地球为什么会稳定地自转?动力是什么?

闲云


地球自转和公转,地球自转一周用时23小时56分钟4秒,这个很多人都知道,但是知道地球为什么自转的人很多吗?


为了弄清楚地球自转的动力来源,就要从太阳系的形成过程说起。200多年前,哲学家康德认为地球包括所有的行星的自转动力都来自于原始星云中的牛顿惯性,以哲学的角度来说没有问题,但是并没有什么科学性,康德认为地球自转的动力来自于地球的内部。

很久很久以前,太阳系还没有形成,太阳系还是一团巨大的原始星云,星云体积巨大,呈圆球型,并旋转。在自身重力的作用下,星云慢慢聚集,体积越来越小,密度越来越大,由于角动量守恒的缘故,自转速度越来越大,到最后形成一个密度很大的球形核心,当密集到足以引发核聚变的时候,我们就可以说太阳形成了,与此同时,在以太阳为中心的一个很大的范围里有一个薄薄的圆盘,圆盘是原始星云的聚集,最后在这些圆盘里形成了几个大的行星,围绕着太阳公转,而自身也旋转起来,也就是自转。虽然这个说法还是有一些问题的,比如说行星的形成过程就很匪夷所思了,但是这也是主流观点。


几个世纪以来,人们似乎已经习惯了把地球的自转现象归结为地球自身的行为,并且一些专家学者把地球自转产生的角动量、惯性、科里奥利效应等引为自身的力源,哲学家概括而出“事物运动的动力都存在事物内部”这样的普遍规矩。但是太空中是真空的,只要地球能够自转起来,就根本不需要动力维持,如果真的用地球自转的能量来自于地球内部这样的解释,那为什么地球不是自转速度越来越快呢?

地球自转的动力究竟来自哪里还没有人能够说得清楚,300年前牛顿说地球自转来自于上帝的推动,在于“上帝对地球踹了一脚”;200年前,康德和拉普拉斯认为地球自转的动力来自于源于原始星云收缩时产生的旋转惯性;30年前,人类探测太空发现了太阳风,其像一只巨大的手推动着地球的自转。自从哥白尼印证地球在自转这一现象之后,人们就开始探索地球自转的起因,但是地球为什么会自转是现代科学至今都没有解决的问题。


地球自转还会一直持续下去,但并不是一成不变的,由于月球的潮汐力作用,地球自转的能量是不断被损耗的,这会导致地球的自转速度逐渐下降,但是地球最终会被潮汐锁定,地球自转就会维持在一个稳定的状态。


镜像宇宙


首先,地球在太空中的自转不需要动力。

牛顿第一定律就说了,除非有外力作用,否则物体会保持当前的运动状态。宇宙是接近真空的,几乎可以认为没有阻力作用,地球虽然会受到自身存在的一些阻力作用和来自太阳/月球的引力,自转速度逐渐变慢,但是这些作用力很小,所以人类不会感觉到地球的自转有什么变化。

其次,地球的自转不是稳定的。

刚刚也说了,地球实际上会受到自身的阻力作用,这个阻力作用主要来源就是地球上的流体流动产生的阻力作用。要知道,地球上的大气还有水,还有地下深处的岩浆,实际上都不是跟地球绑定在一起的,而是跟地球之间存在一定的相对运动,比如说地球上的风、洋流等等现象(下图就是地球上风的运动)。这些流体与地球不断摩擦,形成阻力,并且让地球逐渐减速。


这种结构内部阻力的作用(更专业的说法应该叫阻尼)可以看下面这幅图,可以看到,因为结构内部有一个可以活动的机构,不会跟随物体完全同步运动,所以会产生阻力作用,让物体的运动逐渐慢下来。地球也是受到这样的作用,因此自转速度会越来越慢,虽然说地球转动速度变慢的程度不是我们肉眼可见,但是确实在发生。

除了这种阻力作用外,还有一种叫做“潮汐力”的作用会影响地球的自转速度,这是跟地球与太阳、地球与月亮之间的引力有关。

综合作用下,地球自转减慢的速度大概是一天的长度(也就是地球自转一圈用的时间)每一百年会增加1.7ms,这个速度显然只有经过长时间的积累,才会显现出来。科学家根据古生物的化石发现,大概在五亿年前,地球一天是有420天的,所以那个时候地球的自转速度要比现在快很多。

地球为什么会在最开始自转?

