Tác giả: Jonti Horner, giáo sư vật lý thiên văn, Đại học Nam Queensland
Ngày Hạ chí giữa năm 2023 rơi vào lúc 2:58 chiều UTC ngày 21 tháng 6 (hoặc, ở các múi giờ khác, vào sáng sớm ngày 22 tháng 6).
Tùy thuộc vào nơi bạn đang đọc bài viết này, đây sẽ là ngày Đông chí (đối với những người ở Nam bán cầu) hoặc ngày Hạ chí (đối với những người ở Bắc bán cầu).
Nhưng ‘ngày chí’ là gì? Nó có ý nghĩa gì đối với cuộc sống hàng ngày của chúng ta? Vâng, câu trả lời đều quy về quỹ đạo – cách Trái đất quay và lắc lư khi nó di chuyển quanh Mặt Trời.
Các mùa: kết quả của một nền tảng chuyển động
Trái đất là một bệ di chuyển – quay quanh Mặt Trời trong ‘hơn 365 ngày một chút’. Mặc dù có tốc độ quỹ đạo đáng kinh ngạc (khoảng 30 km/giây), chúng ta không cảm nhận được chuyển động này. Thay vào đó, đối với chúng ta, Mặt Trời dường như đang di chuyển trong suốt cả năm.
Hãy tưởng tượng trong giây lát rằng, bạn có thể loại bỏ bầu khí quyển của Trái Đất, để lộ các ngôi sao nền cùng lúc với Mặt Trời. Những ngôi sao đó, vô cùng xa xôi, mọc và lặn sau mỗi 23 giờ 56 phút và 4 giây – chu kỳ quay thực sự của Trái Đất (Sự quay của Trái Đất so với các ngôi sao ‘cố định’ ngắn hơn 3 phút 56,55 giây [làm tròn 3 phút 56 giây] – so với ngày Mặt Trời trung bình, tương đương với ‘một ngày’ Mặt Trời mỗi năm. Ngày Mặt Trời là 24 giờ, biên tập).
Tuy nhiên, Mặt Trời mọc và lặn sau mỗi 24 giờ – khiến ‘ngày Mặt Trời’ dài hơn 3 phút 56 giây so với chu kỳ tự quay thực sự của Trái đất.
Sự khác biệt đó là kết quả của chuyển động biểu kiến của Mặt Trời so với các ngôi sao nền. Từ Trái đất không có ‘không khí tưởng tượng’ (bầu khí quyển), chúng ta sẽ thấy Mặt Trời dần dần trượt qua các chòm sao của cung hoàng đạo, hoàn thành một vòng bầu trời trong một năm.
Nhưng mọi thứ phức tạp hơn một chút. Bạn thấy đấy, bệ di chuyển của chúng ta bị lật, nghiêng khoảng 23,5 độ.
Khi di chuyển quanh Mặt Trời, Trái Đất sẽ lần lượt nghiêng về Mặt Trời, rồi lại nghiêng ra xa. Đây là nguyên nhân gây ra các mùa.
Khi bán cầu (chẳng hạn Bắc bán cầu) nghiêng về phía Mặt Trời, chúng ta sẽ có mùa hè – ngày dài hơn, với Mặt Trời giữa trưa ở trên cao. 6 tháng sau, khi nghiêng ra xa, chúng ta sẽ có mùa đông – Mặt Trời giữa trưa ở vị trí thấp, ngày ngắn hơn và không khí lạnh.
Giữa các điểm cực trị đó, Mặt Trời dần trôi về phía bắc và phía nam. Ở các điểm cực trị chuyển động của nó, nó sẽ ở trên cao từ 23,5° bắc của Đường xích đạo (giữa mùa hè ở Bắc bán cầu) hoặc 23,5° nam (giữa mùa hè ở Nam bán cầu).
Tổng cộng, chuyển động của Mặt Trời di chuyển giữa hai điểm cực cách nhau khoảng 47°. Thấp trên bầu trời vào mùa đông và cao vào mùa hè.
Xem thêm: Ngày Đông chí là gì và ý nghĩ của nó?
Vậy ngày chí là gì?
Hai điểm chí (Đông chí và Hạ chí) là những điểm mà Mặt Trời ở vị trí cực bắc trên bầu trời (là vị trí chúng ta có ngày nay) hoặc ở vị trí cực nam.
Khi Mặt Trời ở xa nhất về phía bắc trên bầu trời, nó sẽ xuất hiện thấp nhất trên bầu trời vào buổi trưa từ các địa điểm ở Nam bán cầu. Điều này cũng có nghĩa là thời gian ban ngày ngắn nhất trong năm dương lịch.
Đối với Bắc bán cầu, tình hình ngược lại – ngày Hạ chí đưa Mặt Trời vào buổi trưa lên cao trên bầu trời, với ‘thời gian ban ngày’ dài nhất trong năm.
Trong 6 tháng tiếp theo, vào ngày 21 hoặc 22 tháng 12, chúng ta sẽ có ngày Hạ chí khác – đánh dấu thời điểm Mặt Trời ở điểm cực nam trên bầu trời (Nam bán cầu). Điều đó sẽ mang đến ngày dài nhất cho những người ở Nam bán cầu và ngày ngắn nhất cho những người ở Bắc bán cầu.
Thật dễ dàng để tìm hiểu khi nào Mặt Trời mọc và lặn tại vị trí của bạn. Nhiều trang web cung cấp thông tin này – ví dụ, đây là tất cả thông tin về quê hương tôi – Toowoomba, ở phía đông nam Queensland.
