如果地球突然停止轉動,那麼會出現什麼樣的情況?

2020-12-03 優美生態環境保衛者

地球在圍繞太陽公轉的同時,也在圍繞著地軸作周期性的公轉,正是因為有了自轉和公轉,在地球上才得以形成白天和黑夜,才有了春夏秋冬四季的變遷,也正因為有了公轉帶來的離心力,我們才得以不被太陽巨大的引力所俘獲。有人腦洞大開,想問問地球如果突然停止轉動,會發生什麼樣的情況,我們的第一反應就是地球不會再有黑夜和白天之分,也沒有四季的變化。如果再深入想一下,地球就會失去公轉離心力的作用,從而加速向太陽墜落。情況僅是這樣嗎?

地球在太陽系內的運動

這裡我們不考慮太陽系在銀河系、以及銀河系向巨引源兩方面的運動情況,僅考慮地球在太陽系內的轉動情況,這樣會更加直接,不會影響最終的分析結果。在太陽系內,地球的轉動主要分為兩種情況,一個是自轉,另一個是公轉。

對於自轉來說,地球圍繞著地軸轉動一周的時間為23小時56分4秒,這個轉動軸是圍繞地球質心轉動所假想出來的軸線,在外部天體和地球組成物質的共同影響下,這個自轉軸的連線並不是固定不變的,會有微弱的周期性變動,但是我們常用的就是通過連接地球南、北極點的連線來代表地球的自轉軸。地球自轉軸與圍繞太陽公轉的黃道平面,呈現的有一個夾角(23度26分),這個夾角與黃赤交角的和為90度,因而地球自轉軸的傾角與黃赤交角相等。從自轉的速度上看,在赤道處的自轉線速度最大,平均值為465米/秒,從赤道向兩極這個自轉線速度呈現逐漸降低,到達兩極點後自轉線速度為0。

對於公轉來說,地球圍繞著太陽以一個橢圓形的軌道進行公轉,公轉軌道的偏心率0.0167%,因此會產生一個近日點和一個遠日點,而太陽處在這個橢圓軌道的一個焦點上,其中地球在近日點時與太陽的距離約為1.471億公裡,遠日點距離為1.521億公裡,二者相差500萬公裡。根據克卜勒定理,行星在沿著橢圓軌道圍繞恆星公轉時,其單位時間內與恆星連線掃過的面積相等,因此地球圍繞太陽公轉時的速度是不一樣的,在近日點時快,平均線速度為30.3公裡/秒;在遠日點時慢,平均線速度約為29.3公裡/秒,在一年的公轉周期裡平均線速度約為29.8公裡/秒。

地球停止轉動所需要的能量

按照牛頓物理學定律,我們知道任何物體都有保持靜止和勻速運動的狀態,這就是物體所固有的慣性,物體的質量越大,其慣性也越大。以一定的加速度改變物體的靜止或者勻速運動狀態,所需要的外力也就越大。

由於地球的質量非常巨大,如果要在瞬間使地球的運動速度變為0,按照動量守恆定律,當一個與地球同等質量、速度方向正好相反的星體,與地球發生正面碰撞,在這種情況下,地球肯定會在巨大能量的撞擊下而分崩離析。當然,還有可能是地球受到其它大質量天體的引力作用,在與太陽、其它行星等引力擾動的綜合作用之下,或許能夠將地球進行減速,但是這個過程都不可能在一瞬間完成。

那麼,如果我們不考慮是什麼原因造成地球突然停止運動的情況,而只是假設出現這樣的一種結果,那麼地球在得到多少能量的輸入時會突然停止呢?這裡我們就應用能量守恆進行一下模擬。

當然,我們在分析時也不考慮組成物體各種分子、原子的總靜能,只從動能的變化來考慮。而通過地球自轉和公轉線速度的數值來看,由於自轉線速度與公轉線速度差距太大,我們這裡就將自轉忽略,僅用公轉的運動來計算整體的動能。

動能計算公式為:Ek=m*v^2/2,這裡m為物體的質量,v為物體的運動速度。我們將地球的質量5.965*10^24千克、公轉平均線速度29.8*10^3米/秒代入,最後計算出的動能值為:5.3*10^33焦耳。也就是說,在瞬間外力給予地球的輸入能量要達到這個數值,方可以使地球停止運動。

