Tết Trung thu dưới góc nhìn khoa học

Lại một mùa Tết Trung thu nữa lại tới.

Từ thời xa xưa, con người đã có phong tục thưởng thức mặt trăng trong dịp Tết Trung thu. Nhiều bài thơ ngắm trăng nổi tiếng cũng đã ra đời và được lưu truyền trong dịp này. Nhưng cũng mỗi khi ngày âm lịch của tháng 8 Âm lịch dần chuyển tới con số mười lăm hoặc mười sáu, mọi người sẽ cùng nghĩ về những điều quen thuộc. Chúng ta ăn Tết Trung thu có phải vì đó là lúc mặt trăng lớn nhất? Ở đâu mọi người cũng sẽ nhìn thấy mặt trăng cùng một kích thước phải không?

Trên thực tế, khoa học đã có câu trả lời chính xác cho những thắc mắc này.

Có phải mặt trăng dịp Tết Trung thu là lớn nhất?

 

Đây là một trong những "hiểu lầm" phổ biến nhất. Chúng ta biết rằng sẽ có 12 đến 13 ngày trăng tròn trong một năm. Trăng tròn Trung thu chỉ là một trong số đó. Kích thước và độ sáng của nó tuân theo quy luật chung về sự thay đổi của mặt trăng, không có gì đặc biệt so với các tháng khác. Tuy nhiên, vì lý do lịch sử và văn hóa, mọi người đã tự đưa vào nhiều cảm xúc hơn vào mặt trăng của dịp Trung thu. Nhưng đáng tiếc là mặt trăng vẫn chỉ là mặt trăng, và không có sự khác biệt.

Mặt trăng có thể lớn hay nhỏ hơn bình thường một chút, nếu nhìn bằng mắt, nhưng điều này là do đường kính của nó bị thay đổi do liên quan đến khoảng cách của nó với người quan sát. Bởi mặt trăng xoay quanh Trái đất theo quỹ đạo hình elip. Khoảng cách từ mặt trăng tới Trái đất là 363.300 km và có thể lên tới 405.500 km. Khi mặt trăng ở gần Trái đất nhất, đường kính của nó là lớn nhất và ngược lại. Sự thay đổi về khoảng cách giữa mặt trăng và Trái đất dẫn đến sự thay đổi đường kính một cách rõ ràng. So với điểm xa nhất, đường kính của mặt trăng ở điểm gần nhất lớn hơn khoảng 14% và diện tích lớn hơn khoảng 30%. Và nếu điều này trùng với ngày trăng tròn, chúng ta sẽ thấy "siêu trăng".

Mặt trăng nhìn thấy ở đường chân trời có kích thước khác với mặt trăng ở giữa bầu trời?

Như đã nói ở trên, khoảng cách giữa Trái đất và mặt trăng sẽ gây ra sự khác biệt về kích thước của mặt trăng. Nhưng vậy thì việc quan sát mặt trăng ở các vĩ độ khác nhau, như lúc ở đường chân trời và giữa bầu trời, có tạo ra một diện mạo và cảm nhận khác nhau không?

Trên thực tế, đây là vấn đề được giới khoa học gọi là "ảo giác Ponzo". Còn được gọi là "ảo giác mặt trăng" hay "ảo ảnh đường sắt", nó lần đầu tiên được giải thích bởi nhà tâm lý học người Ý Mario Ponzo vào năm 1911.

 

Như thể hiện trong hình trên, hai dòng màu vàng trong hình có thể khiến mọi người nghĩ rằng đoạn ở trên dài hơn, nhưng thực tế chúng hoàn toàn giống nhau. Có hai lý do giải thích việc này. Thứ nhất, bởi trực giác hàng ngày của mọi người. Nếu hai vật thể ở các khoảng cách khác nhau thể hiện hình ảnh có cùng kích thước trên võng mạc, chúng ta sẽ tự nhiên xác định rằng vật thể có khoảng cách xa sẽ lớn hơn. Thứ hai, trong bản đồ ảo giác trên, hai đường màu vàng có cùng kích thước trong võng mạc. Nhưng dù hai đoạn thẳng trên là bằng nhau, nhưng bộ não của chúng ta sẽ nghĩ rằng đường màu vàng ở trên xa hơn, theo nguyên tắc phối cảnh tuyến tính. Vì vậy theo trực giác thông thường, nó sẽ được đánh giá là dài hơn đường màu vàng bên dưới. Kết quả tổng hợp của các thông tin phản hồi là đường màu vàng ở trên dường như dài và rộng hơn.

