愛科學:地球為什麼會自轉?有一天會停下來嗎?

2021-02-08 學界論

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自46億年前形成以來,地球每天都會繞著地軸自轉一圈,因此地球上萬物才能感受到周而復始的日升日落。如果沒有外力的改變,地球將永遠地自轉下去,直到世界毀滅,直到太陽膨脹成一顆紅巨星吞沒地球。但是,為什麼地球會不停地轉動呢?

這首先要從地球誕生說起。我們的地球是由圍繞新生太陽旋轉的氣體和塵埃組成,由於宇宙大爆炸賦予了這些塵埃高速旋轉的速度,在這個旋轉的磁碟中,一些的灰塵和巖石會粘在一起,隨著時間的推移,太空巖石繼續與新生行星碰撞,施加了使它旋轉的力量。

由於早期太陽系中的所有碎片都圍繞太陽沿大致相同的方向旋轉,因此碰撞也使地球以及太陽系中的大多數其他物體沿該方向旋轉,因此現在太陽系中除了金星以外的七大行星太陽都是東升西落。

太陽系自轉的原因

我們可以簡單認為地球的自轉是由於太陽系的旋轉引起的,但是太陽系又為什麼會旋轉?當塵埃和氣體雲由於自身重量而坍塌時,便形成了太陽和太陽系。大部分氣體凝結成為太陽,而其餘材料則進入周圍形成行星的盤中。

在氣體坍塌之前,氣體分子和塵埃顆粒在整個位置移動,但是在某個點上,一些氣體和塵埃恰巧在一個特定方向上移動了更多,從而使其旋轉運動。當氣體雲層坍塌時,氣體雲層的旋轉加快了,就像花樣滑冰運動員將手臂和腿伸進去時旋轉得更快。

由於空間不足,無法放慢速度,因此一旦開始旋轉,它通常就會繼續運轉。在這種情況下,旋轉的嬰兒太陽系具有許多所謂的角動量,該量描述了物體保持旋轉的趨勢。結果,當太陽系形成時,所有行星都可能朝同一方向旋轉。

然而,今天太陽系的所有行星都形成了自己特定的自轉規律,比如地球和火星的自轉時間都是24小時左右,而金星的自轉方向則和地球相反,並且自轉時間長達243個地球日。

金星為什麼如此另類?科學家推測,金星開始的自轉也和地球相似,但在遠古時代的某一天,金星被一顆巨大小行星或彗星撞擊了,巨大了衝擊力不僅改變了金星的自轉速度,還讓金星的自轉方向發生了不可逆地翻轉。

那麼地球也會放慢速度嗎

科學家從遠古生物化石的生長痕跡上得出結論,地球每天都在做剎車運動,我們的地球誕生伊始,自轉一天只需要8個小時左右,在恐龍時代一天大約也只有23小時10分鐘。

科學家通過計算知道了地球的自轉每一個世紀會減慢1.78毫秒,因此很多人可能覺得,地球總有一天會停下來,但是地球停下的時間卻遠遠早於地球毀滅的時間,因為太陽的壽命大約還有50億年,等到太陽垂垂老矣時就會徹底吞噬地球,那時候地球還在自轉。

另外,地球之所以會減速自轉,原因是地月潮汐鎖定。地月之間的潮汐力正在抵消地球自轉的角動量,月球潮汐力運轉方向正好與地球自轉相反,潮汐和淺海海底的摩擦對地球起制動作用,使得地球自轉逐漸變慢,自轉周期逐漸變長。

但是月球卻正在遠離地球,有研究者進行過分析計算,也進行過計算機模擬,預估大約8億年後,月亮就會徹底脫離地球而消失的無影無蹤。一旦月球離開了地球,到時候地球的自轉將會變得肆無忌憚,速度也就會加快。

所以,我們可以得出的結論是,地球的自轉是至死方休的。

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