tại sao mặt trăng quay quanh trái đất theo quỹ đạo elip

Mặt Trăng quay quanh Trái Đất theo quỹ đạo hình elip chủ yếu là do sự tương tác phức tạp của các lực hấp dẫn và các điều kiện ban đầu khi hệ thống này hình thành.

Trên thực tế, gần như không có quỹ đạo nào trong vũ trụ là hình tròn hoàn hảo. Hình elip là hình dạng quỹ đạo tự nhiên và phổ biến nhất. Một quỹ đạo tròn chỉ là một trường hợp đặc biệt của hình elip (khi độ lệch tâm bằng 0), đòi hỏi một sự cân bằng chính xác gần như không thể xảy ra trong tự nhiên.

Dưới đây là các nguyên nhân chính:

---

1. Sự Cân Bằng Giữa Lực Hấp Dẫn và Tốc Độ

Quỹ đạo của một vật thể được quyết định bởi sự “giằng co” liên tục giữa hai yếu tố:

• Lực hấp dẫn: Lực hút của Trái Đất liên tục kéo Mặt Trăng về phía mình.
• Tốc độ ngang (quán tính): Mặt Trăng có xu hướng di chuyển theo một đường thẳng do quán tính.

Sự kết hợp của lực hút hướng tâm và xu hướng di chuyển thẳng về phía trước tạo ra một đường cong, chính là quỹ đạo. Để có một quỹ đạo tròn hoàn hảo, tốc độ của Mặt Trăng phải chính xác tuyệt đối ở mọi điểm để cân bằng hoàn hảo với lực hấp dẫn của Trái Đất. Bất kỳ sự thay đổi nhỏ nào về tốc độ cũng sẽ làm cho quỹ đạo trở thành hình elip.

---

2. Sự “Nhiễu Loạn” Từ Các Thiên Thể Khác 🪐

Quỹ đạo của Mặt Trăng không chỉ chịu ảnh hưởng của Trái Đất.

• Ảnh hưởng từ Mặt Trời: Lực hấp dẫn của Mặt Trời tác động lên Mặt Trăng mạnh hơn gấp đôi so với lực hấp dẫn của Trái Đất. Lực kéo liên tục này làm “méo” quỹ đạo của Mặt Trăng, khiến nó không thể ổn định ở dạng hình tròn.
• Ảnh hưởng từ các hành tinh khác: Mặc dù yếu hơn nhiều, lực hấp dẫn từ các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời (đặc biệt là Sao Mộc) cũng góp phần gây ra những biến động nhỏ, làm thay đổi hình dạng quỹ đạo của Mặt Trăng theo thời gian.

---

3. Điều Kiện Hình Thành Ban Đầu

Theo giả thuyết phổ biến nhất, Mặt Trăng được hình thành từ các mảnh vỡ sau một vụ va chạm khổng lồ giữa Trái Đất và một thiên thể có kích thước bằng Sao Hỏa. Các mảnh vỡ này không tập hợp lại thành một quỹ đạo tròn hoàn hảo ngay từ đầu. Năng lượng và vận tốc của chúng sau vụ va chạm đã thiết lập một quỹ đạo elip ban đầu, và quỹ đạo này tiếp tục được duy trì và điều chỉnh bởi các lực hấp dẫn kể trên.

Tóm tắt theo định luật Kepler

Nhà thiên văn học Johannes Kepler là người đầu tiên phát hiện ra rằng các hành tinh quay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình elip, không phải hình tròn. Định luật đầu tiên của Kepler nói rằng: “Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo hình elip, với Mặt Trời là một trong hai tiêu điểm”. Định luật này cũng áp dụng cho Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, với Trái Đất nằm ở một tiêu điểm của elip.

Điều này có nghĩa là khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng liên tục thay đổi:

• Cận điểm (Perigee): Điểm gần Trái Đất nhất.
• Viễn điểm (Apogee): Điểm xa Trái Đất nhất.