thu
21 tháng 9

Sự thay đổi mùa trong năm diễn ra do độ nghiêng của trục Trái đất. Mùa hè bán cầu bắc nghiêng về phía Mặt trời. Chúng ta nhận
được nhiều ánh sáng và sức nóng hơn. Mùa đông, trái lại, bán cầu bắc nghiêng về phía đối diện.

Tia nắng mặt trời
ngày 21 tháng 6

Đêm

Ngày
Ngày

Đầu mùa hè ở bán cầu bắc. Đối với người quan sát ở vùng
cực (1), Mặt trời nói chung không lặn, ngay cả lúc nửa đêm. Ở
Trung âu (2), Mặt trời ở phía ban ngày lâu hơn ở phía ban đêm.

14

Tia nắng mặt trời ngày
21 tháng 12

Đêm

Đầu mùa đông ở bắc bán cầu. Đối với người quan sát ở vùng
cực (1), Mặt trời không xuất hiện ở phía ban ngày của Trái đất
(đêm Bắc cực). Ở Trung Âu (2), Mặt trời ở phía ban đêm lâu
hơn ở phía ban ngày.

Trục của
Trái đất không
vuông góc với
mặt phẳng quỹ
đạo của nó mà
hơi nghiêng một
chút. Độ nghiêng này hầu như không thay đổi.
Vào mùa hè, phần bắc bán cầu nghiêng về phía
Mặt trời. Do đó các tháng mùa hè có nhiều nắng
ấm. Mặt trời ban ngày mọc cao trên bầu trời và
ban ngày dài hơn ban đêm. Vào mùa đông, bắc
bán cầu nằm xa Mặt trời do đó nhận được ít sức
nóng Mặt trời hơn. Ban ngày trở nên ngắn hơn,
Mặt trời nằm thấp hơn. Sự thay đổi mùa trong
năm diễn ra do độ nghiêng của trục Trái đất chứ
không phải do sự thay đổi khoảng cách giữa Trái
đất và Mặt trời. Ví dụ vào giữa mùa đông ở bắc
bán cầu, ngày 2 tháng 2, Trái đất ở rất gần Mặt
trời. Nhưng điều đó không ảnh hưởng gì đến cao
độ của Mặt trời vào giữa trưa so với đường chân

trời. Mặt trời nằm ở vị trí thuận lợi nhất đối với
phần bắc bán cầu vào đầu mùa hè - ngày 21 hoặc
22 tháng 6. Nhưng dẫu vậy, các tháng nóng nhất
ở bắc bán cầu là tháng 7 và tháng 8, bởi vì các
đại dương, không khí và đất liền chỉ được sưởi ấm
từ từ. Nhiệt độ của chúng chỉ đạt đến cực điểm
qua một thời gian nhất định sau khi Mặt trời đã
đi qua điểm cao nhất trên đường chân trời.

Các mùa
trong năm
diễn ra
như thế nào?

Có phải Mặt trời
ở chính phương
Nam vào lúc
12 giờ trưa?

Ở bắc
bán cầu,
Mặt trời
giữa trưa
đạt đến
đỉnh cao

nhất về phía nam. Khi Mặt trời ở vào điểm cao
nhất này, ta nói rằng thời gian địa phương chuẩn
là 12 giờ. Vào thời điểm này, bóng của cây cọc gỗ
dựng thẳng đứng là ngắn nhất. Tiếc là do chuyển
N

Đ-N

Ngày có ánh sáng
8 giờ

N

N
Ngày có ánh sáng 12 giờ

Ngày có ánh sáng 12 giờ
Thu

Đ

T-N

Mùa đông ở Trung Âu, Mặt trời mọc
muộn ở phía đông nam, mọc không
cao lắm vào sớm lặn về phía tây nam

Xuân
T

Đ

T

N
Ngày mùa hè kéo dài 16 giờ
Mùa hè Mặt trời mọc
sớm ở phía đông bắc và
lặn muộn ở phía tây bắc
Đ-B

T-B

15

nếu người quan sát ở Bắc cực vào mùa hè thì Mặt trời nói chung không lặn, ngay cả lúc nửa đêm