至于说地球最开始会有一个自转的速度,这个说法很多,有的人认为是跟太阳系的形成有关,也就是说星际物质原本具有一个旋转的速度,后来这些星际物质逐渐汇合形成太阳和各大行星之后,角动量还是不变的,这些角动量一方面变成了行星绕太阳的运动,一方面也变成了行星自身的自转。

另外还有一个说法,就是地球是经过一次很可怕的撞击——这次撞击不仅带来了地球的自转(就好像踢在球的一侧会让球有一个旋转的速度一样),甚至于地球地轴的偏斜还有月球的形成都跟这次撞击有关。

上面是两种比较靠谱的说法,还有一些说法,诸如跟太阳风的作用、地球内部物质的运动等等,这些说法相对不那么可信。


SilentTurbine


这是个有意思的问题,地球每天都在自转和公转,人类为了追求自己的目前也在不停的“转”,难得在在人类忙的“团团转”的时候还能想到这个问题。

地球自转的原因目前都是假说,并没有被证实

假说一:陀螺运动的自稳定性,地球在飞速的绕着太阳做公转,为了维持公转运动的稳定性,地球类似于陀螺通过自转来维持稳定性。

假说二:惯性说。太阳系形成于一个原始的大型星云,在星云受到引力向中间收缩的过程中,为了保持角动量守恒,旋转的速度就会越来越快,不仅在做公转运动,在公转的同时还有了自传角动量,由于惯性地球就这么一直自传下去了。但是这只是猜想,因为如果按照这样的猜想,越是靠近中心太阳,公转的速度也是越快的,这却是现实中相反的,并且按照这个理论,各个行星的旋转方向也应该是相同的,但是这同样与现实观测相反,因此这个理论显的不是那么靠谱。

假说三:季风说。风是空气的远距离移动,有人估算过季风移动的大气重达300多万亿吨,但是这个数据与地球的自重相比还是相差很大,个人认为季风移动使得地球自传十分不靠普,这个最多也就影响一下地球的自转吧。

核先生科普


地球稳定地自转来源当然是数十亿年形成的规律,在太阳系形成的时候就已经形成了,只不过自转的速率不同。关于自转,有一个很容易被误解的天体,这就是月亮。我们都知道的,在地球看到的月亮总是只能看到一面,背面是不能直接看到的,这个看起来就像月球不会自转一样。

但其实只要仔细想一下就知道,这不可能发生,月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个恒星月,所以我们总是看不见月球背面。

反而,这个看起来不会转的天体恰好证明了天体的自转。自转的动力来自原行星盘上的初始转动,来自于恒星的形成,所以地球的自转和公转都来自太阳星云形成的能力。

自转还涉及到地球轨道上的物体聚集之后的转动能量,归结起来还是来自太阳星云形成的原始行星盘结构。


太空伊卡洛斯


自从地球形成46亿年以来,它就没有停止过自转。之所以地球能够一直自转,从本质上讲是因为角动量守恒。最初地球还没有形成时,太空中有一团正在自转的星云。这团星云发生了引力坍缩,大部分物质都落入到中心,结果形成了太阳。太阳诞生后,产生的太阳风把其他星云吹散到周围空间。这些残余的星云继续绕着太阳运转,最终互相碰撞产生了地球。由于角动量守恒,地球保留了原先环绕太阳旋转的星云的角动量,所以地球不但会绕着太阳运转,而且自身还会自转。在太空中没有阻力作用,所以地球的公转和自转可以一直持续到今天,并且也能继续延续到遥远的未来。

虽然地球一直在自转,但它的自转速度正在不断变慢,这不是因为空间中的气体阻力,而是因为月球的潮汐力。月球引力对地球不断产生潮汐作用,这会给地球自转造成“刹车”作用,所以地球的自转速度会变慢。最初的地球只要6小时就能自转一圈,最后慢慢延长到现在的一天。这种减速过程还会不断持续,直到地球被潮汐锁定,最终地球自转一圈需要47天。

另一方面,地球的自转也不是固定指向太空中的某个方向,而是存在一个大约2.6万年的摆动周期,这就是岁差现象。正因为如此,地球上的北极星会不断变更,织女星、天棓五等恒星将会成为未来的北极星。

