Mối quan hệ giữa Trái Đất và Mặt Trăng là một trong những vũ điệu vũ trụ quen thuộc và ổn định nhất mà chúng ta biết. Tuy nhiên, theo các quy luật vật lý không thể lay chuyển, vũ điệu này không phải là vĩnh cửu. Từ nguồn gốc bạo liệt trong một vụ va chạm khổng lồ, đến sự xa cách chậm rãi hàng tỷ năm, và cuối cùng là một cái kết bi thảm được định đoạt bởi sự tàn lụi của Mặt Trời, đây là câu chuyện về tương lai của hành tinh chúng ta và người bạn đồng hành của nó.
Nguồn Gốc Và Hiện Tại: Mối Liên Kết Thủy Triều
Để hiểu về tương lai, chúng ta cần nhìn lại quá khứ. Giả thuyết Va chạm Lớn cho rằng khoảng 4,5 tỷ năm trước, một thiên thể có kích thước bằng Sao Hỏa tên là Theia đã đâm vào Trái Đất non trẻ. Vụ va chạm kinh hoàng này đã bắn một lượng lớn vật chất ra ngoài không gian, và từ đám mây mảnh vụn đó, Mặt Trăng đã được hình thành.
Kể từ đó, lực hấp dẫn giữa hai thiên thể đã tạo ra một hiệu ứng gọi là lực thủy triều. Lực này hoạt động như một hệ thống phanh và tăng tốc:
- Nó làm chậm tốc độ tự quay của Trái Đất, khiến ngày dài ra khoảng 23 micro giây mỗi năm.
- Năng lượng bị mất từ vòng quay của Trái Đất được chuyển thành mô-men quỹ đạo cho Mặt Trăng, khiến Mặt Trăng đang di chuyển ra xa chúng ta khoảng 3,8 cm mỗi năm.
Nếu không có gì thay đổi, các tính toán cho thấy sau khoảng 50 tỷ năm nữa, Mặt Trăng sẽ ngừng trôi ra xa và sẽ bị "khóa thủy triều" với Trái Đất, với một ngày trên Trái Đất dài bằng một tháng của Mặt Trăng (khoảng 47 ngày hiện tại). Nhưng kịch bản yên bình này sẽ không bao giờ xảy ra.
Cơn Thịnh Nộ Của Mặt Trời: Giai Đoạn Sao Khổng Lồ Đỏ
Nhân vật chính sẽ thay đổi toàn bộ kịch bản chính là Mặt Trời của chúng ta.
- Trong 1 tỷ năm nữa: Bức xạ Mặt Trời tăng lên sẽ làm bốc hơi các đại dương trên Trái Đất, làm suy yếu đáng kể lực thủy triều vốn phụ thuộc vào chúng.
- Trong 5-7,6 tỷ năm nữa: Mặt Trời sẽ cạn kiệt hydro ở lõi và bắt đầu phồng lên, bước vào giai đoạn sao khổng lồ đỏ. Độ sáng của nó sẽ tăng lên hơn 2.700 lần, và nó sẽ mất khoảng một phần ba khối lượng của mình.
Sự giãn nở này sẽ là thảm họa cho các hành tinh bên trong. Sao Thủy và Sao Kim chắc chắn sẽ bị nuốt chửng. Số phận của Trái Đất thì phức tạp hơn. Mặc dù việc Mặt Trời mất khối lượng sẽ đẩy quỹ đạo của Trái Đất ra xa hơn, nhưng sự ma sát với lớp khí quyển loãng (sắc quyển) của ngôi sao khổng lồ đỏ sẽ làm quỹ đạo của Trái Đất suy giảm.
Rất có thể, Trái Đất cuối cùng sẽ bị Mặt Trời nuốt chửng. Bầu khí quyển sẽ bị thổi bay, bề mặt sẽ biến thành một đại dương dung nham nóng hơn 2.100°C, và cuối cùng, toàn bộ hành tinh sẽ bị bốc hơi, chỉ để lại một chút "kim loại" trong thành phần của Mặt Trời.
Kịch Bản Cuối Cùng: Mặt Trăng Bị Xé Nát Thành Vành Đai
Tuy nhiên, nếu Trái Đất may mắn thoát khỏi số phận bị nuốt chửng và vẫn tồn tại trên một quỹ đạo ổn định, một kịch bản cuối cùng và ngoạn mục sẽ diễn ra với Mặt Trăng.
Lúc này, hệ Trái Đất - Mặt Trăng sẽ bay trong lớp khí quyển bên ngoài của Mặt Trời. Ma sát với lớp khí này sẽ làm quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất bắt đầu suy giảm. Sau hàng tỷ năm trôi ra xa, giờ đây Mặt Trăng sẽ bắt đầu lao vào trong.
Khi Mặt Trăng tiến đến khoảng cách khoảng 18.470 km so với Trái Đất, nó sẽ vượt qua một ranh giới vô hình gọi là Giới hạn Roche.
Giới hạn Roche là điểm mà tại đó, lực thủy triều của hành tinh chủ (Trái Đất) tác động lên mặt gần của vệ tinh (Mặt Trăng) mạnh hơn cả lực hấp dẫn của chính vệ tinh đó giữ nó lại với nhau. Kết quả là một sự hủy diệt ngoạn mục: Mặt Trăng sẽ bị xé toạc ra thành hàng tỷ mảnh vỡ, tạo thành một hệ thống vành đai rực rỡ quay quanh Trái Đất nóng chảy.
Hệ thống vành đai này sẽ không tồn tại mãi mãi. Các mảnh vỡ sẽ từ từ rơi xuống, bắn phá bề mặt Trái Đất trong một cơn mưa thiên thạch kéo dài.
Di Sản Cuối Cùng
Do đó, dù Trái Đất có bị Mặt Trời nuốt chửng hay không, kết quả cuối cùng vẫn là một hành tinh trơ trụi, không còn Mặt Trăng. Nó sẽ lặng lẽ quay quanh những gì còn lại của Mặt Trời - một sao lùn trắng có kích thước bằng Trái Đất, siêu đậm đặc và nóng bỏng. Ngôi sao chết này sẽ mất hàng trăm tỷ năm để nguội lạnh và biến mất vào bóng tối, để lại một Hệ Mặt Trời lạnh lẽo và kết thúc vĩnh viễn vũ điệu giữa Trái Đất và Mặt Trăng.
