Trái đất và bầu trời là những phần cơ bản của thế giới tự nhiên của chúng ta. Bài học này sẽ khám phá những khái niệm này từ góc nhìn của thiên văn học và khoa học Trái đất, giải thích cách chúng tương tác và ảnh hưởng lẫn nhau. Mặc dù có vẻ như Trái đất và bầu trời là những miền riêng biệt nhưng chúng được kết nối với nhau theo nhiều cách, tác động đến môi trường, khí hậu và sự sống trên Trái đất.
Hành tinh của chúng ta, Trái đất, là một trong tám hành tinh trong Hệ Mặt trời, quay quanh Mặt trời 365,25 ngày một lần. Trục Trái đất nghiêng một góc khoảng 23,5 độ so với quỹ đạo của nó quanh Mặt trời. Độ nghiêng này là nguyên nhân gây ra sự thay đổi các mùa khi Trái đất quay quanh Mặt trời. Bán cầu nghiêng về phía Mặt trời có nhiệt độ ấm hơn và ngày dài hơn, đánh dấu mùa hè, trong khi bán cầu đối diện trải qua mùa đông.
Bầu khí quyển của Trái đất là một lớp khí bao quanh hành tinh, bảo vệ nó khỏi bức xạ có hại từ Mặt trời và giúp điều chỉnh nhiệt độ. Bầu khí quyển bao gồm chủ yếu là nitơ (78%) và oxy (21%), với một lượng nhỏ các loại khí khác như argon và carbon dioxide. Bầu khí quyển được chia thành nhiều lớp, từ thấp nhất đến cao nhất: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung lưu, tầng nhiệt và tầng ngoài. Mỗi lớp có những đặc điểm và chức năng riêng, chẳng hạn như tầng ozone trong tầng bình lưu có chức năng hấp thụ và phân tán bức xạ cực tím của mặt trời.
Bầu trời là bầu khí quyển của Trái đất nhìn từ bề mặt hành tinh. Khi nhìn lên, chúng ta thấy bầu trời trong xanh vào ban ngày do sự tán xạ ánh sáng mặt trời bởi bầu khí quyển. Sự tán xạ này hiệu quả hơn đối với ánh sáng có bước sóng ngắn (màu xanh) so với bước sóng dài hơn (màu đỏ). Vào lúc bình minh và hoàng hôn, ánh sáng phải đi qua nhiều bầu khí quyển Trái đất hơn, dẫn đến sự tán xạ phần lớn ánh sáng xanh và khiến bầu trời có màu đỏ hoặc cam.
Vào ban đêm, khi phần Trái đất nằm đối diện với Mặt trời, bạn có thể nhìn thấy các ngôi sao, hành tinh và Mặt trăng. Các ngôi sao là những mặt trời khổng lồ, ở xa phát ra ánh sáng, trong khi các hành tinh, như Sao Kim và Sao Hỏa, ở gần Trái đất hơn và tỏa sáng bằng cách phản chiếu ánh sáng mặt trời. Các mô hình mà các ngôi sao xuất hiện trên bầu trời được gọi là các chòm sao, được sử dụng để định hướng và kể chuyện trong suốt lịch sử loài người.
Mặt trăng, vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái đất, trải qua các giai đoạn khác nhau dựa trên vị trí của nó so với Trái đất và Mặt trời. Những giai đoạn này bao gồm Trăng non, khi nó thẳng hàng giữa Trái đất và Mặt trời; Trăng tròn, khi Trái đất nằm giữa Mặt trăng và Mặt trời; và quý đầu tiên và quý cuối cùng, khi chúng ta nhìn thấy một nửa Mặt trăng được chiếu sáng. Chu kỳ của các giai đoạn lặp lại cứ sau 29,5 ngày.
Khi Trái đất quay quanh Mặt trời, các chòm sao nhìn thấy được trên bầu trời đêm sẽ thay đổi. Điều này là do phần ban đêm của Trái đất phải đối mặt với các phần không gian khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong năm. Ngoài ra, vị trí của Mặt trời trên bầu trời thay đổi trong suốt cả năm, đạt điểm cao nhất vào ngày hạ chí và điểm thấp nhất vào ngày đông chí.
Nhật thực xảy ra khi Trái đất, Mặt trăng và Mặt trời thẳng hàng. Trong nhật thực, Mặt trăng đi qua giữa Trái đất và Mặt trời, tạo bóng tối trên Trái đất và tạm thời chặn ánh sáng của Mặt trời ở một số khu vực. Khi xảy ra nguyệt thực, Trái đất nằm giữa Mặt trời và Mặt trăng, bóng của Trái đất đổ lên Mặt trăng. Nhật thực chỉ có thể xảy ra khi Trăng non, trong khi nguyệt thực xảy ra khi Trăng tròn.
Ô nhiễm ánh sáng do ánh sáng nhân tạo quá mức có thể làm giảm đáng kể khả năng hiển thị của các ngôi sao trên bầu trời đêm. Điều này đặc biệt đáng chú ý ở các khu vực thành thị, nơi tập trung ánh sáng nhân tạo khiến việc quan sát tất cả ngoại trừ những ngôi sao và hành tinh sáng nhất trở nên khó khăn.
Trái đất và bầu trời gắn bó chặt chẽ với nhau, mang đến cho chúng ta một cánh cửa nhìn vào vũ trụ rộng lớn hơn và vị trí của chúng ta trong đó. Từ việc hiểu những điều cơ bản về bầu khí quyển Trái đất và chuyển động của nó trong không gian cho đến quan sát các ngôi sao, hành tinh và Mặt trăng trên bầu trời, luôn có điều gì đó mới mẻ để khám phá. Mặc dù ô nhiễm ánh sáng khiến việc quan sát bầu trời đêm trở nên khó khăn hơn nhưng vẫn có nhiều địa điểm và thời điểm mà chúng ta có thể nhìn thấy những kỳ quan của vũ trụ bằng mắt thường, nhắc nhở chúng ta về vẻ đẹp và sự phức tạp của thế giới chúng ta đang sống.