此外,月球的存在对稳定地球自转轴的倾斜角度起到了相当大的作用。如果没有月球,地轴倾斜角度将会不断发生变化,而不像现在这样稳定在23.4度。


火星一号


太阳系的所有星球都在稳定的自转着,地球也不例外。这个动力是引力催动的,也可以说是天生的。这是所有天体的运行规律。

宇宙中的所有恒星,几乎都是由一团巨大的分子云聚集而成。分子云团的大小,决定了这个恒星系统的大小和性质。太阳是一颗黄矮星,同样是起源于一团氢分子云。

宇宙中的星云有原始星云和次生星云。原始星云是宇宙大爆炸时形成的,次生星云是恒星死亡回归宇宙的。

次生星云由于原恒星热核反应生成了重元素,因此重新诞生的恒星系统重元素就多一些。科学界根据一个恒星系统的物质成分结构,可以判定这个恒星系统是由原始星云还是次生星云形成。

我们太阳系是由一个次生星云生成的。

不管什么星云,恒星生成的过程都差不多。

开始星云非常松散稀薄,由于某些宇宙事件的扰动,比如超新星大爆炸、黑洞或中子星碰撞等等,巨大的能量释放会冲击这些星云,被搅动的星云会在自身引力下开始聚集,越聚越紧密。

随着聚集的提速,星云开始旋转,渐渐形成了一个盘状漩涡结构。随着中心坍缩数量级加快,引力越来越大压力越来越高,强大的压力点燃了氢核聚变,一个恒星星胚就形成了。

这个星胚继续吸积形成了中心恒星,比如太阳,就吸取了整个系统99.86%的物质,剩下的0.14就围绕着太阳继续旋转。

太阳形成后,强劲的太阳风把剩余的残渣余孽吹到了更远的地方,但这些玩意依然保持着太阳形成时的角速度旋转着,碰撞着。

在不同轨道有一些不均匀的物质分布,渐渐形成行星核,像滚雪球一样吸积着轨道的残留物,最后清空了轨道,行星就形成了。

太空中没有什么阻力,这些行星就一直保留着星云漩涡时的速度,依靠惯性围绕着太阳旋转。

在不同轨道有不同的速度,这个速度正好是环绕太阳的速度,与太阳的引力做到了平衡,既不会飞出去逃离太阳,也不会被太阳的引力吸过去被吞噬。

各个行星的速度就是这样形成的,而且正好与太阳的引力平衡。

距离太阳越近的行星,受到的引力就越大,为了抵御引力向心力的拉扯,公转速度就越快,而距离越远的行星受到的引力越小,公转速度就越慢。

按照万有引力的质量距离关系计算一下,这些星球正好符合宇宙第一速度,即环绕速度。

除了八大行星,太阳系已知的五颗矮行星、173颗卫星、无数的小行星、彗星、尘埃等等,都在以不同的角速度围绕着太阳旋转,或者围绕着自己的主行星、兄弟星旋转,这些旋转的动力都是来自太阳系形成的原始动力和相互引力关系,凭着惯性一直运行下去。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


对于地球为什么会稳定地自转?动力是什么呢之话题,我个人认为,地球是具有十分稳定的自转运动现象的,地球自转一周为一天(24小时),引发地球昼夜交替现象,均匀吸收太阳阳光热量,便使地表生物圈的生存温度环境处于十分的稳定性,有利于各类生物的持续演化与生存。


地球能稳定地自转之原因,主要有如下几个方面:一是与太阳的磁场有关。太阳拥有一个巨大的磁场,太阳磁场磁控的范围就是太阳系占领宇宙空间的范围,在太阳磁场的覆盖面之中拥有不同距离的磁力线圈存在,并自然形成太阳系不同距离的行星运行轨道,


由于太阳会有随机的自转运动现象,会连带性地推动着磁场和磁力线圈进行圆周循环运动现象,引发了太阳系所有的行星天体和卫体物质围绕太阳进行公转圆周循环运动。二是与太阳系太空间真空的失重现象有关。地球是处在太阳系的太空间之中,对于整体地球物质来说,是处于真空状态的失重物理现象,由于太阳会有随机自转运动的特征,只接受太阳磁场和磁力线圈轨道圆周牵引力的影响,才会发生规律性的稳定的公转圆周循环运动惯性现象。

三是地球自转运动是与公转运动有关。地球围绕太阳进行公转圆周循环运动的过程,不是直线运行现象的,而是呈微圆弧形状态的表现,因而,地球公转运动过程会产生圆弧偏向力,引发地球地轴在公转运动过程中与太阳黄道面有个约23度交角现象的发生,正是地球地轴这种交角现象而使地球在公转运动过程持续发生角动力物理现象,才会引发地球有稳定自转运动现象的自然发生。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎大家加入相关讨论与学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)


地外天使


我们都知道,地球一直在自西向东自转,自转一周,就会产生昼夜交替,也就是一天。那地球为什么会稳定地自转呢?它的动力又是什么呢?

