是什麼讓地球每天都在繞軸轉動?

2020-12-04 天文在線

為了解答這個頑皮的問題,我們需要把目光投向45億年前地球剛剛形成的時候。我們有一個疑問:地球為什麼會開始轉動?

我們的太陽系起源於宇宙中的氣體雲,它被稱作星雲。由於引力的作用,無數氣體、塵埃聚在一起,因此形成星雲。氣體和塵埃圍繞它們的中心點做圓周運動。這些物質聚集在一起,這就是太陽和行星的出生地。這些新生成的物質立刻開始轉動——並且越轉越快。

旋轉運動如何加速?

如果你使轉動的物體距離縮小時,你會發現它們的轉速增加了。這就像是滑冰運動員或者芭蕾舞者想要加快自身轉速時,他們會抱緊自己的手臂。

因此,當塵埃或氣體雲開始聚集時,它們就使得地球的轉速增加了。

我們已經討論過使得地球開始轉動和什麼使其加速這些問題。但為什麼它在持續轉動呢?

為什麼地球持續轉動?

理論上,除非施加外力或將其移動,轉動的物體將永遠轉動下去。

想像一個旋轉的陀螺。陀螺由於你的手施加的力量開始旋轉。最終,它由於與地面產生摩擦而消耗掉了力量,從而停止轉動。

摩擦力是通過在物體上拖拽或摩擦從而使能量流失的一種力。你有沒有過在經過下坡路時,通過雙腳摩擦地面而是自己停下來的經歷?這就是摩擦力。

在一個小小的陀螺上,並沒有存在大量摩擦力。這就是它們能夠保持很長轉動時間的原因。

不過,最終物體周圍的空氣也能夠引起摩擦,從而使得陀螺或旋轉器速度減慢,最終停下。

回到地球

現在,想像地球正在宇宙空間中轉動。它將持續轉動,除非有物體使它減速。而使得地球減速需要耗費大量能量,因為地球實在是太大了。

地球並不是在地面轉動,所以地面並不會產生摩擦降低其轉速。地球所處的宇宙空間是真空,並不存在空氣摩擦地球減速。因此地球的轉速需要很長時間才能降低。

然而有些其他的東西正在減緩地球的轉動速度,或者在未來會改變地球的旋轉。

你可能聽說過月球造成了地球上的潮汐現象。正因如此,地球的速度在緩慢地被降低——大約每5000年慢一秒。結果就是月球也正在緩慢地遠離我們。

當地球和月球剛剛誕生的時候,與現在下相比,地月距離更近(事實上,這是由於月球在某些程度上被認為是地球的一部分,但由於激烈的宇宙撞擊,導致了它脫離地球)。

我們如何得知這一點呢?研究巖石學的科學家發現,過去的一年中,天數比現在更長。在恐龍時代,一天是22小時而不是現在的24小時。

太陽的引力也是使得地球旋轉速度降低的主要原因之一。如果一顆小行星或一顆彗星撞擊地球,這可能會使地球轉速增加、減慢甚至直接撞擊地球。(科學家認為這很大可能發生在天王星上——這因為天王星的轉動方式和其他行星並不相同:你可以通過天王星表面的垂直條紋來判斷,這與地球或土星上的水平條紋並不相同。

以下是一些很酷的行星旋轉小常識:

所有行星一個自轉周期都不相同,水星上的一天大約是59個地球日,而木星日則只有10個地球小時。

金星有著最長的自轉日期——一個金星日大約相當於117個地球日。實際上金星的旋轉方向與除了天王星以外的其他行星都相反。

這些不同的自轉周期與行星不同的形成方式有關,以及它們剛形成時受到的宇宙撞擊有關。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. theconversation- Reid

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