地球剛誕生時會自轉嗎?如果沒有自轉,它後來是怎麼轉起來的?

2020-10-18 星辰大海種花家

地球的晝夜交換是自轉所帶來的,還有潮汐也需要地球自轉配合,大氣環流、洋流等等,簡單的說生命的誕生和地球自轉是脫不開干係的,聽上去是壞事?但其實地球自轉對人類是在太重要了,不過科學家想要告訴各位的是,地球一開始就是自轉的,而且轉得還相當快,正如大家所猜測的那樣,真是上帝推了它一把嗎?

太陽系的誕生

200多年前的拉普拉斯和康德就提出了星雲說來解釋太陽系的成因,認為太陽系形成與一片分子雲的坍縮,當然大量的物質在坍縮中聚集在了中心,形成了今天的太陽,其餘在盤面上的物質則繼續形成了行星,儘管當時還沒有系統的理論支持這個星雲說,但無疑是相當準確的。

隨著後期恆星演化理論和後期系外行星的發現,再有就是毫米波射電望遠鏡觀測到了太陽系臨近星雲中正在誕生的原始行星系,因此在星雲說的框架上被大量精細化,當然我們了解地球的自轉並不需要那麼詳細,下面簡單說明下太陽系的誕生。

形成太陽系的星雲是受到了臨近超新星爆發的影響,形成了超密度區域(滿足金斯不穩定性),證據是來自超新星爆發的短暫痛位數鐵-60的痕跡,它只能在超新星中形成!坍縮發生後,星雲物質在引力的作用下向中心坍縮,這裡很關鍵,太陽係為什麼會公轉和自轉就是這個原因。

為什麼天體都會公轉和自轉?

天體在質量形成時空彎曲(引力)的空間中運動時,它的軌跡遵循的是沿著測地線運動,比如人造衛星和太空飛行器返航或者木星捕獲衛星,遵循的軌跡都是側地線運動,但有很多人會有疑問,既然遵循測地線運動,為什麼蘇梅克-列韋九彗星就掉入木星了?其實這很正常,要不然太陽是怎麼長大的?

因為很多物質的測地線軌跡末端就掉入中心的天體了,但有一小部分的物質的軌跡是繞著中心天體公轉的,但隨著中心質量的增加,這個軌跡是會改變的,所以各位應該慶幸,如果太陽的質量無限制增加的話,地球也是要掉入太陽的哦!

太陽和行星的形成

這個測地線運動帶來的太陽形成時的吸積盤自轉,帶來兩個效應,一個是太陽自轉,另一個是行星公轉,因為行星最終將在這個盤面上誕生,所以它的公轉繼承自吸積盤的自轉!而它的形成過則是小型天體的碰撞加上吸積盤面上的渦流,最終也會走到和恆星吸積盤類似的機制,只是更多的是大量物質已經被恆星剝奪了,它們能形成更大的天體機會極其渺茫,而當恆星開始發光以後,更是會將大量物質都推離內行星軌道

所以水星、金星、地球和火星都是光禿禿的巖石質行星,而木星卻佔了太陽發光後物質被趕到此處的優勢,開始大幅增加質量。但無論哪個天體,吸積過程中積累了角動量,也就是吸積盤角動量守恆,這些角動量如果在沒有外力的作用下,它將一直保留下去。

所以上帝並沒有來推一把,而是最初的引力和宇宙中的規律所然。

地球自轉的減速

地球誕生早期轉速是比較高的,因為從早期的貝殼化石生長線上可以得到證明,但地球為什麼會減速?科學界一個自轉減速的和月球誕生相關的理由。關於月球的誕生,大意說的是在和地球同軌道的黃道面上,同時誕生了一顆叫做忒亞的行星,但兩顆行星無法永遠呆在同一個軌道上,所以另一個地球的說法是不存在的,它們最終會因為公轉速度的不同步而相撞。

撞擊後的碎片形成了一個圍繞地球的環,這有點類似行星剛誕生時的吸積盤,而這些位置在比較大塊狀的碎片為中心形成了一個新的天體,這就是今天的月球,但這個月球所在位置和地球之間距離是比較近的。這是造成後期地球自轉減速的原因

