地球为什么自转不停呢地球能够一直自转?

以下文字引自http://www.zhihu.com/question/43675879,点赞请去原回答。其实只要五分钟,就能完全明白太阳系的前世今生:1,一般来说,恒星和它周围的行星都是诞生于同一星际尘埃云的,尘埃云的来源有这么两个:宇宙诞生之初就有,然后其它恒星凝聚时剩余的“下脚料”;或其它恒星生命末期时爆发后抛射出来的“尸骸”,也就是常说的超新星遗迹。2,我们的太阳系所含有的重元素含量表明,是有其它超新星遗迹成分的(其实构造生命的许多必须元素的唯一来源于就是恒星残骸,一般的物理条件造不出这些元素。)。有“尸体”作为养分,不像宇宙诞生初期时候的恒星,我们的太阳被归类为第二代、或第三代恒星。3,诞生太阳的尘埃云最初是处于流体静力平衡的,但是受到其他方向上的作用力干扰,一般是其他恒星的引力或者辐射风暴,产生了相对自身的动量,开始不稳定、不均匀起来。(星际尘埃云的密度是当前地球大气密度的数百万分之一,但相对于空旷的宇宙而言,已经是拥挤而热闹非凡了。详情可点击:为什么黑夜是暗的? - 赵三川的回答)4,不均匀会使得内部引力失衡,就会坍缩。又因为三维空间有三个方向的自由度,所以坍缩的时候,相同自由度的动量会通过物质碰撞相互抵消,但凡事总有例外,最初的不对称性会遗留一个没有被抵消的角动量(旋转),进而在坍缩的时候通过消耗重力势能使自己愈发壮大(坍缩其实就是自由落体,星云积累的势能转化为其他能量,包括我们重点要讲的角动量,还有恒星形成初期时候的能内,内能就是温度,初中时候物理讲过的“压缩生热”就是这个。)5,这个幸存的角动量就是黄道面的(行星公转轨道的平面)的最初形态,越往后发展,它就转得越快,最终把块三维立体的星云拉成一片圆扁的原行星盘(以下简称星盘),这时候的原星盘已经脱离了尘埃状态,在水分子等物质的作用下开始固结成细小的颗粒物————俗称雾霾。雾霾会像离心机里的试剂一样逐渐分层:靠近星盘中心的密度较大,成分主要是硅铁钙等构成岩石的元素。越往外侧密度越小,氢氦等轻元素占主要构成。6,这个时候星盘中心的物质聚集得差不多了,通过之前不断地坍缩、升温,物质团有了足够的压强和温度,核聚变被点燃,成为了真正的太阳。(详情请点击:恒星为什么会燃烧? - 赵三川的回答)7,太阳的反应越来越剧烈,产生了极其强劲的恒星风暴(太阳风),把自己近前的原星盘雾霾使劲往远处吹,但由于内侧密度本来就大的雾霾原本就是向内跌落的(即便这个跌落过程极其缓慢,但在百万年的尺度上观察还是非常明显的。),这样内推外压两边夹击,使得离太阳不远又不近的一片区域里聚集了越来越多的固体小颗粒。这些小颗粒形成的密集空间也存在着各种不平衡的作用力,使他们相互不断吸引、碰撞、融化、凝合,越长引力越大、引力越大越是长。这时它们已经成为微行星了。8,外侧的雾霾虽然密度低,但是总质量要超过内侧上百倍,它们的成长与内侧大同小异,但是丰富的物料来源使其后期成长极为迅速,太阳系内行星质量的90%以上都被这些气态行星占据了。它们就是木星(质量最大,317.9倍地球)、土星(95倍地球)、天王星(14.5倍地球)、海王星(17倍地球)。9,经过几个千百万年的肆意吞噬同族的岁月后,这片区域里的微行星越来越少,形成了上百甚至更多个水星、月球大小的“原行星”,这些后来又进一步结合形成了主要的岩石行星或矮行星。另外,还有许多微小的星体逃过一劫,有一直幸存到今天成为“撞击地球”预定嫌疑人的,也有被原行星的引力甩出太阳系内侧的:甩得轻的成为多年一回的彗星,甩得重的直接抛出了太阳系成为自由的流浪星体。10,大行星在数亿年的诞生成长中,已经在太阳系内部形成了稳定的引力平衡,但偶尔会出个意外:海王星现在的自转轴完全平躺,就是曾经被其他行星引力所影响的,更有理论猜测它有过剧烈的轨道变化。不过,就地球周边而言,平衡还会持续十分久远的一段时间(从至少生命诞生的三十多亿年里没有剧烈变动的事实看来,未来百万年里人类遭遇轨道变动的大灾难的概率十分微小,完全可以忽略不计)。链接就给百度百科得了,这几个词条灌水不严重,可以做初步的参考。文章属于科普性质,有细节硬伤在所难免,请各位老师多多包涵。编辑于 2016-05-01作者保留权利}
