地球停轉會發生什麼?

2021-02-08 天文在線

物理學家:地球的陽面將會很快變得比沸水還要熱,而暗面很快就會冷到連大氣層也會被凍成固體(冷凝成氮氣和氧氣冰)。所以以前曾有空氣的夜半球,空氣和水都會形成冰川,而以前曾有空氣的晝半球則會變成沒有空氣的荒漠。沒有空氣散射陽光,天空的顏色將是永恆的黑暗,星星永遠清晰可見。

圖解:透過長時間曝光攝影技術拍攝的星跡,是相對不動的星星隨地球轉動而產生的光跡,為地球自轉的證據之一

現在我假設地球並不是完全不自轉了(這將導致一天就是一年那麼長),而是被太陽潮汐鎖定,就像月亮被地球潮汐鎖定一樣,那麼地球的一面會永遠面向太陽,另一面永遠背陽。

圖解:地球暗面的空氣和水將會被凍住。地球將變成一半是荒漠,一般是水/氣冰川,整個地球的大氣層都會消失。

我們可以依據月球的情況來預測地球上的冷熱溫度。日月距離和日地距離是一樣的,所以這是一個絕佳的實驗組。在月球長達709小時的白晝中,日出後很快(幾分鐘內),月球表面就會達到理論陽面溫度,「溫暖宜人的」攝氏110度即華氏230度,無論你是否覺得真的舒適宜人。

圖解:在春分時從太陽看到的地球轉軸傾角(或傾角)和它相對於自轉軸和軌道平面

月球上的一些隕石坑永遠見不到陽光,這恰恰就是地球暗面將會身處境遇的縮影。他們會達到零下攝氏240度即華氏零下400度(甚至比絕對零度還要低30攝氏度!)這個溫度已經低到足以把氧氣和氮氣凍成固體了,甚至氣壓都會消失。所以在陽面所有東西都被烤焦,海水蒸發,海洋變成盆地;在暗面,他們將凝固形成巨大的冰川。

圖解:在阿波羅8號任務,於1968年的聖誕夜從月球看見的地球。非洲在日沒的邊界線上,美洲在雲層之下,在邊界線末端左邊的是南極大陸。

對於水來說,這種形式(冰川)至少在地球上(「自轉的地球」?「自轉體」?)已經存在,只是沒有延伸得很遠而已。這也就是為什麼(比如說)南極的冰蓋平均厚度像海洋那麼深。

圖解:中國南極崑崙站是人類在南極地區建立的海拔最高的科考站。

這個行星停轉的想法是科幻作品的主要內容,一般來說他們都會聲稱生命可以在地球陰陽面皎潔的「暮光之環」處倖存下來。事實上,「暮光之環」的溫度將會比我們現在地球極點的溫度還要低(這樣有點像「暮光之點」),你將發現「宜居區」其實應在這個環靠近陽面20度的地方。

圖解:在像地球的一個順行平面,恆星日是短於太陽日。在時間點1,太陽和遙遠的恆星都在頭頂上(在相同的方向上);在時間點2,行星轉動360°,遙遠的恆星右出現在頭頂上,但太陽並不在頭頂上(1→2 =一恆星日);太陽要稍後,在時間點3,才會抵達頭頂上(1→3 =一太陽日)。

其實那倒不是多重要,在那樣的大氣條件下你需要錘子和鑿子才能呼吸,那麼沒有「宜居區」是可能有生命存在的。相比之下,我們現在的設定還不錯啦!

相關知識延伸閱讀

地球自轉是固體的地球繞著自己的軸轉動,方向是由西向東。從天球的北極點鳥瞰,地球自轉是逆時針旋轉;從南極點上空看是順時針旋轉。

圖解:藝術家想像下的原行星盤。

在地球轉動的參考座標系中,一個自由運動物體的路徑,相對於一個固定參考座標系統,會產生視路徑偏移的現象。由於受到科氏力的影響,下落的物體將會從垂直於釋放點的鉛錘線上向東偏移,並且在北半球的彈道會從它們射出的方向向右偏轉(南半球的向左偏轉)。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.askamathematician-The Physicist-1111Ines

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