La bàn chỉ về hướng nào trong không gian vũ trụ?

Trên Trái Đất, la bàn luôn chỉ về hướng bắc—nhưng khi bạn trôi ra khỏi từ quyển của hành tinh chúng ta, mọi thứ trở nên phức tạp hơn. Vậy la bàn chỉ hướng nào khi ở ngoài Trái Đất?

Những chiếc la bàn đầu tiên được biết đến được chế tạo vào thời nhà Hán của Trung Quốc, giữa năm 300 và 200 trước Công nguyên. Những dụng cụ đơn giản này được làm từ đá nam châm—một loại khoáng chất tích điện từ tự nhiên, khi treo lơ lửng giữa không trung bằng một đoạn dây thừng, tự nhiên sẽ hướng thẳng về các cực từ của Trái đất.

Mặc dù những tảng đá nhiễm từ này ban đầu được sử dụng để bói toán, nhưng do những đặc tính siêu nhiên của chúng, cuối cùng chúng đã chứng tỏ là một công cụ không thể thay thế đối với những ai đi khám phá thế giới. Những chiếc la bàn này cho phép những người đi biển định hướng cả ngày lẫn đêm, ngay cả khi bầu trời nhiều mây và các ánh sáng chỉ đường khác, chẳng hạn như Sao Bắc Đẩu, bị che khuất.

Bản thân Trái đất là một nam châm có hai cực từ, giống như nam châm dính vào tủ lạnh của bạn, được tạo ra bởi sự tương tác giữa độ nghiêng trục của hành tinh, tốc độ quay và chuyển động của kim loại nóng chảy ở lõi của nó. La bàn chứa một mảnh vật liệu từ hóa nhỏ bị hút về cực đối diện của nó trên Trái đất, nằm cách cực bắc địa lý khoảng 1000 dặm về phía nam, về phía tây của Đảo Ellesmere của Canada. Vì vậy, ngay cả khi bạn đang đứng ở Nam bán cầu, kim la bàn của bạn sẽ luôn chỉ về phía bắc.

Kim la bàn chỉ hướng nào trong không gian vũ trụ?

Câu trả lời là phụ thuộc vào vị trí của bạn trong không gian vũ trụ. Từ quyển của Trái Đất, khu vực xung quanh hành tinh nơi lực từ của nó chiếm ưu thế, được cho là trải dài khoảng 23.000 dặm về phía mặt trời và cách xa mặt trời 230.000 dặm. Miễn là bạn ở trong vùng này, kim la bàn của bạn vẫn có thể ghi lại từ trường của Trái Đất và chỉ cho bạn hướng đến điểm đó ở Canada.

Tuy nhiên, vượt ra ngoài rìa ngoài của từ quyển, mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút. Đó là vì Trái đất không phải là vật thể duy nhất trong hệ mặt trời tạo ra lực từ. Mặt trăng và sao Hỏa của chúng ta có từ trường, nhưng chúng yếu hơn nhiều so với từ trường của Trái đất, nghĩa là bạn sẽ phải đến khá gần một trong hai vật thể này trước khi chúng bắt đầu ảnh hưởng đến phương hướng la bàn của bạn.

Nếu bạn đi xa hơn nữa trong hệ mặt trời, la bàn của bạn có khả năng sẽ chỉ vào hướng của một trong hai thiên thể.

Thiên thể đầu tiên trong số này là Sao Mộc. Do tốc độ quay cao (28.273 dặm/giờ so với 1000 dặm/giờ của Trái đất) và lõi hydro kim loại khổng lồ (khoảng gấp 1,5 lần kích thước Trái đất), từ quyển của Sao Mộc mạnh hơn bất kỳ hành tinh láng giềng nào khác của chúng ta, trải dài khoảng 12 triệu dặm xung quanh hành tinh khí khổng lồ này.

Vật thể thứ hai trong số này là mặt trời, có từ quyển còn lớn hơn nữa và bao gồm toàn bộ hệ mặt trời. Trừ khi bạn ở trong từ quyển riêng của một hành tinh, như từ quyển của Trái đất hoặc Sao Mộc, la bàn của bạn sẽ chỉ về phía mặt trời.

Khó có thể nói chính xác phần nào của mặt trời, vì vị trí của các cực từ của nó thay đổi khoảng 11 năm một lần, khi các vết đen mặt trời được tạo ra trong thời kỳ cực đại của mặt trời khiến từ quyển của nó tự sắp xếp lại. Các cực từ của Trái đất cũng đảo ngược cực, nhưng với tốc độ chậm hơn nhiều, đảo ngược sau mỗi 30.000 năm hoặc lâu hơn. Sự đảo ngược tiếp theo dự kiến ​​sẽ diễn ra trong vài thế kỷ tới.

Tất nhiên, trong khi các thiên thể khác nhau chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến kim la bàn của bạn, điều này không làm mất đi sự thật rằng la bàn truyền thống vô dụng đối với việc định hướng trong không gian, nơi người giữ la bàn có thể di chuyển theo nhiều hướng hơn là bắc, nam, đông và tây.

Đó là lý do tại sao các cơ quan vũ trụ sử dụng la bàn đặc biệt được gọi là từ kế vectơ, không chỉ đo hướng của lực từ mà còn đo cả độ lớn của nó, khiến chúng hữu ích hơn so với các bản sao khác trên Trái đất.