地球會如何

地球突然停止之後引發的後果,我們可以從兩個方面來理解。

第一個方面,就是地球表面的物體,在地球突然停止運動之後,仍然有繼續按原有趨勢進行運動的慣性,也就是說,無論是山體的突出部分、樓宇、樹木、海水,還是地球的大氣層、圍繞著地球運轉的月亮、人造衛星、空間站等,仍然會以每秒29.8公裡的速度向前運動,所以,在這種情況下,在地球周圍的衛星、大氣層等原本圍繞的物體,會在慣性下繼續向前飛奔,如果這些物體處在原先地球行進方向的另一側,則不可避免地會高速撞向地球,其它的則會在星際空間中遊蕩,直至被其它行星的引力所捕獲。與此同時,地球表面的各種建築物、樹木、山體、海水以及表層的土壤和巖石,則會在巨大的慣性作用下被甩出,這個速度已經遠大於第二宇宙速度,因此將會永遠離開地球。

第二個方面,就是由外力輸入的巨大能量,對地球整體結構造成的影響。根據萬有引力公式,我們可以計算出地球組成物質在脫離地球無限遠的地方所做的功,即結合能為E=G*m*dm/r=3*G*m^2/(5r)=2.25*10^32焦耳。而剛才我們計算出的外力輸入的總能量為5.3*10^33焦耳,已經大於了地球的結合能,因此地球的組成物質將不會再結合在一起,完全地分崩離析了。

總結一下

由於地球突然停止,圍繞著地球運行的天體和人造物體已經地球表面的物體,將在地球解體的同時被甩出,這些物質在其固有的慣性作用下繼續向前行進,直至被其它天體引力所捕獲,加入另外的行星系統。與此同時,將地球突然停止所需要的外力,其輸入性能量已經大於地球的結合能,因此地球勢必會在瞬間解體,地球也將不復存在。

