Mặt trời mọc ở phía nào? Giải đáp khoa học và cách xác định hướng đơn giản

Câu hỏi 'Mặt trời mọc ở phía nào?' tưởng chừng đơn giản nhưng lại ẩn chứa nhiều điều thú vị về chuyển động của Trái đất và mối quan hệ của chúng ta với thiên văn. Nhiều người mặc định rằng mặt trời luôn mọc ở hướng Đông và lặn ở hướng Tây, tuy nhiên, thực tế lại phức tạp hơn thế.

Chuyển động của Trái đất và vị trí biểu kiến của Mặt trời

Để hiểu tại sao mặt trời không phải lúc nào cũng mọc ở chính Đông, chúng ta cần xem xét hai chuyển động cơ bản của Trái đất: tự quay quanh trục và quay quanh Mặt trời.

• Trái đất tự quay quanh trục Bắc - Nam: Chuyển động này tạo ra hiện tượng ngày và đêm. Khi một phần bề mặt Trái đất hướng về phía Mặt trời, nơi đó là ban ngày, và phần còn lại khuất sáng là ban đêm.
• Trái đất quay quanh Mặt trời: Chu kỳ này kéo dài khoảng một năm, tạo ra các mùa trong năm. Điều quan trọng là trục quay của Trái đất không vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo mà nghiêng một góc khoảng 66,5 độ (tức là lệch 23,5 độ so với phương thẳng đứng).

Sự nghiêng của trục này kết hợp với chuyển động quay quanh Mặt trời là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi vị trí biểu kiến của Mặt trời trong năm. Vào mùa hè ở Bắc bán cầu, khu vực này hướng nhiều hơn về phía Mặt trời, tạo cảm giác ngày dài hơn. Ngược lại, Nam bán cầu trải qua mùa đông. Sự thay đổi góc nhìn này khiến cho vị trí mọc và lặn của Mặt trời trên đường chân trời cũng thay đổi theo từng ngày.

Do đó, không phải ngày nào trong năm bạn cũng thấy mặt trời mọc đằng nào cũng là chính Đông và lặn ở chính Tây. Hầu hết thời gian, vị trí mọc và lặn của nó đều có sự xê dịch.

Khi nào mặt trời mọc chính Đông và lặn chính Tây?

Theo các nhà thiên văn học, chỉ có hai thời điểm trong năm mà vị trí mọc và lặn của Mặt trời trùng với hai điểm Đông và Tây trên đường chân trời một cách chính xác nhất:

• Xuân phân: Khoảng ngày 20 hoặc 21 tháng 3.
• Thu phân: Khoảng ngày 22 hoặc 23 tháng 9.

Vào những ngày này, trục quay của Trái đất không nghiêng về phía Mặt trời cũng như không nghiêng ra xa. Về cơ bản, Mặt trời sẽ đi qua thiên đỉnh tại xích đạo, tạo điều kiện cho ánh sáng chiếu vuông góc xuống khu vực này và làm cho thời gian ngày và đêm gần như bằng nhau trên toàn cầu.

Ngoài hai thời điểm này, vị trí mọc và lặn sẽ có sự biến đổi:

• Hạ chí (khoảng 21/06): Mặt trời mọc ở phía Đông Bắc và lặn ở phía Tây Bắc.
• Đông chí (khoảng 21/12): Mặt trời mọc ở phía Đông Nam và lặn ở phía Tây Nam.

Điều này cũng giải thích tại sao chúng ta thường nghe buổi sáng mặt trời mọc ở phía nào và câu trả lời thay đổi tùy thuộc vào mùa trong năm.

Cách xác định phương hướng đơn giản bằng Mặt trời

Nếu không có la bàn, bạn vẫn có thể xác định các hướng chính nhờ vào Mặt trời. Phương pháp phổ biến và dễ thực hiện nhất là sử dụng phương pháp 'Gậy và Mặt trời'.

Bước 1: Chuẩn bị

Tìm một khu vực đất trống, bằng phẳng và có ánh nắng trực tiếp. Cắm một cây gậy thẳng đứng xuống đất. Chiều dài cây gậy khoảng 1 mét là phù hợp.

Bước 2: Đánh dấu bóng ban đầu

Quan sát bóng của cây gậy đổ xuống đất. Đặt một viên đá hoặc vật đánh dấu tại điểm đầu của bóng. Điểm đánh dấu này sẽ là điểm 'T' (T từ 'T'ạm biệt hướng Đông).

Bước 3: Chờ đợi và đánh dấu lần hai

Đợi khoảng 15 đến 20 phút để Mặt trời di chuyển một khoảng nhất định. Bóng của cây gậy sẽ dịch chuyển theo. Đặt vật đánh dấu thứ hai tại điểm cuối mới của bóng. Điểm này là điểm 'B' (B từ 'B'óng tối).

Bước 4: Xác định hướng

Vẽ một đường thẳng nối điểm 'T' và điểm 'B'. Hướng từ điểm 'T' đến điểm 'B' chính là hướng Đông. Ngược lại, hướng từ điểm 'B' đến điểm 'T' là hướng Tây.

Để xác định hướng Bắc và Nam, bạn đứng đối mặt với hướng Đông, tay phải chỉ về phía Nam, tay trái chỉ về phía Bắc. Hoặc đơn giản hơn, bạn có thể đứng quay lưng về phía Tây, mặt hướng về phía Đông.

Với phương pháp này, bạn có thể xác định mặt trời mọc và lặn ở phía nào cũng như các hướng cơ bản khác một cách tương đối chính xác, ngay cả khi không có công cụ hỗ trợ.

Trọng lực và khái niệm Thiên đỉnh (Zenith)

Trong thiên văn học, thiên đỉnh là điểm thẳng đứng ngay phía trên đầu người quan sát. Trọng lực của Trái đất kéo mọi vật về phía tâm của nó, nên hướng từ chân lên đỉnh đầu về cơ bản là hướng nối từ tâm Trái đất đến thiên đỉnh của bạn.

Do trục Trái đất nghiêng, Mặt trời có thể đi qua thiên đỉnh tại các vĩ độ khác nhau trong năm, nằm trong khoảng từ 23,5 độ vĩ Bắc đến 23,5 độ vĩ Nam (vùng nội chí tuyến). Tại chính chí tuyến Bắc, Mặt trời đi qua thiên đỉnh vào ngày Hạ chí. Tại chính chí tuyến Nam, điều này xảy ra vào ngày Đông chí. Còn tại Xích đạo, Mặt trời sẽ đi qua thiên đỉnh hai lần trong năm, vào các ngày Xuân phân và Thu phân.

Hiểu rõ về chuyển động của Trái đất và vị trí của Mặt trời không chỉ giúp chúng ta trả lời câu hỏi mặt trời mọc lên ở phía nào một cách chính xác mà còn mở ra cái nhìn sâu sắc hơn về vũ trụ bao la.