động của Trái đất theo quỹ đạo không như nhau
nên Mặt trời di chuyển trên bầu trời cũng không
đều. Do đó Mặt trời cũng không ở chính phương
nam sau mỗi ngày 24 giờ. Để tính toán thời gian
không phụ thuộc vào "sự đỏng đảnh" của Mặt trời
thực, các nhà thiên văn nghĩ ra "Mặt trời trung
bình", nó chuyển động đều đặn không thay đổi.
Dĩ nhiên nó chỉ tồn tại trên giấy tờ. Khi "Mặt trời
trung bình" đạt đến điểm cao nhất ở phía nam thì
người ta coi lúc đó là 12 giờ giờ địa phương trung
bình. Sự sai biệt giữa thời gian thực và thời gian
trung bình gọi là cân bằng thời gian. Nó thay đổi
trong năm trong khoảng - 14,3 đến + 16,3 phút.
Nhưng vẫn còn một vấn đề. Ví dụ, trong khi
ở Hambourge Mặt trời nằm ở điểm cao nhất thì ở
Berlin nó đã đi qua điểm đó rồi, còn ở Bremen nó
còn chưa đạt đến đỉnh điểm. Như vậy, thời gian
trung bình ở ba thành phố nước Đức này là khác
nhau. Điều này rất bất tiện cho ngành giao thông
vận tải và các ngành dịch vụ khác. Ở Trung âu,
tất cả mọi người đều sống theo thời gian châu âu
trung bình, nó không tương ứng với vị trí thực của
Mặt trời trên bầu trời. Nhưng chính phủ của một
số nước đã thỏa thuận rằng thời gian trung bình
của châu âu được coi là thời gian Mặt trời trung
bình ở kinh độ 15 phút đông. Vào mùa hè, thời
16

gian này sẽ được cộng thêm 1 giờ, để kéo dài giờ
ban ngày và rút ngắn giờ ban đêm. Đó gọi là giờ
mùa hè. Do đó mùa hè ở các vùng châu âu theo
quy định này Mặt trời sẽ đạt đến đỉnh cao nhất
vào lúc 13 giờ. Điều này cũng diễn ra ở lãnh thổ
nước Nga. Ví dụ ở Moskva vào mùa hè, Mặt trời
ở chính phương nam vào lúc 14:30.
Vào kỳ trăng non
đôi khi xảy ra trường
hợp Mặt trăng nằm
chính giữa Trái đất và
Mặt trời. Khi đó Mặt trăng sẽ che khuất Mặt trời
và phủ bóng tối lên Trái đất. Nhật thực diễn ra
như vậy đấy. Khi có nhật thực toàn phần, Mặt
trăng sẽ hoàn toàn che khuất đĩa Mặt trời. Giữa
ban ngày đột nhiên bóng tối bao trùm xuống
trong nhiều phút đồng hồ và người ta có thể nhìn
thấy vành hào quang Mặt trời sáng chói và các
ngôi sao rực rỡ bằng mắt thường. Nếu trong thời
gian nhật thực Mặt trăng ở cách xa Trái đất, đối
với chúng ta, nó dường như quá nhỏ bé và không
thể hoàn toàn che kín được Mặt trời. Khi đó xung
quanh đĩa tối của Mặt trăng vẫn còn một vành
tròn sáng chói của Mặt trời. Nhật thực như vậy
gọi là nhật thực vành khuyên. Đôi khi Mặt trăng

Nhật thực
là gì?

Nhật thực toàn phần

Trái đất
Mặt trăng
Mặt trời

Nhật thực vành khuyên

Trái đất
Mặt trăng
Mặt trời
Khi có nhật thực toàn phần, bóng của Mặt trăng phủ xuống Trái đất. Mặt trời hoàn toàn bị Mặt trăng che lấp. Khi có nhật thực
vành khuyên, bóng của Mặt trăng không phủ tới Trái đất. Xung quanh đĩa tối của Mặt trăng có thể thấy rõ vành khuyên rực rỡ
của Mặt trời.

Trước đây, nhật thực thường khiến người ta sợ hãi khủng khiếp.

17

không hoàn toàn che khuất đĩa Mặt trời, mà nó
chỉ che khuất một bên. Khi đó chúng ta có nhật
thực từng phần.
Thông thường hơn cả là Mặt trăng ở cao hơn
hay thấp hơn Mặt trời, do đó không phải tháng
nào cũng xảy ra nhật thực. Vào thời gian xảy ra
nhật thực toàn phần, bóng tối của Mặt trăng phủ
lên Trái đất thành một dải dài có chiều rộng 100
km. Mỗi một lần nhật thực, bóng của nó lại phủ
lên những vùng khác nhau trên hành tinh. Do đó
hai lần nhật thực xảy ra trên cùng một thành
phố có thể phải cách nhau vài trăm năm. Nhật
thực toàn phần gần đây nhất diễn ra ở phần phía
đông nước Nga vào ngày 9 tháng 3 năm 1997,
còn ở miền nam nước Đức vào ngày 11 tháng 8
năm 1999. Ở Moskva nhật thực toàn phần tiếp
theo diễn ra mãi tận năm 2126, và chỉ con cháu
chúng ta mới quan sát được nó.
Đường đi của nhật thực toàn phần. Mặt trời đang mọc bị Mặt
trăng dần dần che khuất.

Khi có nhật thực toàn phần, có thể nhìn thấy rõ các lớp ngoài của Mặt trời

18

London

Berlin

Plymouth

Kassel

Serbia

Brussels
Rouen

Amiens
Paris

Leipzig

Luxemburg
Reims
Nancy

Metz

Frankfurt
Praha
Stuttgart

Strasbourg

Ulm

Vienne

Zurich

Salzburg

Berne

Graz

ngày 11 tháng 8 năm 1999, những người sống ở các vùng
nằm trên dải nhật thực trở thành nhân chứng của một cảnh
tượng kỳ lạ - nhật thực toàn phần.