简单讲,地球自转46亿年,是因为惯性,而不是什么神秘力量。在初中物理课上我们都学过牛顿第一运动定律,一个物体在不受力或者受到的合力为零时,这个物体总是会保持静止或者匀速直线运动。一个物体保持原有运动状态的性质就被称为惯性。这种惯性其实与我们的日常生活经验是有悖的,比如说一辆行驶的小汽车只要不给油,很快就会停下来,而不会因为惯性一直运动下去。这是因为日常生活中,物体受到的合力不可能为零,合力为零只是理想中的完美情况,现实中不会出现,我们日常生活中到处充满了摩擦力,空气阻力等力量。如果离开地球到了太空,就不会有摩擦力和空气阻力的影响了,意味着只要给一个物体足够快的初速度,让其脱离地球引力,之后就可以完全凭借惯性一直飞向遥远深空。人类发射的各种外太空探测器就是利用物体拥有惯性的原理,在脱离地球引力的过程,给探测器提供极大的能量,让其在短时间内获得足够快的速度,比如说达到第二宇宙速度,然后就可以摆脱地球引力,不需要消耗任何能量,凭借惯性飞向太空。当探测器接近目标,比如说火星,需要改变探测器的速度和飞行方向时,才需要消耗能量,用来变换轨道,最终来到预定轨道。在此之前的漫长太空飞行,完全不需要任何能量,仅凭惯性即可。当然,我们的地球自转过程并不是匀速直线,但同样具有惯性,就像我们小时候玩的陀螺一样,给陀螺一个初始力量让其转动起来,之后就不用再给陀螺提供能量,它也能转动很长时间。当然,陀螺终究还是会停下来,那是因为陀螺与地面之间会产生摩擦力,同时还有转动过程中产生的空气阻力等力量,这些力量都会让陀螺慢慢停下来。而地球具相当于一个超级“陀螺”,不同的是,我们的地球自转的环境几乎是完美真空,地球在太空中自转几乎不会遭受任何阻力,只要没有阻力,地球就可以凭借惯性一直转动下去。你可能会说,太空也不是绝对的真空,还是会有阻力影响的。理论上确实有影响,不过由于阻力太小,再加上地球质量实在太大,阻力的影响完全可以忽略不计。转动起来的地球根本不需要能量就可以一直转动下去,凭借的就是惯性。所以,更关键的问题在于,地球一开始是如何转动起来的?是什么力量让地球转动起来的?地球自转的原动力在太阳系还没有形成之前就存在了,来自于太阳系的前身,庞大的星云。大片的星云在引力的作用下,不断坍缩最终形成恒星,在这个过程,自转就已经开始了。为什么星云在坍缩的过程中会发生自转呢?组成星云的气体云分子在向内坍缩的过程中避免不了碰撞,碰撞就会发生旋转,而这种碰撞不可能是正好完全对称的,结果就是由星云坍缩产生的恒星一定会获得一个初始角动量,这种角动量意味着太阳会自转。太阳形成之后,开始凭借自己强大的统治力塑造整个太阳系,在八大行星形成的过程中,太阳会把自己的角动量的一部分分给八大行星,这样我们的地球就获得了自转的原动力,转动起来之后的地球凭借惯性一直自转到今天,长达46亿年!当然,影响地球自转速度的因素并不仅仅是太阳,还有很多,比如说陨石的撞击。一颗火星大小的行星就曾在地球诞生初期撞击过地球,影响了地球的自转速度,同时还直接创造了月球,撞击的碎片飞向太空,在引力作用下聚集成月球。几十亿年后的今天,太阳系的环境已经相当稳定,但在这种稳定环境下地球的自转速度并不是一成不变的,而是在逐渐下降,只是下降的速度太慢了,我们很难直观地感受到。地球的自转速度之所以在下降,主要是受月球潮汐引力的影响。潮汐引力不但会让地球自转减速,同时还会把月球推离地球,科学家们发现,月球正以每年大约3.8厘米的速度远离地球。同时地球自转速度也在下降,不过需要漫长的时间才能明显体现出来。比如说在十几亿年前,地球自转一圈只需要18小时,那时候的一天就是18小时,而如今的一天已经达到24小时。在数亿年之后,一天的时间或许会超过30小时甚至更长,而月球也可能彻底远离地球,我们用肉眼可能再也看不到月球了!}