Đối với một nhà thiên văn học và nhiều người trên thế giới, hôm nay đánh dấu sự thay đổi của các mùa. Ở Nam bán cầu, đây là ngày đầu tiên của mùa đông. Ở Bắc bán cầu, đây là ngày đầu tiên của mùa hè.
Kỳ lạ thay, ngày chí còn được gọi là ngày giữa mùa hè và ngày giữa mùa đông – điều này dẫn đến ý tưởng kỳ lạ rằng, mùa đông bắt đầu vào giữa mùa đông!
Theo định nghĩa thiên văn học về các mùa, mùa hè kéo dài từ giữa mùa hè đến Thu phân (khi Mặt Trời đi qua đường Xích đạo). Mùa thu kéo dài từ Thu phân đó đến ngày giữa mùa đông. Mùa đông kéo dài từ giữa mùa đông đến Xuân phân, và mùa xuân kéo dài từ Xuân phân đến giữa mùa hè.
Tuy nhiên, ở Việt Nam, hầu hết mọi người đều quen thuộc với các mùa bắt đầu vào ngày đầu tiên của các tháng 3, 6, 9 và 12.
Lý do là do cách khí hậu của chúng ta hoạt động. Trong một vũ trụ đơn giản, người ta sẽ mong đợi ngày dài nhất là ngày nóng nhất (với nhiều thời gian nhất để Mặt Trời làm nóng Trái đất) và ngày ngắn nhất là ngày lạnh nhất (nhiều giờ tối nhất để mọi thứ nguội đi).
Tuy nhiên, mọi thứ phức tạp hơn một chút. Bầu khí quyển, mặt đất và đặc biệt là đại dương mất nhiều thời gian để nóng lên và nguội đi. Kết quả là gì? Thời điểm ấm nhất trong năm ở nhiều nơi (nhưng không phải tất cả!) xảy ra vài tuần sau ‘giữa mùa hè’.
Trong khi những ngày đang ngắn lại, đại dương, mặt đất và không khí vẫn tiếp tục ấm lên. Tương tự như vậy, thời điểm lạnh nhất trong mùa đông thường là vài tuần sau giữa mùa đông.
Khái niệm về mùa hè của chúng ta (thay vì định nghĩa của nhà thiên văn học) được xây dựng xung quanh điều này. Chúng ta nghĩ rằng giữa mùa hè là thời điểm nóng nhất trong năm và giữa mùa đông là thời điểm lạnh nhất.
Xem thêm: Tại sao là 4 mùa trong năm, mà không phải 3 hay 5 mùa?
Luôn luôn có một bí mật khác
Trước khi tôi để bạn tận hưởng phần còn lại của ngày ngắn nhất (hoặc dài nhất) trong năm, có một sự thật thú vị về các mùa mà hầu hết mọi người không đánh giá cao. Chúng ta tưởng tượng các mùa có độ dài bằng nhau – mỗi mùa ba tháng, trong một năm 12 tháng.
Nhưng chúng ta quên mất. Không phải tất cả các tháng đều giống nhau. Một số tháng ngắn hơn những tháng khác (tháng 2 tội nghiệp).
Hãy xem lịch và cộng các ngày trong mỗi mùa thiên văn, bạn sẽ thấy điều đáng ngạc nhiên.
Mùa hè ở Nam bán cầu (mùa đông ở Bắc bán cầu), từ ngày 22 tháng 12 đến ngày 21 tháng 3, chỉ kéo dài 89 ngày. Ngược lại, mùa đông ở Nam bán cầu (mùa hè ở Bắc bán cầu) kéo dài gần 94 ngày!
Mùa thu ở miền Nam bán cầu (từ tháng 3 đến tháng 6) kéo dài gần 93 ngày, trong khi mùa thu ở miền Bắc bán cầu (từ tháng 9 đến tháng 12) chỉ có 90 ngày.
Lý do đằng sau những biến thể này, một lần nữa, là do quỹ đạo của Trái Đất. Khi chúng ta di chuyển quanh Mặt Trời, khoảng cách đến ngôi sao của chúng ta thay đổi đôi chút.
Đôi khi, chúng ta ở gần ngôi sao của mình hơn và Trái Đất di chuyển nhanh hơn trên quỹ đạo của nó. Vào những lúc khác, chúng ta ở xa hơn và di chuyển chậm hơn.
Chỉ trong vài tuần nữa, vào ngày 7 tháng 7, Trái Đất sẽ đạt đến điểm xa nhất so với Mặt Trời, mà các nhà thiên văn học gọi là ‘điểm viễn nhật’ (aphelion). Vào ngày đó, chúng ta sẽ cách ngôi sao của mình hơn 152 triệu km.
Sáu tháng sau, vào ngày 3 tháng 1 năm 2024, chúng ta sẽ ở vị trí gần Mặt Trời nhất – “điểm cận nhật” (perihelion) – cách xa hơn 147 triệu km.
Điều này thực sự làm nổi bật một trong những vẻ đẹp của thiên văn học. Nói một cách đơn giản – luôn có một bí mật khác – bạn càng nhìn sâu vào một thứ gì đó, bạn sẽ càng thấy sự phức tạp đẹp đẽ của nó.
Vậy là chúng ta lại có thêm 93 ngày mùa đông nữa!