/3

/2

00

6

11/8/1999

28

26/2/1995

4/9/1994

9/3/1997

24/10/1995

Munich

21/6/2001

4/12/2002

Những vùng từ nay đến năm 2001 sẽ quan sát thấy nhật thực
toàn phần. Các đường đen dánh dấu những vùng bóng Mặt
trăng sẽ chuyển động tứ tây sang đông

Trạm quỹ đạo "Skylab" chụp ảnh bóng của Mặt trăng lướt trên Trái đất vào năm 1973.

19

Mặt trời là một trong số 200 tỷ ngôi sao của Thiên hà Galaxy. Nó nằm cách trung tâm Thiên hà 30.000 năm ánh sáng và thực
hiện một vòng quay xung quanh trung tâm mất 200 triệu năm. Vòng tròn chỉ vị trí của Mặt trời trong Thiên hà.

Mặt trời là một
trong số 200 tỷ ngôi
sao trong hệ thống
Ngân hà mà chúng ta
còn gọi là Thiên hà.
Cùng với các hành
tinh của mình Mặt trời chuyển động với tốc độ
khoảng 19,4 km/giây và hướng đến ngôi sao
Vega sáng rực. Trái đất xoay quanh Mặt trời
đang di chuyển trong không gian. Đường đi hay
quỹ đạo của nó là một đường xoắn ốc. Ngôi sao
của chúng ta chuyển động tương đối chậm trong
số các ngôi sao gần nhất. Ngoài ra nó còn tham
gia vào chuyển động quay của Thiên hà. Mặt trời
quay với tốc độ 250 km/giây xung quanh trung
tâm Thiên hà và hoàn thành một vòng quay mất
khoảng 200 triệu năm. Đó là quãng thời gian mà
chúng ta gọi là năm Thiên hà.

Vêga

Mặt trời
có chuyển
động
không?

Mặt trời chuyển động với vận tốc 19 km/giây hướng đến sao Vega.
Quỹ đạo của Trái đất ở đây giống như chiếc lò xo.

20

Mặt trời
Trái đất

NGUỒN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN TRONG
HÀNG TỶ NĂM
Như tất cả
những ngôi sao
khác, Mặt trời
là một quả cầu
khí cháy rực tự
phát sáng. Bề mặt của nó không có giới hạn rõ
ràng như bề mặt Trái đất. Đường kính của đĩa
Mặt trời mà chúng ta nhìn thấy được bằng mắt
thường là 1.395.000 km. Đường thẳng này dài
bằng một chuỗi ngọc mà thay vì các viên ngọc
là 109 quả địa cầu trái đất. Còn trong lòng
Mặt trời cháy đỏ có thể chứa được không dưới
1.300.000 quả địa cầu như vậy. Khối lượng

KÍCH THƯỚC
CỦA MẶT TRỜI
LÀ BAO NHIÊU?

của Mặt trời lớn gấp 333.000 lần khối lượng
của hành tinh chúng ta và chiếm tới 99,87%
toàn bộ khối lượng của Thái dương hệ. Tỷ trọng
của tất cả các hành tinh và vệ tinh còn lại, bắt
đầu từ ngôi sao Thiên vương khổng lồ cho đến
tận các sao chổi và mặt trăng, cộng lại cũng
chỉ chiếm một tỷ trọng đáng thương là 0,13%.
Nhưng mặc dù có khối lượng khổng lồ như vậy
nhưng Mặt trời cũng chỉ là một ngôi sao vào
loại trung bình. Còn có những ngôi sao có khối
lượng gấp 100 lần Mặt trời, và cũng có những
ngôi sao mà kích thước của nó có thể so sánh
với quỹ đạo của Trái đất.

Mặt trời

Quỹ đạo
mặt trăng

Trái đất

Đường kính Mặt trời so sánh với sợi chỉ xâu trên đó 109 quả cầu Trái đất. Toàn bộ Quỹ đạo của Mặt trăng nằm gọn trong lòng Mặt trời.

21

mặt trời

Sao mộc
Sao Thổ
Trái đất

Sao hỏa

Sao Thủy
Sao Thiên vương
Sao Kim
Sao Hải vương

Sao Diêm
vương

So sánh kích thước của Mặt trời và các hành tinh.
Có nhiều ngôi sao có kích thước lớn hơn Mặt trời nhiều lần.

Capella 16 lần

Mặt trời

Aldobaran 36 lần

Vêga
4 lần mặt trời

Arctur 22 lần

22

W.Sefea 2400 lần

Như đã nói đến, Mặt
trời của chúng ta là một
quả cầu khí khổng lồ tự
cháy sáng. Thật khó có
thể hình dung thực tế
Mặt trời là như thế nào. Ở
trung tâm Mặt trời, nhiệt
độ lên tới 15 triệu độ, áp suất 200 triệu lần cao
hơn áp su...