地球移動地有多快?

地球移動地有多快?

生活在地球上,因為我們周圍的事物都沒有移動,人們便自然而然地認為自己是靜止的。但當你抬頭望向天空時,你會發現自己其實是運動的。

早期的一些天文學家支持“地心說”,認為地球是宇宙的中心。他們宣稱太陽是圍繞地球旋轉的,這才造成了日出和日落,同樣,月球和其他行星也圍繞地球運動。但一些現象並不支持這種說:比如有時某顆行星在天空中會突然向後運動,一段時間後,又會繼續向前運動。

這種現象就是我們熟知的“逆行”,當地球接近其他行星時,這種現象就會發生。比如,火星的運行軌道比地球離太陽遠,在某一時刻,地球“追上”火星並超過了它,這時,行星在天空中看起來就是向後運行的。之後,又會恢復為向前運動。

另一個支持“日心說”的證據是視差,或者說在兩個不同位置觀測到同一恆星的位置的變化。一個關於視差的簡單的例子是,將你的食指放到面前和肩膀同高的位置。先閉上右眼,用左眼看它;再閉上左眼,用右眼看它;你會發現,食指的位置看起來改變了。這是因為左眼和右眼觀察食指的角度有輕微的不同。同樣,當我們在地球上看恆星時也是如此。地球繞太陽一週需要365天。當我們在不同的季節,比如夏天和冬天分別觀察離我們比較近的某顆恆星時,它的位置看起來會改變。這也是因為我們在地球運動軌道的不同位置上觀察它,因此觀察的角度是不同的。根據視差的原理,結合簡單計算我們便可以得出地球與恆星間的距離。

我們旋轉地有多快?

地球的自轉現象是持續的,但自轉的速度取決於你所處的緯度。美國宇航局統計,地球的周長(地球面積最大的截面——也就是赤道,周圍的長度)大約為24898英里(40070公里)。將地球自轉一週的時間計為24小時,那麼赤道地區地球自轉的速度是1037mph(1670km/h)。

其他緯度上自轉的速度沒有這麼快。比如,在南北緯450地區,我們用緯度的餘弦(一種三角函數)計算自轉速度。如果你不會計算餘弦,一些科學計算器上有這種計算功能。450的餘弦是0.707,所以南北緯450地區的自轉速度大概是0.707 x 1037 = 733 mph (1,180 km/h)。越往地球的北端或南端走,自轉速度就越小。在南北極點,自轉速度非常小,旋轉一天你還是呆在原來的位置。

航天機構喜歡利用地球自轉的特點執行任務。比如當他們計劃將人送到國際空間站上時,他們會選擇赤道附近的地區作為發射地點。這也是宇航局選擇在佛羅里達向空間站運送貨物的原因。因為在赤道附近沿著地球自轉方向發射時,火箭會加速進入太空。

地球繞太陽旋轉的速度是多少呢?

地球自轉並不是我們進行的唯一運動。康奈爾說過,地球繞太陽運行的速度是67,000 mph (107,000 km/h),這個數字通過簡單的幾何計算就能得到。

首先我們來計算地球運動的速度。地球繞太陽一圈的時間是365天。運行軌道是橢圓形的,但為了計算方便,我們將它簡化為圓形。這樣,地球繞太陽運行的距離就是圓形的周長。國際宇航聯盟稱,地球與太陽間的距離——一個天文單位是92,955,807 miles (149,597,870 kilometers)。這就是地球公轉的半徑r。這樣,公轉距離就等於2 x π x r. 因此,地球一年的公轉距離為584,000,000英里(940,000,000公里)。

因為速度等於單位時間內運行的距離,地球的公轉速度為584,000,000英里(940,000,000公里)除以365.25天,再除以24h。這樣就得到單位小時內運行的距離。地球運行的速度大概是1600萬英里(2600萬公里)每天,或66627 mph (107,226 km/h)。

太陽和銀河系也在運動

太陽在銀河系中也有自己的軌道。太陽距離銀河系的中心有25000光年,銀河系的周長至少有100000光年。據斯坦福大學推測,我們距離銀河系中心大約有半徑一半的距離。太陽和太陽系的運動速度大約是每秒200公里,或平均速度為448,000 mph (720,000 km/h)。太陽系以這樣的速度繞銀河系一週大概也需要230,000,000年。

同樣,銀河系相對於其他星系也在運動中。40億年後,銀河系將與它的鄰居星座——仙女座相碰撞。這兩個星系正以每秒70英里(112跟公里)的速度相撞。

所以,宇宙的一切星體都在運動之中。

如果地球停止旋轉會發生什麼?

現在你絕對不會被甩到太空中,因為地球的重力與旋轉運動產生的向心加速度相比強太多了。在向心力最強的地方,也就是赤道,向心加速度也僅相當於重力的0.3%。換句話說,你根本不會注意到它,儘管在赤道上你會比南北極點稍微輕一些。

美國宇航局稱之後的幾十億年,地球停止轉動的可能性幾乎為零。但從理論上講,如果地球突然停止運動,會帶來災難性的後果。地球的大氣層仍會以地球自轉的原始速度移動。這就意味著,陸地上的一切物體,包括人、建築甚至是樹木、表土和岩石都會被吹走。但如果這一過程是逐漸發生的呢?美國宇航局稱,接下來的幾十億年中,這種情況發生的可能性比較大,因為太陽和月亮都在拉動地球的旋轉。這樣,地球上的人類和動植物就會獲得很多適應的時間。根據物理定律,地球可以將其自轉速度最慢減至365天一圈。這種現象叫做“太陽同步”,它將會使地球的一面永遠朝向太陽而另一面永遠背向太陽。相比之下:月亮的自轉也是與地球同步的,月球的一面永遠朝向地球而另一面永遠背向地球。 再想象一下沒有自轉的場景,還會發生許多奇特的現象:比如,因為磁場部分是由地球的自轉產生的,所以磁場將會消失。我們將會失去美麗的極光,地球周圍的範艾倫輻射帶也會消失。然後,地球將會直面太陽的輻射。每當太陽發生日冕物質拋射(帶電粒子)時,它就會撞向地面,所有物質都會直接暴露在輻射中。美國宇航局稱:“這將是一種嚴重的生物危害”。


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