Trả lời bởi Karl Chwe, nghiên cứu vật lý, hoá học và sinh học nhiều hơn bình thường.
Link Quora: https://qr.ae/pNrRRl
[EDIT: Wow, 1k9 upvote trong 19 giờ! Cảm ơn mọi người! Tôi đang thêm thắt và sửa câu chữ cho sáng sủa hơn ở một số chỗ. Một số bạn bình luận đã chỉ ra rằng vành đai sẽ thay đổi mạnh nhiệt độ và có thể cả thời tiết giữa các mùa nữa, và tôi đã thêm chúng như một hậu quả.]
Những câu trả lời khác cái thì hơi rối, cái thì sai (hoặc cả hai).
Đây là một số những bức ảnh từ nhà minh hoạ khoa học xuất sắc Ron Miller, người đã cho ta thấy hình ảnh vành đai này sẽ trông như thế nào trên Trái đất. Nhắc bạn chút, tôi không biết anh ấy đã dùng giả định nào (về độ cao so với mực nước biển, kích cỡ vành đai, ví dụ thế), nên cứ nghi ngờ trước đã. Tuy nhiên, chúng được tạo ra một cách chặt chẽ, và ta sẽ nhắc về chúng sau.
Đây là vành đai nhìn từ Washington D.C. Vành đai khá thấp so với bầu trời bởi D.C. ở khoảng vĩ độ 40. (ảnh 1)
[EDIT: Một số bình luận nói rằng vành đai trong ảnh quá cong. Nhưng rõ ràng là vành đai phải cắt đường chân trời (tại hai điểm), nếu không thì vành đai sẽ bị kéo căng ra vô cùng mất. Vậy nên câu hỏi sẽ phải là hai điểm này có gần nhau quá không. Nhưng ta không biết vành đai gần Trái đất tới đâu, hay kéo dài xa tới đâu. Và ta không biết độ rộng góc bức ảnh này chụp là bao nhiêu nữa. Nếu ta “chụp” bằng một ống kính rất rộng, nó sẽ phóng đại đường cong lên.]
Vậy nếu Trái đất có vành đai như Thổ tinh, đây là những thứ sẽ không xảy ra:
• Tăng ánh sáng mặt trời? Không. Vành đai thật ra sẽ phản xạ lại một phần ánh sáng mặt trời chiếu tới Trái đất, tuỳ theo mùa (giả sử rằng vành đai sẽ thẳng hàng với xích đạo, vậy nên so với mặt trời, chúng sẽ nghiêng lên hay xuống như vành mũ, hoặc như cạnh trên (edge-on)). Nhưng vành đai không phản chiếu ánh sáng mặt trời như một chiếc gương. Vành đai gồm các tinh thể băng, và phản chiếu ánh sáng theo mọi hướng, vậy nên phần lớn tia phản xạ sẽ hướng ra không gian. Nhưng vành đai có CHE ánh sáng. Vậy nên kết quả sẽ là có ÍT ánh nắng trên Trái đất hơn. Đây là một tấm ảnh khi vành đai che ánh sáng mặt trời chiếu tới: (ảnh 2)
Bức ảnh này được “chụp” ở gần đường xích đạo, đó là lý do vành đai trông như một vệt sáng mỏng. Nhưng hãy chú ý rằng mặt trời thực ra ở bên trái vành đai, nên bóng của vành đai ở phía bên phải.
• Bị bắn phá bởi thiên thạch nhiều hơn? Không. Vành đai Thổ tinh có cấu tạo gần như hoàn toàn bởi các tinh thể nước đá, kích cỡ khoảng từ 1 cm đến 10 cm. Kể cả tinh thể cỡ 10 mét cũng sẽ vỡ vụn và bốc hơi nhanh chóng trước khi chạm tới Trái đất. (Và thực ra, tất cả tinh thể sẽ thăng hoa và biến mất trước cơn gió mặt trời ngay tắp lự, trước khi nó kịp rơi xuống, và ta sẽ chẳng bao giờ có vành đai ngay từ ban đầu. Cơ mà câu hỏi đặt ra là vành đai như Thổ tinh, nên là…)
• Một cơ hội để “khai thác các kim loại quý như Vàng hay Bạch kim”? Không. Như tôi đã nói, vành đai Thổ tinh gần như hoàn toàn là nước đá. Không kim loại, không đá, không quặng, chẳng có gì cả.