就目前来说,地球自转的各种理论还只是假说。

不过,传统观点认为,地球自转与“角动量守恒”定律有关。

亿万年前,宇宙超星爆炸产生的固体碎片和气体云在长时间的引力作用下,逐渐收缩形成了较大的星体,产生了太阳地球等行星。由于这些星云物质带有角动量,并且处于不停的碰撞中,就会使行星的转速越来越快,直到旋转起来。

再加上,太空是真空,没有力量让旋转停下,于是行星就依靠惯性不停地在旋转。

当然,也有人认为,地球之所以自转是因为季风的影响。

地球每年从大陆吹向到海洋,又从海洋转移到大陆的空气,有300万亿吨。这么大重量的物质运动,足够影响地球的重心,改变地球的角动量分布,从而使地球发生自转。

除此之外,还有人认为,地球在围绕太阳公转时,地球的磁场与太阳的磁场相互作用,会产生摩擦力,巨大的摩擦力让地球发生了自转现象。

虽然现在地球自转的真实原因还不得而知,不过相信在科学家们的研究探索下,宇宙的奥秘终有一天会得到完美解释的。


爱问爱答


宇宙中每个天体都会自转,好像是与生俱来的一样,地球在刚刚诞生时,自转的非常快,在那个时候,6个小时就是一天,要是放在现在的话,工作两个多小时就要下班了。而随着月球对地球的影响,这种影响的周期很漫长,正在给地球的自转刹车,逐渐来到了一天有24个小时,并且,这个数值会在以后的数十亿年时间里不断加长。

早期的太阳星云是一团满是尘埃的分子云,由于密度的不均衡,大部分的物质向着星云中心坍陷,而中心因为那么多的物质聚集在一起,而变热开始发光,这便是早期的太阳。

当初形成时,整个分子云都是转动着的,所以太阳自转也是不例外的。早期太阳吹着强劲的太阳风,将身旁的残余物质吹离开来,而被吹开的物质原本都在围绕着早期太阳公转,这时候,一层层的公转轨道是定下了,这是你的,这是我的,每个行星都在吸积着自己轨道中的物质使自己变得更大。

但,从小到大都会有个过程的呀,所以,那些小碎块本身就在不停地互撞,形成大个的天体后,自然也得继承本来的转动能量,俗称角动量守恒,说白了,都是继承早期太阳星云的角动量。

至于这一切的动力来源是什么,就现在来说,只可以追溯到早期的宇宙大爆炸,再往前,人类还没有研究到那里,再等等吧。


一枚游戏科幻迷


答:地球自转并没有动力推动,主要原因就是地球形成之初的初始角动量存在,而初始角动量又是因为万有引力引起的。


回答这个问题必须要从太阳系形成之初说起,因为要追寻地球自转的初始角动量起源。按照目前比较流行的说法,太阳系46亿年前起源于一个原始星云,这个原始星云并不是均匀的,而是有的地方质量大些,有的地方质量小些。我们知道维持天体系统运转的是万有引力,在这片原始星云中也不例外。在万有引力的作用下,质量小的就开始围绕质量较多的地方旋转。随着不断地旋转与碰撞,逐渐形成了太阳系中的主要天体,这些天体因为没有外力干扰所以会一直保持着旋转体最初的角动量。这也就是地球和太阳系内其他行星的自转起因。

举一个简单的例子,花样滑冰运动当双臂伸直时旋转得就慢点,如果双臂收拢旋转速度就加快了。这就是简单的角动量守恒定律,这跟地球形成之初是相同的道理,在一大片星云中,有那么几个点比较突出也就是质量稍大,这片星云中的物质会因万有引力绕这几个点缓慢转动,随着质量聚集半径减小,速度越来越快。

地球自转速度也并不是一层不变的,月球和其他天体的引力拖动,会使地球的自转速度减慢,另外来自与地外的天体碰撞也可能改变地球自转。希望地球就这样不知疲惫的转动下去,因为我们已经适应了这样的地球。无论地球自转速度过快或者是过慢都将会是地球生物的灾难。


以上是我的简单回答,欢迎关注点评。


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