引潮力抬升月球軌道,降低地球自轉速度

這個可能不容易理解,但可以用示意圖很直觀來描述,大意是兩個天體的引力會將對方拉長,天體成了有長軸和短軸的橢球體,那麼長軸上施加力明顯要比短軸力來得更容易些,這個效應就是造成月球被潮汐鎖定,自轉和公轉同步的原因。

按月球對地球的減速機制是一樣的,除此以外,地球還因為存在大氣海洋,月球引力拖著這些流體,給地球又降速了一次,所以年長日久下,地球從早期的7-8個小時轉自轉一周,到現在24小時自轉一圈,整整慢了15-6個小時,未來它將繼續減慢。

生命的誕生和各種循環機制

生命需要穩定的環境,所以合適的晝夜交替非常關鍵,自轉太慢是寒冷的長夜和酷熱的白天,太快則根演化時間可能要明顯增加,儘管地球的生命誕生是非常偶然的,但這些偶然卻由更多的必然所導致,而地球自轉合適的速度,是非常關鍵的一環。

上文剛說明了潮汐的形成主要是月球引力引起的,當然還有太陽,引力拖拽海水這是潮汐,也能和風以及鹽度以及海水溫度的不一樣一起形成洋流運動。而大氣環流主要是地球自轉形成的信風和科裡奧力形成的各種風帶,還有大西洋上的颶風和太平洋上的颱風!當然更關鍵的地球的磁場形成也和自轉有關,這一切都是地球自轉和太陽輻射以及內核的地質運動一起形成。地球上的大千世界,與地球自轉密不可分。

