为什么我们的地球会旋转

为什么我们的地球会旋转

每一天,地球绕它的轴旋转一次,使日出和日落成为地球上生命的日常特征。自从46亿年前它形成以来,它已经这样做了,而且它将继续这样做直到世界末日——很可能当太阳膨胀成一颗红巨星并吞噬地球时。但是为什么它会旋转呢?

地球是由一盘绕在新生太阳周围的气体和尘埃形成的。在这张旋转盘中,尘埃和岩石碎片粘在一起,形成了地球。洛杉矶加利福尼亚大学的天体物理学家斯马达·纳兹解释说,随着它的成长,太空岩石继续与这颗新生行星碰撞,施加力使它旋转。因为早期太阳系的所有碎片都以大致相同的方向围绕太阳旋转,所以这些碰撞也使地球——以及太阳系的大多数其他物体——朝那个方向旋转。

但是为什么太阳系一开始就旋转呢?太阳和太阳系形成时,尘埃和气体的云由于自身的重量而坍塌。大部分气体冷凝成太阳,而剩下的物质进入周围,形成行星盘。在它坍塌之前,气体分子和尘埃颗粒到处移动,但在某一时刻,一些气体和尘埃碰巧在一个特定的方向上移动得更多,从而引起它的自旋运动。当气体云层崩塌时,云层的旋转速度加快——就像花样滑冰运动员收起手臂和腿时旋转得更快一样。

因为没有太多的空间来减缓事物的速度,一旦某物开始旋转,它通常会继续前进。在这个例子中,旋转的婴儿太阳系有很多所谓的角动量,这个量描述了物体不断旋转的倾向。结果,当太阳系形成时,所有的行星都可能在同一个方向上旋转。

然而今天,一些行星对它们的运动施加了自己的旋转。金星与地球相反的方向旋转,天王星的旋转轴倾斜90度。科学家们不确定这些行星是如何形成的,但是他们有一些想法。对于金星来说,可能是碰撞导致它的旋转翻转。或者它开始像其他行星一样旋转。随着时间的推移,太阳对金星厚云的引力拖曳,加上行星核心和地幔之间的摩擦,导致自旋翻转。2001年发表在《自然》杂志上的一项研究表明,与太阳和其他因素的引力相互作用可能导致金星的自旋减慢和逆转。

据《科学美国人》报道,在天王星的例子中,科学家们提出,撞击——一个巨大的撞击与一块大岩石,或者可能与一两个不同的物体相撞——会使天王星摇晃不定。

尽管有各种各样的干扰,太空中的一切都在一个方向或另一个方向旋转。旋转是宇宙中物体的基本行为,”Naoz说。

小行星旋转。星星旋转。星系旋转(根据NASA的说法,太阳系需要2.3亿年才能完成绕银河系的一条线路)。宇宙中最快的一些东西是称为脉冲星的稠密的旋转物体,它们是大质量恒星的尸体。一些脉冲星的直径约为一个城市,可以每秒自旋数百次。最快的一个,在《科学》杂志上发表于2006,每秒旋转716次。

黑洞甚至可以更快。《天体物理学杂志》2006年的一项研究发现,一颗名为GRS 1915+105的卫星可能在每秒920到1150次之间旋转。

但事情也会放慢脚步。Naoz说,当太阳形成时,它每四天绕它的轴旋转一圈。但今天,太阳需要大约25天的时间旋转一次,她说。Naoz说,它的磁场与太阳风相互作用以减缓其旋转。

甚至地球的旋转也减速了。来自月球的引力以一种稍稍减慢速度的方式牵引地球。《皇家学会学报》2016年对古代日食的分析显示,在过去的2740年中,地球的自转速度减慢了6个小时。在一个世纪内,这仅仅是1.78毫秒。

为什么我们的地球会旋转

所以,当太阳明天升起的时候,也许只是晚了一点。


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