這種情況想想就得了,在實際狀態下不可能發生。地球是我們賴以生存的家園,地球的哪怕一絲微小的變動,都將會對生態系統包括我們的人類造成嚴重影響。

相關焦點

  • 你絕對想像不到如果地球突然停止轉動會有多可怕?
    如果地球突然停止轉動,從自轉角度出發我們可以首先就會想到地球將不會出現晝夜交替,地球朝向太陽的一面溫度將不斷上升而背向太陽的一面溫度也會急速下降。如果地區突然停止公轉,那麼公轉產生的離心力就會消失平衡就會被打破,地球就會墜向太陽然後被太陽吞沒。
  • 你絕對想像不到如果地球突然停止轉動會有多可怕?
    如果地球突然停止轉動,從自轉角度出發我們可以首先就會想到地球將不會出現晝夜交替,地球朝向太陽的一面溫度將不斷上升而背向太陽的一面溫度也會急速下降。如果地區突然停止公轉,那麼公轉產生的離心力就會消失平衡就會被打破,地球就會墜向太陽然後被太陽吞沒。
  • 常識|如果地球停止轉動會怎麼樣?
    地球公轉:由於太陽對地球的引力作用,地球會圍繞著太陽進行轉動,稱為「公轉」。地球公轉軌道上的每一點都在相同的平面上,這個平面就是地球軌道面,也稱為「黃道面」。地球無論公轉到什麼位置,這個自轉軸和公轉平面之間的傾角都是保持不變的。如果有一天,地球突然停止了轉動,那會怎樣呢?很顯而易見的一點就是,地球上的晝夜交替和季節變化將會發生改變。
  • 如果地球停止轉動42秒會發生什麼
    這個問題可能很多人都想過,甚至擔心過,如果地球停止轉動,這個世界會怎麼樣?當然,實用主義的人可能根本沒有想過這樣的問題,他們會無比理智的告訴你, 這個世界上少了誰,地球都會繼續轉動。不管他們,我們還是來聊一聊,萬一,假設,地球停止暫停轉動(注意,暫停而已,並非終止轉動)42 秒(為什麼 是 42 秒,我也不知道),地球會變成什麼樣?既然是假設,我們索性就假設完畢吧,回答問題的前提是,地球停止轉動 42 秒後,又繼續正常開心的自轉。
  • 假如地球突然停止轉動,接下來會發生什麼?結果比流浪地球還可怕
    由此可見,地球自轉的速度是比飛機還要快的。我們都知道,普通的交通工具如果突然停下來的話,後果是非常嚴重的。汽車突然停止,人可能會因為慣性,突然飛出車外,就算人不飛出去,身體也會被碰傷。而高鐵的速度那麼快,如果突然停止的話,那後果就更加嚴重了。飛機就更加不用說了,飛機如果在空中突然禁止的話。飛機很快就會掉下來。因為目前還沒有一款飛機,可以長時間的保持靜止在空中。
  • 若地球突然停止轉動後,將會發生這7種情況,你能接受嗎?
    當地球停止轉動後,科學家推測會發生7種情況,後果難以想像!地球是我們賴以生存的地球,它無時無刻都在工作著,科學家猜測地球距離現在已經轉動大約有40億年的時間,在這漫長的時間內它經歷了無數的災難,比如自然環境的變化和小行星的撞擊,在這種環境下,能存活下來的生物實在是太少了,正是因為它無時無刻在轉動,才讓地球慢慢開始變得生生不息,這時候有人猜測,如果地球一旦停止轉動後,那麼將會發生什麼情況,我們所經歷的時間空間都會因此停止嗎
  • 假如地球突然停止轉動1秒鐘,會出現什麼結果,看完突然恍然大悟!
    地球一直在無時不刻的進行著自轉,而這一個自轉的速度是跟緯度的變化有關係的,隨著緯度的升高,自轉的速度是指降低狀態。舉個例子來說,我們地球上的赤道地區自轉速度是最大的,而到了南北極兩點的時候,自轉速度就會變為零。那麼假如地球突然停止轉動1秒鐘,會出現什麼結果,看完突然恍然大悟!
  • 如果地球突然停止轉動1秒鐘,發生的事情可能將超乎你的想像!
    地球是太陽系中內側的第三顆行星,從誕生的那一刻起,便不停地繞自轉軸自西向東轉動,每自轉一周大約需要23小時56分,根據地球的周長計算,其赤道線速度可達每秒465m,可以說我們一直都在高速的運動中,那麼假如有一天地球突然停止轉動一秒,會發生什麼情況呢?
  • 當地球突然停止轉動,我們會遭遇什麼?科學家:這是種自毀的節奏
    星球都有自轉和公轉,這是我們大家都知道的,而我們人類所在的地球也有,其實地球的自轉速度達465米/s,但是由於我們住在地球上,被強大的地球引力所吸引,與地球一同做著轉體運動,因此我們才感受不出這地球的自轉速度。
  • 假如地球突然停止轉動一秒鐘, 人類將遭遇什麼災難?
    那麼假設,某一天,地球突然停止轉動1秒鐘,會發生什麼呢?首先來明確幾個點,第一,地球自轉產生晝夜變化,不同地方的時間不完全相同,地球在自轉的過程中也出現了時差。第二,南北半球的地球偏向力是引起地球內絕大多數物體運動和旋轉的原因。例如潮漲潮退和氣團的運動。最後一點,月球是圍繞地球進行轉動的。
