全部
    
深層探索:地球是永動機嗎?為什麼可以一直轉動幾十億年?
2022/12/21

地球當然不是永動機,這個世界上沒有永動機,永動機是違背能量守恒定律的妄想。簡單地說,地球自轉的動力來自四個方面,即:萬有引力是根源,娘胎里帶來天生的,后天環境造就,慣性運動的結果。

先說說萬有引力這個根源。

3百多年前牛頓發現了萬有引力定律,就揭示出世界上萬物都是受萬有引力制約,因此宇宙中一切天體運行,都受著萬有引力支配。而恒星和行星等天體,也是在萬有引力作用下誕生的。

一切天體的祖宗就是宇宙塵埃,也就是星際云,或稱為星云。星云有最古老的處女原始星云,還有經過1次或多次超新星大爆炸飄散到太空的再生星云。

原始星云就是宇宙大爆炸之后第一撥星云,那種星云比較純潔,只有最輕的元素氫和氦,及少量的鋰組成;而再生星云由于恒星核聚變和超新星大爆炸,成分就比較復雜了,雖然還是以氫氦為主,但已經含有了1~2%迄今已知116種從輕到重的元素。

自身引力使星云聚集和收縮,形成恒星。

在太空中存在的星際塵埃本來很稀薄,但分布很廣闊巨大,一般都在數光年范圍,這些星際塵埃在引力作用下會慢慢聚集,遇到超新星大爆炸等宇宙事件,會促進這種聚集加快。

任何恒星誕生都是星云在萬有引力作用下不斷收縮而成,最終在核心形成一顆或多顆恒星,剩下的渣滓就聚集成了行星等。太陽系也是這樣形成的,只不過太陽系是1個單恒星系統,中心只有太陽1顆恒星。

每個恒星系統,恒星都占據了整個系統的絕大部分質量,如太陽就占據了整個太陽系質量的99.86%,剩下的0.14%碎渣殘氣就形成了八大行星和幾百顆衛星,還有若干顆矮行星,無數的小行星等等。

地球的自轉來自恒星系統形成過程這個娘胎。

說穿了,恒星行星的娘胎都是星云,但其自轉公轉來自形成過程的角動量繼承,所以說是天生的。

任何恒星系統在形成過程,都是在萬有引力作用下一個星云不斷收縮的過程。在星云不斷的收縮以致后面的迅疾坍縮過程中,由于收縮力的不均勻不平衡,這坨星云就會發生自轉,而且自轉會越來越快,這樣就形成了自轉軸離兩極和赤道,巨大的離心力就會在這坨星云赤道部分甩出一個行星盤,也有人稱為恒星吸積盤,而這個盤面就是后來的黃道面。

隨著星云核心物質坍縮得越來越緊密,核心部分在高溫高壓下激發了核聚變,恒星就形成了。恒星核心強大的輻射壓與星體本身巨大質量的收縮壓抵消了,恒星不再收縮,并源源不斷向太空發出能量輻射,這就是恒星的主序星時期。恒星主序星時期占恒星總壽命的90%,是恒星穩定時期。太陽主序星壽命在100億年左右,現在約50億歲了。

娘胎的角動量守恒,形成恒星行星的自轉公轉。

太陽形成后,繼承了星云的角動量,因此一直自轉著。而行星盤也還在不停的轉動,剩余的一些星云物質和殘渣碎塊不斷碰撞,依然是在萬有引力作用下,像滾雪球一樣越滾越大,最終把自身軌道附近的殘渣余孽都滾在了一起,清空了軌道,這顆行星就形成了,地球也是這樣形成的。

太陽系的八大行星公轉和自轉都是繼承行星盤角動量守恒,公轉方向與太陽自轉方向一致,自轉與公轉方向一致。從太陽北極鳥瞰,所有行星的公轉方向都是反時針運行,自轉方向基本都是圍繞著各自的自轉軸反時針方向運行。這就是「娘胎」里帶來的,是天生的由來。

娘胎里帶來的統一性在后天環境中各自有所改變。

人類從娘胎里出來,帶有上一輩的基因,天生就有的性質以外,也受到后天環境影響,長大成人后并不完全像爹娘一樣了。行星也是一樣,雖然天生公轉方向和自轉方向是一致的,但在后天環境中,由于天體碰撞等因素,會改變這種狀況。

現在所有行星的自轉軸都不是很正常的,而且有幾顆星球的自轉和公轉發生了很大改變。比如天王星自轉軸傾斜了97.8°,幾乎是躺在軌道上公轉;而金星自轉方向與所有行星相反,且自轉周期243天,公轉周期224.7天,自轉一圈比公轉一圈時間還長。

研究人員認為,這是由于在行星形成初期,各個行星都受到了不同天體的碰撞所致。而天王星和金星受到的撞擊更大一些,因此就改變了娘胎里帶來天生的自轉公轉模式。我們地球也受到了一顆火星般大小的行星碰撞,碰撞的結果是自身質量加大了約1/8~9,雙方混血生出了一個月球,自轉軸歪了23.44°,從此有了一年四季春夏秋冬。