Những gì thực sự sẽ xảy ra:
• Vệ tinh nhân tạo sẽ ít và đắt đỏ hơn. Những tinh thể băng này phần lớn khá nhỏ, nhưng chúng vẫn chứa đựng những nguy hiểm tiềm tàng cho các vệ tinh, những thứ ta dùng cho viễn thông, bản đồ, v.v. Và đương nhiên, chúng sẽ che đi tầm nhìn của Trái đất, hoặc liên lạc vô tuyến với Trái đất. Vậy nên ta cần phải phóng những vệ tinh này theo những quỹ đạo tránh vành đai, có thể là giữa những khoảng không trong vành đai hay vượt ra cạnh phía ngoài của vành đai. Đau đớn đấy, nhưng chắc sẽ không phá hỏng kế hoạch đâu. (Các khoảng không sẽ xuất hiện khi cộng hưởng quỹ đạo với Mặt trăng để mở vành đai, ở khoảng ½ khoảng cách giữa Mặt trăng với Trái đất, 1/3, ¼, v.v. Nhưng ở những độ cao đó thì có thể không như ta muốn, nhưng cũng có cơ hội.) Vậy nên, thêm rắc rối và đắt đỏ.
• Màn đêm sáng hơn. Đây là hình ảnh được kết xuất (render) bởi Ron Miller, nhìn từ Guatemala, chỉ 14 độ so với xích đạo. Để ý thấy vành đai cao hơn bầu trời thế nào. (ảnh 3)
Cũng để ý hiệu ứng ở phong cảnh bên dưới. Vành đai sẽ tạo ra một vệt sáng trên bầu trời đêm, tương tự như ánh trăng nhưng sáng hơn, và khuếch tán hơn, Vành đai gần như sẽ không có bóng; chúng quá lớn. Sẽ có hiệu ứng hoàng hôn và một lần nữa, tuỳ vào mùa và vĩ độ. Trông cũng đẹp đấy chứ. (Nhưng một lần nữa, ánh sáng sẽ mờ như kiểu có một màng lưới che vậy.) [EDIT] Hơn nữa, bức ảnh này chưa cho thấy, nhưng về sau, ban đêm, Trái đất sẽ bắt đầu tạo bóng lên trên vành đai, nhẹ nhàng xuyên suốt vành đai, từ đông sang tây. Cái bóng sẽ chia vành đai làm hai cánh tay cong ôm lấy nhau (cả cạnh bóng cũng sẽ cong, cũng rất tốt để chứng minh Trái đất hình cầu.)
• Có những thời điểm chạng vạng vào ban ngày. Vào mùa đông, vành đai sẽ chặn một số tia sáng từ Mặt trời trong ngày. Thật khó để biết được vành đai chắn khi nào hay bao nhiêu, bởi nó phụ thuộc vào vĩ độ cũng như độ rộng. Nhưng sẽ có hiện tượng đó. [EDIT: tôi nghĩ thêm một chút về bóng của chúng.] Những khoảnh khắc chìm trong bóng tối này ban đầu hoà vào ban đêm vào lúc nào đó, thêm vào bình minh cũng như hoàng hôn, và dần dần trở thành một khoảng thời gian riêng biệt tối đen vào ban ngày. Một số nơi gần xích đạo có thể có tới HAI khoảng thời gian tối trong ngày, tách nhau bằng một khoảng trời sáng khi Mặt trời trong bóng hoàng hôn trên vòm trời, với góc nhìn của chúng ta. Những khoảng thời gian này sẽ xảy ra vào mùa đông, mặc dù sẽ có những khoảng thời gain tối ngắn ngủi, nhưng thực sự chỉ là bình minh và hoàng hôn dài hơn vào mùa hè ở gần xích đạo. Màn tối này sẽ không tối hoàn toàn; sẽ vẫn có ánh sáng rải rác trên bầu trời, mây, v.v., như lúc có nhật thực vậy á. Hơn nữa, vành đai cũng không chắn hoàn toàn ánh sáng; một chút ánh sáng vẫn có thể đi qua. Vậy nên sẽ có chạng vạng. Nhưng nó sẽ ảnh hưởng tới nhiệt độ…
• Nhiều mùa khắc nghiệt hơn, đặc biệt là mùa đông. (Cảm ơn Chris Claxson và Joseph Boyle!) Nguyên do là bởi vành đai sẽ che đi nhiều ánh sáng hơn vào mùa đông. Đây là sơ đồ của Thổ tinh khi quay xung quanh Mặt trời. (ảnh 4)
(Từ C. Seligman’s “The Planets,”, chỉnh sửa bởi Chaisson, “Astronomy Today”)
Tưởng tượng đó là một Trái đất nhỏ xinh có vành đai xung quanh. Phía bên trái hướng về Mặt trời nên có gần hơn chút, nhưng quan trọng hơn, tia sáng Mặt trời chiếu trực diện hơn, nên chúng phải vượt qua ít khí quyển hơn trước khi tới bề mặt. Vậy nên mùa hè sẽ ấm hơn. Giờ điều này đã đúng rồi, và vành đai sẽ chỉ thêm chút ánh sáng trên nền trời mà thôi.