相關焦點

  • 自轉產生晝夜,地球的自轉源自何時,是誰讓地球轉起來的?
    當人類第一次發現生長的土地實際上是一個球體,而且這個球體還會自轉的時候,的確是非常驚訝,而現在對於地球的自轉我們早已習以為常,習以為常使得我們忘記了一個問題,那就是地球是從何時開始自轉的,又是什麼力量讓地球轉起來的呢?任何物體都不可能無緣無故地運動起來,地球也是一樣。
  • 地球自轉46億年都沒停下來,是什麼力量在推著地球轉?
    ,我們生活的地球,從誕生的那一刻起就一直圍繞太陽旋轉,自己也在不斷地進行自轉,地球至今已經誕生超過46億年,換句話說地球已經持續轉動了46億年,根據質能守恆定律判斷,地球運動那麼久早該停下來了,可是現在地球依然在自轉,而且沒有表現出停下來的跡象,難道地球真的是一個永動機嗎?
  • 地球自轉46億年都沒停下來,是什麼力量在推著地球轉?
    ,可是矛盾的是,我們生活的地球,從誕生的那一刻起就一直圍繞太陽旋轉,自己也在不斷地進行自轉,地球至今已經誕生超過46億年,換句話說地球已經持續轉動了46億年,根據質能守恆定律判斷,地球運動那麼久早該停下來了,可是現在地球依然在自轉,而且沒有表現出停下來的跡象,難道地球真的是一個永動機嗎?
  • 地球為什麼會自轉,地球真的是永動機嗎
    物理學中有一條非常 重要的角動量守恆定律,說的是-個轉動的物體只要不受外力作用,它的角動量就不會因物體形狀的變化而發生變化。例如一個芭蕾舞演員,當他在旋轉的時候突然把手臂收起來(質心與定點的距離變小),他的旋轉速度就會自然而然地加快,因為這樣才能保證角動量不變。這一定律在地球自轉速度的產生中有非常重要的作用。
  • 為什麼地球會一直在自轉呢?
    要回答這個棘手的問題,我們必須回溯到46億年前地球剛誕生的時候。當我們的太陽系由一種叫做星雲的氣體雲形成時,由於引力作用,大量的塵埃和氣體聚集在一起。塵埃和氣體已經在繞著一個圈移動。當它們聚集在一起形成太陽和行星時,這些新物體開始旋轉——然後旋轉得更快。為什麼說旋轉的更快呢?當你使一個旋轉的物體更緊湊,它旋轉得更快。
  • 宇宙中有沒有不自轉的星球?既然所有天體都轉,為什麼月亮不轉?
    中學的科學書上就明確告訴大家,宇宙中所有天體都在不停的運動,地球在自轉的同時本身還以30千米/秒的速度繞著太陽公轉,太陽則帶著一幫小弟以120千米/秒的速度繞著銀心公轉,而銀河係數千億顆恆星卻正朝著一個叫做巨引源的神秘區域以超過600千米/秒的速度前進!更大範圍呢是怎麼運動呢?宇宙又是咋個運動呢?
  • 宇宙中有沒有不自轉的星球?既然所有天體都轉,為什麼月亮不轉?
    人類認識宇宙最早是從地球中心論開始的,當然這後來被哥白尼的日心說所推翻,再後來克卜勒的行星運動定理以及銀河系自轉的發現,太陽中心論也被推翻,隨著人類對天體運動的了解,對宇宙的認識也在進入一個更高的層次!
  • 地球為什麼會自轉和公轉?
    月亮繞著地球轉,地球繞著的太陽轉,這屬於公轉;而月亮、地球、太陽等星球,其自身都在繞著一個假想的軸旋轉,這屬於自轉。那麼天體為什麼會旋轉呢?地球誕生至今已有45億年的歷史,就讓我們通過地球的旋轉來揭秘這背後的原理。●什麼是旋轉?
  • 地球為什麼自轉,什麼力量推動它在轉,未來會停止轉動麼
    相信小夥伴們都知道,地球一直在自轉,在小學的地理課上,老師也跟我們解釋了地球自轉的原因,但越長大視界就越寬廣,我們不禁會提出質疑或者生出許多疑惑,就比如地球為什麼會自轉,究竟什麼力量推動它在轉動,會不會停止呢,接下來,我們就跟著西瓜視頻創作人腦洞太陽系來探究一下地球為什麼自轉。
  • 地球為什麼會自轉,而且還是斜著轉?
    為什麼地球會自轉?其實不僅是地球,宇宙中所有的天體都是自轉的,沒有自轉的天體大概就只有流浪地球了吧。流浪地球中地球被停止了自轉其實地球自轉的原因要追溯到很久很久很久以前,久到地球都沒有誕生的時候。在太陽剛形成的時候,我們的地球軌道上還沒有地球,只有許許多多的星際物質和小行星,這些亂七八糟的東西就是以後形成地球的原材料。有一顆在地球軌道上的小行星,它和其他的同類都有一個不同點,它比這個軌道上的所有小行星都要大,大到甚至有一定圓形了,這點很牛逼,也很重要。
  • 地球為何會自轉,它逐漸加速的原因是什麼?為何地球自轉從未停止