慣性會讓地球一直保持姿態和動量,永遠運動下去。

由于太空沒有任何阻力,因此一個天體運動形成后,就會一直運動下去,這是慣性使然。何謂慣性?標準的解釋是物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質,稱為慣性。

怎麼理解這個意思呢?就是任何物體都具有保持靜止狀態或勻速直線運動的性質,一個人,一塊石頭,一架飛機,一顆星球都是這樣。它們本來的運動狀態是什麼樣子,就與一直保持這個狀態的屬性,這就是物體的惰性。慣性的大小只與質量相關,成正比。

慣性的改變必須有外力,而且只有外力才能改變慣性運動狀態,否則它們就會一直是那個樣子。地球自從繼承了娘胎里帶來的角動量,就一直以固定的速度勻速運動著,在沒有阻力和外力的情況下,會一直運動下去。

但外力改變了地球的運行姿態,并且繼續改變著。

這個外力就是太陽。由于有了太陽這個巨大的引力源,地球勻速直線運動的狀態被改變了,太陽引力想方設法把地球拉進自己的懷抱,地球只得努力的掙脫,向前奔跑,而這個奔跑速度正好與太陽引力拉扯力相抵消,這樣地球也跑不脫,太陽也拉它不過去,運行就形成了一個圓圈圈,這就是地球的公轉軌道。

為什麼所有的行星都正好是公轉速度與太陽引力相抵消呢?這就還是娘胎里帶來的,繼承了行星盤的速度而已。太陽系剛剛形成時,地球靠得太陽更近,因此自轉速度和公轉速度都會更快,只有這樣才能夠抵消太陽引力。

現在地球還有漸漸遠離太陽的趨勢,這里面有復雜的機制,其中有一種機制認為是太陽風的吹拂和太陽引力漸漸變小的趨勢,導致地球逐步遠離太陽。

因此地球未來公轉速度和自轉速度會越來越慢,不過這種慢的變化很緩慢。有科學研究認為,地球自轉大概1百年慢1.6毫秒。1秒等于1000毫秒,要62500年才會慢1秒,這樣10億年后,地球自轉1年就慢了16000秒,也就是約4.44個小時。這似乎變化不大,但有研究認為10億年后,地球自轉和公轉都會有較大變化,在此我們就不討論了。

精選推薦
深度解析
海賊王1083海外情報:明哥將登場,他是否會加入十字工會?
2023/05/09
深度解析
海賊王:「十字公會」早在第0話就公布了,伏筆竟然埋了14年!
2023/05/09
二次元頭條
海賊王1083話:「十字公會」早在第0話就公布了,伏筆埋了14年
2023/05/09
二次元頭條
海賊王:孔雀是鶴的孫女,云雀是赤犬的女兒,克比有福了!
2023/05/09
二次元頭條
海賊王:莫利亞的經歷令人淚目,青雉百分百是SWORD的成員!
2023/05/09
同人恶搞
海賊王:烏索普對戰范奧卡,危急關頭竟然吃下了惡魔果實!
2023/05/09
天文科普
貝茨球、巴格達電池、超重元素115,盤點跟外星人扯上關系的物體
2023/05/09
天文科普
太陽系被神秘「氣泡」包裹著,直徑達1000光年,這氣泡究竟是啥?
2023/05/09
天文科普
極度燒腦系列:光速限制的世界中,什麼才是真正的現實?
2023/05/09
天文科普
銀河系的四大未解之謎,徹底解開任何一個,意味著人類真的進步了
2023/05/09
天文科普
新觀測數據再次暗示:人類對宇宙的基本認知,可能是錯誤的
2023/05/09
天文科普
20光年外的超級地球:一月等于1天!科學家認為100%存在生命?
2023/05/09
二次元頭條
《海賊王》最新情報,天龍人的真正底牌出現,一共九人且實力強大!
2023/05/09
二次元頭條
歪果仁眼中的海賊王?角色戰力如此排序,網友直呼離譜!
2023/05/08
深度解析
海賊王猜想:大將15億,卡普和元帥30億貝里!十字公會給海軍發布的懸賞金是多少?
2023/05/08
同人恶搞
海賊王:網友自制動漫真人形象!娜美羅賓絕美,索隆香吉士超帥~
2023/05/08
情报搶先看
未來還會有《星際異工隊4》嗎?滾導給出了希望
2023/05/08
超夯盤點
從《星際異工隊1》到《星際異工隊3》!一起來看看銀護成員9年的變化
2023/05/08
情报搶先看
星爵不是最高!《星際異工隊3》演員漫威總片酬揭露,誰是賺得最多的人
2023/05/08
天文科普
《星際異工隊3》「菜鳥」反派至高進化,為何能擠入漫威最佳反派之一?
2023/05/08