Nhưng Trái đất nhỏ xinh của ta ở bên phải là đang ở mùa đông (với bán cầu Bắc), khi mà bán cầu hướng ra xa khỏi Mặt trời, vậy nên mùa đông sẽ lạnh hơn. Nhưng vào mùa đông, vành đai lại còn chiếu bóng của mình xuống bán cầu Bắc, vậy nên mùa đông thậm chí còn lạnh hơn nữa.
Sơ đồ trên không cho ta thấy bóng của vành đai, nên đây là bức ảnh của vành đai Thổ tinh chiếu bóng xuống Thổ tinh. (ảnh 5)
(NASA / JPL / SSI / Gordan Ugarkovic)
Bức ảnh phía trái được chụp vào lúc Thổ tinh đang ở mùa đông (đối với bán cầu Bắc của nó). ở giữa đang trong mùa xuân, và phần còn lại đang ở xuân phân, khi xích đạo thẳng hàng với Mặt trời (vị trí dưới cùng của sơ đồ bên trên.) (Và như những gì ta biết, Thổ tinh nghiêng một góc khoảng 27 độ, khá gần với Trái đất 23.5 độ)
• Một số hiệu ứng phụ khi vành đai tạo ra: Giả thuyết hiện tại cho sự hình thành vành đai của Thổ tinh được cho là do một vệ tinh bị vỡ vụn do một vụ va chạm hoặc thứ gì đó khác (có thể là một vệ tinh băng nhỏ, hoặc một vệ tinh đá lớn hơn trượt qua nó, hay cả một vệ tinh vỡ thành từng mảnh nhưng phần đá cứng liên kết với nhau tạo thành một vệ tinh mới nhỏ hơn, không còn nhiều băng, hoặc chỉ đơn giản là rơi vào Thổ tinh thôi.) Chuyện này rõ ràng đã xảy ra gần đây đối với thiên văn học, vào khoảng 100 triệu năm trở lại. Vậy nên dựa vào những gì đã xảy ra, vành đai Trái đất có thể đã trải qua việc chia tay một mặt trăng nào đó. Có thể nó đã trải qua sự kiện hố thiên thạch Chixhulub, như thứ đã xoá sổ khủng long, hay chỉ đơn giản là chịu nhiều sao băng hơn bình thường trong một khoảng thời gian. Vậy ta có thể thấy các đặc điểm địa chất, chủ yếu là các hố quá lớn để ta coi nó như một hố thiên thạch (như ta đã từng với Chixhulub). Hoặc không. Ta có thể chỉ mới thấy một lớp địa tầng có mức đồng vị các nguyên tố cao bất thường (như với ranh giới Cretaceous-Paleogene, một địa tầng mỏng cho ta thấy bằng chứng của một vụ va chạm thiên thạch khổng lồ có thể đã khiến khủng long tuyệt chủng.) Hay kết hợp cả hai. Và các bản hoá thạch và DNA có lẽ cho ta thấy hiệu ứng kéo dài của một cuộc đại tuyệt chủng xảy ra khoảng 100 triệu năm trước. Hoặc không. Có lẽ chẳng có cuộc đại tuyệt chủng nào cả. Khá khó để nói, vì thực tế thì, Trái đất chẳng có một mặt trăng băng ngay từ ban đầu, (và vậy nên, chẳng có vành đai nào cả, rõ ràng). Ta quá gần Mặt trời. Tiểu hành tinh băng đã tạo ra Vành đai Tiểu hành tinh, nhưng nó xa gấp đôi khoảng cách tới Mặt trời. (Ngẫu nhiên thay, Mặt trời xa, quá xa trong hình vẽ này.) (ảnh 6)
Vậy bạn sẽ có: cước viễn thông cao hơn, vòng ngày/đêm kì lạ hơn, mùa đông khắc nghiệt hơn, và có thể có một số động thực vật ở đâu đó, nhưng sẽ có nhiều bài thơ viết về sự hả hê suốt màn đêm, hay khoảng thời gian kì lạ giữa ban ngày, như thể Trái đất đang buồn, hay đang suy tư gì đó.
Cảm ơn nhé, khá vui đó!