Tại sao lực hấp dẫn của mặt trăng gây ra thủy triều trên trái đất còn lực hấp dẫn của mặt trời thì không?

[Trung Đào]

Thủy triều trên đại dương trên trái đất không chỉ do lực hấp dẫn của mặt trăng gây ra mà thực tế còn do lực hấp dẫn của mặt trời gây ra. Chúng ta tin rằng đó chỉ là mặt trăng, nhưng thực tế không phải vậy.
Lực hấp dẫn phải mạnh đến mức nào mới có thể ảnh hưởng đến thủy triều?

Thủy triều trên trái đất không nhất thiết bị ảnh hưởng bởi cường độ trọng lực mà thay vào đó là sự khác biệt về trọng lực ở các điểm khác nhau của đại dương. Nói cách khác, sở dĩ xảy ra sự chênh lệch thủy triều là do các phần khác nhau của đại dương sẽ chịu tác động bởi lực hấp dẫn của mặt trời và mặt trăng vào những thời điểm khác nhau, tạo nên chỗ phình ra.
Vì vậy, trọng lực không cần phải mạnh về mặt cần kéo nước về phía mặt trời hay mặt trăng tốt như thế nào, nó chỉ cần đủ mạnh để tạo ra sự khác biệt rõ rệt ở những khu vực nước không bị ảnh hưởng bởi trọng lực so với nơi bị ảnh hưởng.
Điều này được gọi là gradient hấp dẫn.

Không phải Mặt trời mạnh hơn mặt trăng sao?​

Vâng, đúng là lực hấp dẫn của mặt trời mạnh hơn lực hấp dẫn của mặt trăng, đó là lý do tại sao trái đất quay quanh mặt trời chứ không phải mặt trăng. Các ngôi sao có khối lượng rất lớn và do đó có lực hấp dẫn rất lớn.
Nhưng mặt trăng ở gần trái đất hơn mặt trời nên lực hấp dẫn của nó mạnh hơn mặt trời.
Điều này có nghĩa là chỗ phình ra do mặt trăng gây ra mạnh hơn và dễ nhận thấy hơn nhiều so với chỗ phình ra do mặt trời gây ra. Vì vậy, lực hấp dẫn của mặt trăng lên trái đất mạnh hơn rất nhiều, nhưng mặt trời vẫn tồn tại.
Đây có thể là lý do khiến chúng ta dường như nghĩ rằng mặt trăng là thiên thể duy nhất ảnh hưởng đến thủy triều trên trái đất.

Sau đó cả hai sẽ tương tác như thế nào?​

Vâng, thủy triều xảy ra trên trái đất là tổng của độ dốc hấp dẫn của mặt trời và mặt trăng. Điều này có thể theo một trong hai cách: đôi khi mặt trăng sẽ thẳng hàng với mặt trời theo cách mà cả phần phình hấp dẫn của mặt trăng và mặt trời sẽ cộng lại với nhau, hoặc nói theo cách diễn đạt khoa học hơn: các trục giữa mặt trời và trái đất và cả mặt trăng và trái đất sẽ nằm dọc theo những đường giống nhau.
Tổng trường gradient hấp dẫn của mặt trời và mặt trăng này sẽ gây ra hiện tượng gọi là thủy triều hai tuần một lần. Từ “mùa xuân” ở đây không chỉ mùa mà thay vào đó chỉ cách nước phun lên nhờ tác dụng kép của cả hai gradient hấp dẫn.
Đây là một đợt thủy triều cực kỳ mạnh vì cả hai lực hấp dẫn đều hoạt động cùng nhau. Điều này xảy ra khi trăng non hoặc trăng tròn và xuất hiện khoảng hai tuần một lần.

Thủy triều thay đổi bao lâu một lần?​

Vì mặt trăng mất một tháng để quay quanh trái đất nên thủy triều sẽ thay đổi và xoay vòng qua những khác biệt trong vòng lặp hàng tháng này. Vì vậy, khi mặt trời và mặt trăng không thẳng hàng, gradient hấp dẫn của chúng thực sự sẽ triệt tiêu nhau ở một mức độ nào đó.
Điều này dẫn đến thủy triều yếu hơn so với khi mặt trăng và mặt trời thẳng hàng hơn trong suốt tháng. Nhưng vẫn có thủy triều vào thời điểm này trong tháng vì mặt trời không bao giờ có thể triệt tiêu hoàn toàn gradient hấp dẫn của mặt trăng.
Điều này là do gradient hấp dẫn của mặt trăng nổi bật hơn gradient hấp dẫn của mặt trời.
Khi gradient hấp dẫn của mặt trời trong đại dương chạm tới một nơi tạo thành một góc 90 độ với trái đất so với gradient hấp dẫn của mặt trăng, hiện tượng này được gọi là thủy triều kém hai tuần một lần.
Điều này nhìn thấy hai phần phình ra của đại dương ở hai đầu đối diện nhau của trái đất, do đó có ảo tưởng rằng thủy triều đều.

Còn thủy triều lên và xuống xảy ra hàng ngày thì sao?​

Thủy triều lên và xuống cũng xảy ra hàng ngày. Mặc dù thủy triều mạnh mà chúng ta gọi là thủy triều mùa xuân và thủy triều kém là do độ dốc hấp dẫn của cả mặt trăng và mặt trời cũng như vị trí của chúng so với trái đất, nhưng thủy triều hàng ngày thì không.
Thủy triều hàng ngày thay đổi do vị trí của trái đất và cách nó quay.
Trái đất quay hết 24 giờ nên triều cường và triều xuống diễn ra hàng ngày sẽ xảy ra hai lần mỗi ngày. Chi tiết hơn nữa: thủy triều được cố định bởi vị trí của mặt trời và mặt trăng, nhưng trái đất thực sự di chuyển và quay dưới những thủy triều này.
Mặc dù có vẻ như các khối thủy triều đang di chuyển xung quanh trái đất để di chuyển theo mặt trăng, và ở một mức độ nào đó, nước vẫn ở nguyên một chỗ và trái đất đang chuyển động theo độ dốc hấp dẫn.

Trái đất chỉ có một vòng quay, vậy tại sao mỗi ngày lại có hai đợt thủy triều lên và xuống?​

Nguyên nhân là do có hai thiên thể ảnh hưởng đến thủy triều. Bởi vì mặt trời và mặt trăng đều có gradient hấp dẫn riêng thay đổi tùy theo vị trí của chúng.
Có hai chu kỳ thủy triều lên và xuống trong một ngày vì cả hai sẽ chồng lên nhau khi mặt trăng quay quanh trái đất suốt cả ngày. Và khi mặt trời quay quanh mặt trời cùng một lúc.