Một năm thiên hà dài bao lâu?

Con người thường tính thời gian bằng cách đo chuyển động tương đối của Trái Đất quanh Mặt Trời. Nhưng những vòng quay của Trái Đất quanh ngôi sao của mình chỉ có ý nghĩa với cuộc sống trên hành tinh xanh nhỏ bé này mà thôi, còn so với hành trình khổng lồ của Mặt Trời và cả hệ mặt trời xung quanh trung tâm của dải Ngân Hà thì vòng quay của hành tinh xanh bé nhỏ không có gì đáng kể.

Theo ông Keith Hawkins – Giáo sư dự khuyết ngành thiên văn học của Trường đại học Texas, Mỹ - thì Mặt Trời đi một vòng quanh thiên hà của chúng ta mất khoảng 220 triệu đến 230 triệu năm trái đất. Nói cách khác, nếu chúng ta đo thời gian bằng “chiếc đồng hồ” thiên hà này thì Trái Đất mới chỉ 16 tuổi (tính theo năm thiên hà, hay năm vũ trụ), còn Mặt Trời 20 tuổi, và vũ trụ là 60 tuổi.

Hành trình của hệ mặt trời đi vòng quanh thiên hà tương tự như Trái Đất quay quanh Mặt Trời. Nhưng thay vì quay quanh một ngôi sao, Mặt Trời xoay quanh một hố đen siêu khổng lồ nằm ở trung tâm dải Ngân Hà. Nó có một lực hấp dẫn cực lớn đối với các vật thể ở gần trung tâm của thiên hà nhưng chính lực hấp dẫn chung của các vật chất trong thiên hà lại giữ cho Mặt Trời đi trên quỹ đạo của nó.

Giáo sư Hawkins nói rằng Mặt Trời chuyển động đủ nhanh, khoảng 230 km/ giây, để nó tiếp tục quay quanh trung tâm của thiên hà trên một quỹ đạo hình tròn chứ không bị hút vào hố đen.

Vị trí của chúng ta trong thiên hà

So với một năm trái đất, một năm thiên hà dài hơn rất nhiều lần và thể hiện một lượng thời gian ở quy mô rất lớn. Nhưng đây không phải là cách đo thống nhất áp dụng cho toàn bộ mọi chuyển động trong thiên hà. Cái mà con người gọi là một năm thiên hà chỉ phù hợp khi tính từ vị trí của Trái Đất trong đường xoáy ốc của dải Ngân Hà thôi. Chúng ta nói rằng một năm thiên hà dài 220 triệu đến 230 triệu năm. Nhưng ở các ngôi sao khác trong thiên hà thì năm thiên hà của chúng lại hoàn toàn khác.

Thiên hà của chúng ta rộng khoảng 100.000 năm ánh sáng, và Trái Đất cách trung tâm của dải Ngân Hà khoảng 28.000 năm ánh sáng. Nếu bạn hình dung thiên hà là một thành phố thì Trái Đất nằm ở đâu đó gần vùng ngoại ô. Đối với các ngôi sao có quỹ đạo gần hố đen, tức là gần trung tâm “thành phố”, một năm thiên hà tương đối ngắn; còn xa hơn “ngoại ô” mà hệ mặt trời của chúng ta cư ngụ thì năm thiên hà lại dài hơn một chút.

Tương tự như vậy, độ dài một năm giữa các hành tinh cũng rất khác nhau. Ví dụ: sao Thủy, hành tinh gần Mặt Trời nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, quay quanh Mặt Trời mất 88 ngày trái đất. Sao Thiên Vương, ngôi sao thứ bảy tính từ Mặt Trời, mất 84 năm trái đất mới quay hết một vòng quanh Mặt Trời. Và thiên hà lùn – sao Diêm Vương – cần đến 248 năm Trái Đất mới đi hết một vòng quỹ đạo.

Mặc dù về mặt vật lý, quỹ đạo các hành tinh cũng tương tự như cơ chế hình thành quỹ đạo của hệ mặt trời xung quanh dải Ngân Hà, nhưng điều đáng quan tâm là làm thế nào để các nhà thiên văn học tính ra được độ dài của một năm thiên hà. Theo Giáo sư Hawkins thì không có gì quá khó hiểu mà khoa học cơ bản đã rất rõ ràng từ những ngày đầu tiên của ngành thiên văn học hiện đại. “Vấn đề chủ yếu chỉ là quan sát các ngôi sao chuyển động xung quanh thiên hà. Bạn có thể theo dõi các ngôi sao chuyển động quanh thiên hà và suy luận từ tốc độ và hướng chuyển động của các ngôi sao khác.”