  • 地球突然停止轉動10秒,人類會發生什麼事情?看完就懵了
    地球突然停止轉動10秒,人類會發生什麼事情?看完就懵了 世界這麼大,我想去看看,地球作為宇宙中唯一適合人類生存的一個星球,人們對於地球的探索也從來沒有停止過,大家都知道地球是在圍著太陽公轉的同時本身也在自轉,自轉一圈的是一天一夜,圍繞太陽轉一圈則是一年,所以地球才有了晝夜更替,一年四季的變換,那麼如果地球突然停止轉動10秒,人類會發生什麼事情?
  • 地球一直在自轉,如果地球突然停止十秒會怎樣呢,就像急剎車
    直到目前為止,地球已經有46億年的歷史了,直到人類出現才造就了獨特的地球文明一直以來地球都在自轉,那麼小編就在想了,如果地球突然停止轉動10秒鐘,那這個世界會發生什麼變化呢?
  • 地球如果突然停止轉動一秒,會對我們帶來什麼影響?說出來你千萬別...
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  • 當地球停止轉動,我們會…… 21:00【劫後餘生 1】
    跟地球上所有生物一樣,太陽也在老化,而且它是越老越熱,使用更多能量,地球溫度也會隨之升高。如果地球人口在一夜間增長兩倍,世界會變成什麼樣子呢?水、能源、食物會多快耗盡?當地球為了倍增的人口而奮力掙扎時,誰又會在這場資源大戰中被犧牲呢?
  • 如果地球瞬間停止轉動,時間長達10秒鐘,人類會遭受什麼影響?
    地球是宇宙中唯一一顆有生命跡象存在的星球(目前已知),也是宇宙中最特殊的星球。它為人類創造了豐富的水資源,還有適宜的生存環境。如果不是地球人類帶來這麼好的生存條件,或許人類也就不會出現。所以我們常常將它稱之為地球母親,不僅僅是因為它的環境。
  • 地球如果停止轉動8秒,會發生什麼變化?恐怕迎來「世界末日」!
    地球身為太陽系的一員,是宇宙中唯一有生命的存在,讓很多人比較疑惑,在宇宙中難道真的只有人類這樣的高智慧文明嗎?所以人類對宇宙的探索一直沒有停止過。我們都知道地球每天圍繞地球進行公轉自轉,才讓時間有一定的規律和一年四季,那麼地球如果突然停止轉動8秒鐘會發生什麼事情呢?
  • 假如地球突然停止轉動1秒鐘,會發生什麼?後果你一定想不到
    網友回答:「當山峰沒有稜角的時候……當地球不再轉動……當天地萬物化為虛有……我還是不能和你分散……」一首情歌唱得痴男怨女感動不已,熱淚盈眶。然而,如果現實中的地球真的停止轉動,恐怕就不是那麼美好了。那麼問題來了,在地球正常自轉的過程中,人類和各類物體都可以正常運動!但是一旦地球停止自轉一秒!人類和各類物體,由於慣性要保持以前的運動狀態,即自身的運動和隨地球自轉的一個線速度為464米/秒(赤道)的圓周運動!現在地球突然停止自轉,那麼人類和其他物體就要繼續保持原來的狀態!即可能就會做如上圖雨傘一樣的離心運動!這樣地球上的人和物體就會沿著地球的切線方向飛出地球!
  • 如果地球停止旋轉,會發生什麼事情?
    地球在遠古的時候旋轉得更快,最快的時候大概是被撞擊形成月亮時,那時的地球據信每天只有四、五個小時。
  • 地球自轉速度在變慢,如果地球突然停止,我們的生活會發生什麼?
    如果地球突然停止自轉,會發生什麼?你知道我們的地球正在放慢腳步嗎?或者說時間的流逝變慢了,這確實是事實。在過去的100年裡,我們的時間要比過去更長,平均下來每天增加了1.7毫秒。地球轉動突然停止如果有一天地球突然停止轉動,我們的生活會出現什麼樣的變化?要知道地球的平均自轉速度是465米每秒,如果地球突然停止轉動地殼以上,甚至是地幔的所有物質,並不會馬上停下來,而是會受到慣性力的作用繼續運動。
  • 如果地球停止轉動10秒,會發生怎樣的變化?專家:是場大災難
    地球是我們生存的家園,它在一直不停的轉動著。如果地球停止轉動10秒鐘,究竟會發生什麼樣的變化呢?科學家預測稱,將會是一場大災難,恐怕不遜色於世界末日。到底是什麼情況呢?我們一起來看一看。說起如今的宇宙環境,大家了解最多的,還是我們的地球了。它的壽命,已經有46億年,如果按照元謀人算起的話,我們人類在地球上的歷史,也超過了170萬年。一直以來地球都在,自西向東的轉動著,一刻都沒有停歇。很多人會疑惑不解,如果我們地球,停止轉動10秒鐘,會帶來什麼樣的影響呢?針對這方面的疑問,科學家也進行了大膽的預測。