    要回答這個難題,我們就要回到45億年前剛誕生的地球來提出我們的疑問:「為何地球在誕生之初就開始了自轉?」當我們的太陽系由一種叫做星雲的氣體雲團形成時,在重力的作用下,眾多宇宙塵埃與氣體聚集在一個並環繞著一個中心開始旋轉。
  • 地球自轉時,直升機在空中懸停12小時後,會移動地球的另一邊嗎?
    地轉偏向力就是地球的自轉引起的,簡而言之就是地球運動所產生的分力,並且因為這些地轉偏向力的存在,就會使得有些地方出現季風,在某種程度上依然推動了航海事業的發展,同時這個地轉偏向力也會影響到熱帶低氣壓的移動,當然這些影響並不能起到決定性作用,更多還是靠著幾何的作用,很多人曾經有過諸多的疑惑,那就是當一架直升飛機在空中懸停12個消失以後,
  • 地球自轉時,直升機在空中懸停12小時後,會移動地球的另一邊嗎?
    地轉偏向力就是地球的自轉引起的,簡而言之就是地球運動所產生的分力,並且因為這些地轉偏向力的存在,就會使得有些地方出現季風,在某種程度上依然推動了航海事業的發展,同時這個地轉偏向力也會影響到熱帶低氣壓的移動,當然這些影響並不能起到決定性作用,更多還是靠著幾何的作用,很多人曾經有過諸多的疑惑,那就是當一架直升飛機在空中懸停12個消失以後,那麼飛機會不會因為地球的自轉原因來到地球的另一邊呢
  • 地球是怎麼誕生的?為何要傾斜大於23度自轉?
    地球和其他行星一樣,經歷了吸積、碰撞這樣一些共同的物理演化過程。地球是宇宙中的一個自然星球,它的起源與誕生是宇宙中的自然變化。自然變化的起因與結果之間存在著因果關係,並且,一個事件的結果是另一個事件的起因,因果發展綿延連續不斷。地球是我們賴以生存的家園,距離我們非常近,就在我們身邊,我們對它了解非常多。
  • 世界上到底有沒有「永動機」?難道地球自轉不是嗎?
    世界上到底有沒有「永動機」?難道地球自轉不是嗎?進入20世紀,人類從沒有停止過尋找有動機,那麼永動機到底是什麼呢?其實它是一種不需要外力幫助,單純只靠自己的能量,能夠保持運動的機器,但由於物質不變的原理,人類直到現在也沒有找到有動機。
  • 誰告訴你地球在自轉?
    傅科自信地向到場的觀眾講解:「我會讓擺錘擺起來。正如你們所見,擺錘下方有沙盤,當擺錘經過沙盤時,針尖會在沙盤上留下運動的痕跡。如果地球是靜止的,那麼根據生活經驗,擺錘只在一個方向上往復,在沙盤上畫出唯一一條軌跡。如果地球在旋轉,那麼擺錘的擺動方向會變化,軌跡便不是唯一的。」實驗開始了,人們瞪大眼睛注視著沙盤。
  • 地球自轉一圈是一天嗎?科學家:還真不是
    地球存在生命的原因之一就是我們處於太陽系的宜居帶中,然而大家常常忽略了一點,除了距離,地球自轉也對溫度的調節起到了極大的作用,沒有自轉、自轉太快或太慢都無法誕生生命。自轉給地球帶來了晝夜交替,如果沒有自轉,我們會經歷持續長達半年的白晝與持續長達半年的夜晚,這不單單是一睡就半年的問題。打火機點著火,手迅速穿過,感受到些許溫度,如果速度更快,連溫暖都感覺不到。
  • 如果永動機不存在,地球一直自轉的能量,究竟來自於哪裡?
    如果永動機不存在,地球一直自轉的能量,究竟來自於哪裡?回溯人類的歷史,誕生無數偉大的發明家,他們為世人留下寶貴的財富。例如萊特兄弟發明的飛機、愛迪生發明的電燈等等,都為現代社會造福。說起永動機,這是人類臆想中的產物,它無需靠外力的介入,就可以永久的轉動,只需一個初始的能量,就能持續做功。從物理學來說,能量守恆定律和熱力學定律都有限制,永動機是根本不存在的。很多人心中都感到困惑,既然永動機根本不存在。為什麼地球會一直自轉?它的能量究竟來源於哪裡呢?這個問題其實扯得較遠。如果永動機不存在,地球一直自轉的能量,究竟來自於哪裡?
  • 一直說潮汐力在減緩地球自轉,為什麼現在地球自轉卻加速了?
    我們發現地球的自轉周期平均來說要比24小時多一點點,所以從1972年開始,我們會在某個時間給世界時(也就是我們的鐘表)人為加上一秒鐘,來保證計時與太陽日的準確性。 今天我們主要說的是地球的自轉周期,它為什麼會出現波動? 以往我們常說,由於太陽、月球對地球的潮汐制動效應,會減少地球的自轉動量,地球的自轉速度會一直減小,周期一直加長。
  • 眼睛可以看到地球自轉?傅科擺實驗,讓你看清地球自轉!
    我們都知道地球是太陽系的八大行星之一,地球也是目前已知太陽系天體裡唯一存在生命體的星球。它圍繞著太陽轉,我們稱之為公轉,地球公轉以及黃赤交角的存在造成了四季的交替。同時地球也會自轉,我們之所以可感受到太陽的東升西落,就是因為自轉造成的。