Atlas vũ trụ: Hành tinh, Quỹ đạo, Thiên hà (Planets, Orbits, Galaxies)
Từ Trái Đất đến rìa vũ trụ quan sát được: quỹ đạo chuyển động, thang khoảng cách, bản đồ Ngân Hà, từ vựng tiếng Anh và trò chơi ôn tập.
✦ View the full interactive versionTừ Trái Đất đến rìa vũ trụ quan sát được. Trang này có quỹ đạo chuyển động, thang khoảng cách, bản đồ Ngân Hà, từ vựng tiếng Anh và trò chơi ôn tập.
Nền tảng (Cơ bản · Beginner)
Địa chỉ vũ trụ của bạn đi từ nhỏ đến lớn như sau:
Trái Đất · Earth › Hệ Mặt Trời · Solar System › Ngân Hà · Milky Way › Nhóm Địa Phương · Local Group › Siêu đám Laniakea › Vũ trụ quan sát được · Observable Universe
Ngôi sao (Star)
Quả cầu khí nóng tự phát sáng nhờ phản ứng nhiệt hạch. Mặt Trời là ngôi sao gần ta nhất.
Hành tinh (Planet)
Thiên thể quay quanh một ngôi sao, đủ lớn để thành hình cầu và đã dọn sạch quỹ đạo của mình. Hệ Mặt Trời có 8 hành tinh.
Vệ tinh tự nhiên (Moon · natural satellite)
Thiên thể quay quanh hành tinh. Mặt Trăng cách Trái Đất khoảng 384.400 km.
Thiên hà (Galaxy)
Tập hợp khổng lồ của sao, khí, bụi và vật chất tối, liên kết với nhau bằng lực hấp dẫn. Ngân Hà (Milky Way) là thiên hà chứa Mặt Trời.
Đơn vị thiên văn (Astronomical unit · AU)
Khoảng cách trung bình Trái Đất – Mặt Trời, khoảng 149,6 triệu km. Dùng để đo trong Hệ Mặt Trời.
Năm ánh sáng (Light-year · ly)
Quãng đường ánh sáng đi trong một năm, khoảng 9,46 nghìn tỷ km. Đây là đơn vị khoảng cách, không phải thời gian.
Mẹo nhớ 8 hành tinh theo thứ tự từ Mặt Trời: Thủy, Kim, Trái Đất, Hỏa, Mộc, Thổ, Thiên Vương, Hải Vương. Tiếng Anh: Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune.
Hệ Mặt Trời chuyển động (Tương tác · Interactive)
Các hành tinh quay quanh Mặt Trời trên quỹ đạo (orbit). Tốc độ và khoảng cách trong hình minh họa không đúng tỉ lệ.
Kích thước thật (Planets to scale)
Mặt Trời trên cùng thang này sẽ rộng khoảng 10 lần Sao Mộc.
| Hành tinh | Đường kính (km) | Cách Mặt Trời |
|---|---|---|
| Sao Thủy · Mercury | 4.879 | 0,39 AU |
| Sao Kim · Venus | 12.104 | 0,72 AU |
| Trái Đất · Earth | 12.742 | 1 AU |
| Sao Hỏa · Mars | 6.779 | 1,52 AU |
| Sao Mộc · Jupiter | 139.820 | 5,2 AU |
| Sao Thổ · Saturn | 116.460 | 9,58 AU |
| Sao Thiên Vương · Uranus | 50.724 | 19,2 AU |
| Sao Hải Vương · Neptune | 49.244 | 30,07 AU |
Khoảng cách thật (Distance from the Sun, with light travel time)
| Hành tinh | Khoảng cách | Ánh sáng mất |
|---|---|---|
| Sao Thủy · Mercury | 0,39 AU | ~3,2 phút |
| Sao Kim · Venus | 0,72 AU | ~6 phút |
| Trái Đất · Earth | 1 AU | ~8 phút 20 giây |
| Sao Hỏa · Mars | 1,52 AU | ~12,7 phút |
| Sao Mộc · Jupiter | 5,2 AU | ~43 phút |
| Sao Thổ · Saturn | 9,58 AU | ~80 phút |
| Sao Thiên Vương · Uranus | 19,2 AU | ~160 phút |
| Sao Hải Vương · Neptune | 30,07 AU | ~250 phút |
Thông tin từng hành tinh
- Sao Thủy · Mercury — Hành tinh nhỏ nhất và gần Mặt Trời nhất, nhưng không nóng nhất. Nhiệt độ TB 167 °C. Một ngày bằng 59 ngày Trái Đất.
- Sao Kim · Venus — Nóng nhất vì lớp khí CO₂ dày gây hiệu ứng nhà kính mạnh. Nhiệt độ TB 464 °C; một ngày bằng 243 ngày (quay ngược).
- Trái Đất · Earth — Nơi duy nhất được biết là có sự sống. Nhiệt độ TB 15 °C.
- Sao Hỏa · Mars — Có núi lửa Olympus Mons cao khoảng 22 km. Nhiệt độ TB −65 °C.
