本文參加百家號科學#了不起的天文航天# 系列徵文
網友提問:我們是否能察覺到地球自轉?動物和其他生物能感覺到地球的自轉或者對其作出反應嗎?為什麼我們不會覺得暈眩呢?如果我們能感覺到地球自轉,我們會覺得暈眩嗎?作為一個小女孩的家長我一直問她這些問題,從以確信她能感覺到地球自轉。兒童也許能夠察覺到地球在自轉。
地球在赤道線上的自轉速度是每小時一千英裡,繞太陽公轉的速度是每小時67,000英裡。在這樣速度下,你會認為應該會感覺到些什麼對吧?但是我們什麼也察覺不到,因為這些運動(自轉、公轉)幾乎可以近似為勻速的。
當坐在平穩行駛的飛機或者火車裡時,我們不會察覺到飛機或者火車的運動,除非其降速、加速或者顛簸了。只要是勻速運動,我們就感覺不到在運動中。雖然孩子們感知事物的能力也使我驚豔,但我會相當驚訝如果你的女兒能感覺到地球自轉的輕微晃動。因為我認為地球的輕微晃動不足以讓人感到暈眩。
另外一種說法是我們可以間接感受到地球在自轉。在上文中提及到地球的自轉幾乎是勻速運動。為什麼說是幾乎是因為地球載著我們做圓周運動而不是直線運動。這是一個非常大的圓周,要花很長的時間才能完成一圈。定性地說這就像坐過山車,當在旋轉的時候你會覺得要被甩出去。旋轉中的地球也將我們甩出去一點點,所以我們的重量會比我們應該有的少一點,因為我們不是被緊緊地固定在地球表面。
然而,這個影響非常小。在赤道上,你的重量只比沒有自轉的情況下減少了0.3%;這個效果會隨著你往北極或者南極走而減弱,且在南北極完全消失因為在這裡地球不自轉。所以如果你能察覺到身體重量的0.3%有什麼不同的話(對150磅重的人來說就是半磅重),當你從赤道旅行到南極或者北極,那麼從理論上來說,你能感覺到地球自轉。另外一方面,人們體重的自然波動範圍大於0.3%,所以不見得能從其他影響中區分出地球自轉的影響(像是吃頓午飯)。
相關天文知識
地球自轉是地球繞其自轉軸的旋轉的運動。地球自西向東旋轉。從北極星的方向看下來,地球逆時針運動。
圖解:地球自轉的模擬動畫,顯示地球以約23.5度的傾角自轉
北極:即地理北極或者地球北極,是地球自轉軸和北半球地表相交的一點。這一點和地球的北地磁極不同。同理於在南極洲的南極。
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
相對於太陽地球自轉一周大約要24小時,但是相對其他遠距離的恆星就有23小時,56分鐘或者4秒。地球的自轉有難以覺察的減慢趨勢,因此現在的一天比以前更長。這種趨勢的原因是月球對地球自轉的潮汐效應。原子鐘顯示現在的一天比一世紀以前多了1.7毫秒(1 毫秒 = 0.001 秒),這也緩慢增加了UTC閏秒調整的頻率。對從公元前8世紀以來的天文學的歷史數據分析也顯示出一個緩慢的2.3毫秒每世紀的增長趨勢。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. Sabrina Stierwalt-雲
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