Có một hiện tượng tâm lý khác khi quan sát bầu trời. Đó là việc chúng ta tự nhiên sẽ nghĩ rằng bầu trời giống như một cái bát đảo ngược và đường chân trời xa hơn phía bầu trời trên đỉnh đầu. Vì vậy, chúng ta sẽ vô thức nghĩ rằng mặt trăng ở đường chân trời xa hơn mặt trăng trên đầu. Do đó, chúng ta sẽ nghĩ rằng mặt trăng nhỏ hơn khi ở gần đường chân trời vì nó "ở xa" và to hơn khi ở ngay trên đỉnh đầu của mình, bởi nó "ở gần". Trên thực tế chỉ có sự thay đổi về đường kính giữa thời điểm mặt trăng ở gần và ở xa Trái đất nhất mới thể hiện sự khác biệt rõ ràng mà mắt người có thể nhận biết, còn nếu tháng này so với tháng trước thì kết quả không quá chênh lệch, dù bạn "ngờ ngợ" nó thay đổi như vậy.

"Siêu trăng" là một cảnh tượng hiếm gặp?

 

Khi mặt trăng ở điểm gần Trái đất nhất và nó trùng với ngày trăng tròn, thời điểm đó thường thường được gọi là "siêu trăng". Nó thường được ví là một cơ hội "thần thánh", hiếm có khó tìm để ngắm mặt trăng. Vì vậy, bạn có thể thấy báo chí nhắc rất nhiều tới các thời điểm như thế này, theo kiểu "Siêu mặt trăng lớn nhất trong xx năm". Tuy nhiên, trong mắt các nhà thiên văn học, hầu hết họ đều cho rằng đây chỉ là mánh lới quảng cáo hay thậm chí là "trò chơi chữ".

Theo chu kỳ thay đổi của mặt trăng (được gọi là tháng âm lịch, có chiều dài trung bình là 29,53059 ngày) và thời gian của mặt trăng đi qua điểm gần Trái đất nhất (có chiều dài trung bình là 27,55455 ngày), có thể thấy rằng "siêu trăng" cũng là một thứ có chu kỳ. Và sự trùng hợp của hai chu kỳ này là khoảng 413 ngày. Nói cách khác, cứ sau 14 lần trăng tròn, sẽ có một lần "siêu trăng", và nó rõ ràng không phải là điều gì đó quá quý hiếm.

Nhưng tại sao các tuyên bố như trên lại xuất hiện thường xuyên trên các phương tiện truyền thông? Lý do là sự chuyển động của mặt trăng rất phức tạp. Kích thước của mỗi "siêu mặt trăng" cũng... hơi khác nhau. Và nói thế nào thì nói là "siêu trăng" cũng có vẻ đúng và đủ để thu hút sự chú ý của mọi người.

Lấy tháng âm lịch làm ví dụ. Độ dài của nó được xác định bởi vị trí tương đối của mặt trời, Trái đất và mặt trăng. Nó không phải là hằng số cụ thể, mà thay đổi giữa 29,27 và 29,83. Quỹ đạo của mặt trăng cũng không phải là một hình elip đơn giản. Nó bị ảnh hưởng bởi cả độ lệch tâm, thay đổi trong khoảng 0,026 đến 0,077, nghĩa là bề mặt quỹ đạo cũng dao động. Vì vậy, mặc dù sẽ có một lần "siêu trăng" cứ sau 413 ngày, nhưng thời điểm trăng tròn này cũng không thể hoàn toàn phù hợp với thời gian của địa điểm gần nhất trước đó và sẽ có một số khác biệt mỗi lần. Vì vậy mỗi lần chúng ta nhìn thấy "siêu trăng", nó cũng sẽ "to nhỏ" khác nhau đôi chút. Điểm mấu chốt là các nhà thiên văn học đã tính toán rằng sự thay đổi đường kính rõ ràng của mỗi "siêu trăng" rất nhỏ, với độ biến thiên không quá 0,3% và thậm chí nhỏ hơn nhiều so với sự khác biệt về kích thước của mặt trăng nhìn thấy ở những nơi khác nhau. Và tất nhiên, mắt thường không thể phát hiện ra. Vì vậy, hãy cứ tiếp tục tận hưởng những lần "siêu trăng" nếu bạn có thể.

Tham khảo Sina