- Sao Mộc · Jupiter — Có thể chứa hơn 1.300 Trái Đất. Nhiệt độ TB −110 °C; có trên 95 vệ tinh.
- Sao Thổ · Saturn — Vành đai chủ yếu là băng nước. Đường kính 116.460 km.
- Sao Thiên Vương · Uranus — Trục nghiêng gần 98°, nên nó như lăn trên quỹ đạo.
- Sao Hải Vương · Neptune — Có gió mạnh nhất Hệ Mặt Trời, trên 2.000 km/h.
Trung cấp (Intermediate)
Trái Đất của chúng ta, định luật Kepler và cảm nhận về khoảng cách.
Tự quay và công chuyển (Rotation vs revolution)
Rotation là Trái Đất tự quay quanh trục, một vòng khoảng 24 giờ, tạo ra ngày và đêm. Revolution là Trái Đất quay quanh Mặt Trời, một vòng khoảng 365,25 ngày, tạo ra một năm.
Trục nghiêng và mùa (Axial tilt and seasons)
Trục Trái Đất nghiêng khoảng 23,5°. Khi nửa cầu nào ngả về phía Mặt Trời thì nửa cầu đó là mùa hè. Mùa không do khoảng cách đến Mặt Trời quyết định.
Vùng ở được (Habitable zone)
Dải khoảng cách quanh ngôi sao nơi nước có thể tồn tại ở thể lỏng. Trái Đất nằm trong vùng này của Mặt Trời, nên còn gọi là vùng Goldilocks.
Mặt Trăng và thủy triều (The Moon and tides)
Lực hấp dẫn của Mặt Trăng kéo nước biển tạo ra thủy triều (tides). Mặt Trăng luôn hướng cùng một mặt về phía Trái Đất.
Ba định luật Kepler (Kepler’s laws of planetary motion)
- Định luật 1 — Law of orbits. Quỹ đạo là hình elip, Mặt Trời nằm ở một tiêu điểm.
- Định luật 2 — Law of areas. Đoạn nối hành tinh với Mặt Trời quét diện tích bằng nhau trong thời gian bằng nhau, nên hành tinh chạy nhanh hơn khi ở gần Mặt Trời (cận nhật · perihelion) và chậm hơn khi ở xa (viễn nhật · aphelion).
- Định luật 3 — Law of periods. Bình phương chu kỳ tỉ lệ với lập phương bán trục lớn:
T² = a³(T tính bằng năm, a bằng AU).
Ví dụ: hành tinh ở 1 AU (Trái Đất) có chu kỳ 1 năm; ở 5,2 AU (Sao Mộc) có chu kỳ T = 5,2^1,5 ≈ 11,9 năm.
Du hành đến đó mất bao lâu? (How long would the trip take?)
Thời gian di chuyển ước tính tới một số đích, theo ba phương tiện:
| Điểm đến | Ánh sáng (299.792 km/s) | Voyager 1 (~17 km/s) | Máy bay phản lực (900 km/h) |
|---|---|---|---|
| Mặt Trăng · Moon | ~1,3 giây | ~6,3 giờ | ~17,8 ngày |
| Mặt Trời · Sun | ~8,3 phút | ~102 ngày | ~19 năm |
| Sao Hỏa gần nhất · Mars (closest) | ~3 phút | ~37 ngày | ~6,9 năm |
| Sao Mộc · Jupiter | ~43 phút | ~530 ngày | ~99 năm |
| Sao Hải Vương · Neptune | ~4,2 giờ | ~8,4 năm | ~570 năm |
| Proxima Centauri (4,24 ly) | ~4,24 năm | ~79.000 năm | ~5,3 triệu năm |
| Trung tâm Ngân Hà · Galactic center | ~26.000 năm | ~484 triệu năm | ~32 tỷ năm |
| Andromeda (2,5 triệu ly) | ~2,5 triệu năm | ~46 tỷ năm | — |
Thiên hà và vũ trụ (Advanced)
Ngân Hà nhìn từ trên xuống, thang kích thước của vũ trụ và những điều ta chưa nhìn thấy.
Ngân Hà (The Milky Way)
Thiên hà xoắn ốc có thanh (barred spiral), đường kính khoảng 100.000 ly, chứa hàng trăm tỷ ngôi sao. Mặt Trời ở khoảng 26.000 ly cách trung tâm, trong nhánh Orion, và mất khoảng 230 triệu năm để đi một vòng quanh tâm.
Lỗ đen siêu khối lượng (Supermassive black hole)
Trung tâm Ngân Hà có Sagittarius A*, khối lượng khoảng 4 triệu lần Mặt Trời. Lực hấp dẫn của nó giữ các ngôi sao gần đó quay rất nhanh.
Thiên hà Andromeda (Our nearest large neighbor)
Cách chúng ta khoảng 2,5 triệu ly và đang tiến lại gần. Các nhà thiên văn dự đoán nó sẽ hợp nhất với Ngân Hà sau vài tỷ năm, nhưng các ngôi sao hầu như không va chạm vì khoảng trống quá lớn.
