Tại sao Trái Đất không có hình tròn hoàn hảo?

Trái Đất hơi phình ra ở xích đạo. Ảnh: iStock

Theo định nghĩa hiện nay, để được gọi là hành tinh, một vật thể phải có hình cầu. Những vật thể nặng trên 10 mũ 23 kg thường có hình cầu và được gọi là hành tinh nếu đáp ứng các tiêu chí khác như quỹ đạo rõ ràng. Vật thể nhỏ hơn cỡ này thường không có dạng hình cầu.

Hành tinh hình thành khi những mẩu vật chất va chạm với nhau theo thời gian trong đĩa tiền hành tinh quanh các ngôi sao, tạo ra các khối lớn hơn. Khi khối lượng tăng dần, lực hấp dẫn của hành tinh mới cũng tăng theo, thu hút càng nhiều vật chất hơn. Khi khối vật chất nóng chảy đạt kích cỡ cần thiết, tác động từ lực hấp dẫn sẽ làm nhẵn nó thành vật thể hình tròn như chúng ta biết.

"Lực hấp dẫn của một vật thể sẽ luôn hướng về phía tâm khối lượng của nó. Vật thể càng lớn, khối lượng càng lớn, lực hấp dẫn càng lớn", Jonti Horner, giáo sư vật lý thiên văn ở Đại học Nam Queensland, giải thích. "Nhưng vấn đề là một vật thể phải thực sự lớn trước khi có thể tạo ra lực hấp dẫn đủ mạnh để vượt qua sức bền của vật chất cấu thành nên nó. Những vật thể rắn nhỏ hơn (đường kính từ vài mét đến vài kilomet) do đó có lực hấp dẫn quá yếu để kéo chúng thành hình cầu".

Lực hấp dẫn quá yếu để kéo Trái Đất thành hình cầu hoàn hảo, nhưng không phải lực duy nhất tác động tới hình dạng hành tinh. Ngoài hoạt động kiến tạo dịch chuyển các lục địa, tạo ra và phá hủy nhiều dải tất và dãy núi, Trái Đất được định hình bởi lực ly tâm, phát hiện cách đây nhiều thế kỷ.

Năm 1671, nhà thiên văn học Jean Richter đi từ Paris, Pháp, tới Cayenne, Guiana ở Nam Mỹ. Ông mang theo một chiếc đồng hồ quả lắc. Trong khi đồng hồ chạy chính xác ở Paris, ông nhận thấy nó chạy chậm tại Cayenne và lệch 2,5 phút/ngày. Chiếc đồng hồ được chỉnh ngắn lại để chạy đúng giờ. Tuy nhiên, khi Richter quay lại Paris, ông phát hiện đồng hồ chạy nhanh đúng 2.5 phút/ngày. Sau khi nghe chuyện về chiếc đồng hồ của Richter, nhà toán học Christiaan Huygens nhận thấy đó là bằng chứng thực nghiệm Trái Đất đang xoay tròn. Sự thay đổi tốc độ của đồng hồ không phải do lỗi kỳ quặc nào đó mà do hình dạng của chính Trái Đất.

Sau này, Newton sử dụng dữ liệu từ một đồng hồ quả lắc tương tự và phần nhô ra ở xích đạo sao Mộc để chứng minh Trái Đất phình ra ở xích đạo do lực ly tâm khi quay. Gần xích đạo, tác động của lực hấp dẫn ít hơn so với vùng cực. Lực ly tâm càng nhanh, chúng ta càng dễ thấy phần bị phình ra hơn. Hành tinh lùn Haumea lớn cỡ sao Diêm Vương có hình dạng giống quả trứng do tốc độ quay nhanh của nó. Trong khi đó, Trái Đất phình ra ở xích đạo khiến độ dài đường kính tại đường xích đạo dài hơn 43 km so với độ dài đường kính tính từ cực tới cực.

An Khang (Theo IFL Science)