本文参加百家号科学#了不起的天文航天#系列征文不知大家有没有幻想过,在未来的某一天,科学家制造出“永动机”,从此之后我们就不需要工作了。其实有很多科学家都曾经做出过努力,可惜的是“永动机”从理论上来说就是不可行的,任何力都会不断的衰弱直到消失,就算是宇宙中的恒星也会有“死亡”的一天,就拿太阳来说,大约在50亿年后,它就会消耗掉自己所有的能量,膨胀后慢慢冷却。在这里我们就会再次产生一个疑问,地球的自转和公转每时每刻都在进行,那么地球转动的能量又是从哪里来的呢?要知道,地球的重量高达59.76万亿亿吨,让这么一个庞然大物围绕太阳系转动的同时自身不断旋转,消耗的能量是一个十分恐怖的数字。先来说一下公转,我们的地球围绕着太阳规律性周期性的旋转,其实在宇宙中是一件十分平常的事情,太阳系中的全部行星都在围绕太阳旋转,我们的太阳系又在围银河系旋转,原因十分简单,太阳的质量足够大制造出了一个引力场,当行星进入太阳系的引力场就会被引力拉扯,慢慢的向着太阳前进,这个时候如果行星本身的质量足够强,就会因为惯性产生“逃逸力”,当“逃逸力”和引力平衡后,这个行星就会围绕太阳公转了。当然也有可能因为自身质量不足,不能抵抗太阳的引力,就会被太阳的引力场撕碎或者直接被蒸发。地球的自转就要神奇许多了,在宇宙中几乎全部的星球都在自转,可以说是一种常见的物理现象了,那么行星为什么要一直旋转呢?目前我们还没办法很好地解释,我们只清楚一件事,地球的自转速度其实在偷偷减缓,每过10年,地球自转一周的时间就会延长0.003秒~0.004秒。这也证明在未来的某一天地球会停止旋转,到时候地球就不会再有四季变化,陷入一片死寂。那么地球为什么会自转呢?至今我们也没有办法很好的解释,但是科学家也提出了几种可能的猜想,下面就让我们来看一下,并且思考一下哪种可能性更靠谱。以太理论以太是科学家提出的一种未知粒子,用来解释一些我们目前无法解释的现象,比如星球的自转,假设宇宙中真的存在以太,并且它们无时无刻都在运动,同时占据了大部分的宇宙空间,那么宇宙中的行星就会因为以太的影响产生转动,地球跟随以太的转动方向就产生了“自转”。这个观点可以说没有什么科学依据,只是科学家提出的一种可能性,这种假设的本意就是认为,宇宙中的一切现象都是可以解释的,可惜目前我们的科学水平没有达到才无法解释,就像是人类发明显微镜,才可以观察细菌的世界一样,在比量子更小的领域可能还存在其他未知的能量,对我们的现实世界产生影响,促使地球自转。季风影响在地球上存在各种不同的自然现象,这些自然现象的产生是因为各种物理规律,比如“季风”“洋流”都是周期性的大规模运动,这些运动会产生庞大的力,每年季风产生的力大约在300亿吨,这么庞大的力让地球产生了自转,除了这个观点还有地球上的冰川变化,还有海水流动产生的惯性促使了地球的自转。这个观点也有一些站不住脚,毕竟地球的重量很大,同时在地球表面发生的一切无法对地球本身产生太大的影响,就像是地球的自转我们无法感受到一样。宇宙旋转和太阳系星云旋转还有一种观点认为,宇宙本身就在不断旋转,因此宇宙中的一切也在旋转,行星的旋转就可以得到解释了,目前宇宙还在不断膨胀,并且膨胀的速度超越了光速,那么根据地球的旋转不断变慢,我们可以推测在未来的某一天宇宙可能会停止旋转,同时还是收缩,直到再次成为一个“奇点”,就此冷却或者等待下一次的“奇点”大爆炸。另外,我们的太阳系在很久之前是一个硕大的太阳系星云团,现在的行星就是在太阳系中的“星子”,在发生了某种变化后才出现了太阳和诸多行星,当时太阳系星云是无比庞大的,这么庞大的星云在旋转时会产生庞大的惯性,在诞生行星后每个行星继承旋转的惯性,开始旋转。目前我们对于星球自转,还只能停留在猜测,正是因为这些猜测,我们才可以一步步验证,到最后证实一个正确的可能性,“以太”的提出就是一个很好的证据,虽然我们无法肯定以太的存在。诞生以太精神值得我们继承。上面的这三种可能性,你认为那种更靠谱?欢迎在下方留言讨论,也可以关注每天带来不一样的科学趣闻。}

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