Ba loại thiên hà
- Xoắn ốc · Spiral — Có đĩa dẹt và các nhánh xoắn, ví dụ Ngân Hà và Andromeda.
- Elip · Elliptical — Hình cầu hoặc bầu dục, chứa nhiều sao già và ít khí.
- Không đều · Irregular — Không có hình dạng rõ rệt, thường do va chạm hoặc lực hút của thiên hà khác.
Thang kích thước (Logarithmic ladder of cosmic scales)
Mỗi bậc là một thang đo logarit, nên một bậc dài hơn nghĩa là lớn hơn hàng nghìn, hàng triệu lần.
| Bậc | Kích thước |
|---|---|
| Trái Đất · Earth | 12.742 km |
| Mặt Trời · Sun | 1,39 triệu km |
| Hệ Mặt Trời · Solar System | ≈ 60 AU |
| Proxima Centauri | 4,24 ly |
| Ngân Hà · Milky Way | 100.000 ly |
| Nhóm Địa Phương | ≈ 10 triệu ly |
| Vũ trụ quan sát được | ≈ 93 tỷ ly |
Vũ trụ được làm từ gì? (What is the universe made of?)
| Thành phần | Tỉ lệ |
|---|---|
| Vật chất thường · Ordinary matter | 5% |
| Vật chất tối · Dark matter | 27% |
| Năng lượng tối · Dark energy | 68% |
Vật chất thường (ordinary matter, khoảng 5%) gồm sao, hành tinh và chính chúng ta. Vật chất tối (dark matter) và năng lượng tối (dark energy) chưa được quan sát trực tiếp. Vũ trụ hình thành từ Vụ Nổ Lớn (Big Bang) cách đây khoảng 13,8 tỷ năm và đang giãn nở.
Từ vựng Anh – Việt (Vocabulary)
| English | Tiếng Việt | Example |
|---|---|---|
| Planet | Hành tinh | Mars is the fourth planet from the Sun. |
| Dwarf planet | Hành tinh lùn | Pluto is classified as a dwarf planet. |
| Star | Ngôi sao | The Sun is a star at the center of our system. |
| Moon | Vệ tinh tự nhiên | Jupiter has dozens of moons. |
| Orbit | Quỹ đạo | The Earth’s orbit around the Sun is nearly circular. |
| Rotation | Sự tự quay | One rotation of Earth takes about 24 hours. |
| Revolution | Sự công chuyển | One revolution around the Sun takes a year. |
| Galaxy | Thiên hà | Our galaxy contains hundreds of billions of stars. |
| Milky Way | Ngân Hà | The Milky Way is a barred spiral galaxy. |
| Universe | Vũ trụ | The universe is about 13.8 billion years old. |
| Light-year | Năm ánh sáng | Proxima Centauri is 4.24 light-years away. |
| Astronomical unit | Đơn vị thiên văn | Jupiter orbits at about 5.2 astronomical units. |
| Asteroid / Comet | Tiểu hành tinh / Sao chổi | A comet grows a tail near the Sun. |
| Perihelion / Aphelion | Cận nhật / Viễn nhật | Earth reaches perihelion in early January. |
| Gravity | Lực hấp dẫn | Gravity keeps the planets in orbit. |
| Exoplanet | Ngoại hành tinh | Astronomers have found thousands of exoplanets. |
Mini game: Phi hành gia tập sự (Review · Ôn tập)
Mười câu hỏi. Trả lời đúng được 10 điểm, trả lời đúng liên tiếp được thêm điểm thưởng.
- Hành tinh nào gần Mặt Trời nhất? → Sao Thủy · Mercury (khoảng 0,39 AU).
- Hành tinh nào lớn nhất Hệ Mặt Trời? → Sao Mộc · Jupiter (rộng gần 140.000 km).
- 1 AU xấp xỉ bằng bao nhiêu? → 149,6 triệu km.
- Năm ánh sáng là đơn vị đo gì? → Khoảng cách (quãng đường ánh sáng đi trong một năm).
- Hệ Mặt Trời nằm trong thiên hà nào? → Ngân Hà · Milky Way.
- Ánh sáng từ Mặt Trời đến Trái Đất mất khoảng bao lâu? → Khoảng 8 phút 20 giây.
- Hành tinh nào nóng nhất? → Sao Kim · Venus (khoảng 464 °C, nhờ hiệu ứng nhà kính).
- Theo định luật Kepler 3, hành tinh cách Mặt Trời 4 AU có chu kỳ bao lâu? → T = 4^1,5 = 8 năm.
- Thiên hà lớn gần Ngân Hà nhất là gì? → Andromeda (cách khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng).
- “Rotation” nghĩa là gì? → Quay quanh trục của chính nó (khác với revolution là quay quanh vật thể khác).
Atlas vũ trụ · Số liệu được làm tròn. Hình minh họa không đúng tỉ lệ khoảng cách và tốc độ.