地球自转的动力来源来自哪里?为什么可以一直转?

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地球的自转及宇宙天体自转都来自引力,初始引力来自宇宙大爆炸,,,黑洞缺失天体自转带动星系运转,自然天体都在转动,,,


美术家1


地球大约在45亿年前形成,从形成那一天起,地球就开始自转和公转。直到现在,地球还在一直转动。那么,地球转动的动力源是什么呢?地球在未来会停止转动吗?地球是不是永动机呢?

要了解地球能够不断转动的原因,需要追溯到地球乃至整个太阳系的起源。最初的太阳系没有太阳,也没有各大行星和卫星,只有一团飘荡在宇宙空间中的尘埃和气体云。在太阳星云附近,有颗大质量恒星发生了超新星爆发,它所释放出的冲击波引发星云中心坍缩成太阳。

在太阳形成过程中,它的引力不断吸收星云,导致星云越转越快,并且变得越来越扁。最终,绝大部分的星云聚集在一起形成了太阳。剩余的星云继续环绕太阳旋转,形成了原行星盘。在原行星盘中,尘埃和气体之间不断发生碰撞,形成微行星,而它们又在引力的作用下聚集形成了包括地球在内的各大天体。

根据角动量守恒,原行星盘中的物质形成地球之后,地球会继承原先的角动量,所以地球会自转和公转。除非在形成地球时,物质碰撞刚好完全抵消掉自转角动量,地球才不会自转。但这种情况几乎不可能发生,因为只要一些扰动,地球的自转角动量就不会为0。

正因为如此,宇宙中的天体都会有自转。至于那些被潮汐锁定的天体,例如,月球,并不意味着那些天体没有自转,只是它们的自转和公转达到同步而已。同样地,地球也会公转,不然早就掉进太阳中。

太阳系的各大天体形成之后,大部分的原始星云都已经被消耗殆尽。在空旷的太空中,地球的自转和公转运动没有受到阻力的影响,地球的角动量不会被消耗掉,所以地球可以一直转动数十亿年而不停歇,并且在未来还会继续转动下去。

不过,这并不意味着地球是永动机。热力学第一和第二定律已经表明,永动机无法被制造出来。虽然地球一直在转动,但地球并没有对外做功,所以地球不是永动机。

另外,虽然太空中没有阻力,但月球的潮汐力会让地球的自转速度变得越来越慢。目前,地球的自转周期是45亿年前的4倍。再过百亿年的时间,地球的自转周期会增加到目前的47倍。在那之后,地球被潮汐锁定,它的自转速度不再变慢。

只要未来太阳不摧毁地球,地球的转动就不会停止。但根据广义相对论,地球与太阳的相互作用会持续辐射出引力波。经过漫长的时间之后,地球的角动量会被逐渐消耗掉,导致地球最终撞上早已成为黑矮星的太阳。


火星一号


“天行健”,地球等一切天体似乎永远都不知疲倦的运转。

地球绕着太阳转一圈是365.256天(一年),称为公转,所以有了春夏秋冬;地球绕着自己的自转轴转一圈就是一天(23时56分4秒),因此有了白天黑夜;地球自转方向是由西向东,于是有了太阳的东升西落。


地球在40亿年前的自转是6小时/天,在一颗火星大小的小行星重重撞击后,速度逐渐减弱,形成现在的约24小时/天,而那颗小行星与地球撞击后的碎片在近亿年后形成了现在的月球。当然月球也是有自转的。

于是有人就会问:地球等天体的自转动力来源于哪里?为什么能一直转?

人类在出现文明后就已对这个问题进行研究,从17世纪到现在可以说是众说纷纭:比如角动量说,太阳带动说,重力不对称说,月球潮汐力说、暗能量…


  1. 角动量守恒。角动量守恒是由开普勒在1609年提出的“开普勒定律”推导出的数学公式,用以解释地球等天体的运转规律,这是太阳系的原始星云中产生的。在这种原始力作用下,各星球一开始就会自转,表达式为:ΔL=M·Δt;
  2. 太阳引力牵引。太阳的质量是整个太阳系的99.99%,它巨大的质量自然会形成巨大引力,就是牛顿在1687年发现的万有引力,这个引力让地球等其它星球都绕着太阳运转。地球受到公转影响,也慢慢的开始了自转。但这应该主要是地球公转的原因;
  3. 地球重力不对称。地球并不是个正圆球体,而是个椭圆体,而它自转轴和公转的黄道面角度存在23⁰的偏差,这让它的重力不对称,于是重力偏向一侧,于是形成了自转;
  4. 暗能量和太阳引力等多重力。宇宙中的暗能量占了宇宙质量的69%,它遍布宇宙空间,并且一直是运动的,宇宙中所有天体都在受到它的无形作用力。地球就是在暗能量和太阳引力等多重作用力下,被带动自转。

地球自转的原因都是物理学上的猜测,而宇宙中一切都是运作不息的,每个星体或天体都会受到宇宙各种力的作用,各星体为了平衡就形成了不同的自转或公转。



美国国立研究所长期观测发现地球自转速度从1999年开始加快,地球速度变快的直接原因,就是人类发射的人造卫星,因为人造卫星都是利用地球的自转。


弄潮科学


我们都知道永动机并不存在,但是如果从太空中看地球的状态的话,它就像是一个永动机,一直在不停的自转,同时也在围绕太阳公转,地球形成的46亿年来都是如此!

不过运动的物体都需要受到某方面的力才会运动,地球之所以一直在自转和公转,也是因为受到了某些力的作用。这些力实际上绝大部分来自于地球形成的过程中,地球现在的自转和公转运行状态,除了太阳的引力之外,基本上都是原先所获取的物质对地球的撞击力的作用惯性使然。




我们所在的太阳系诞生于一片原始星云之中,其中最先形成的是太阳,它比地球大致早形成了约3亿年,两者在形成过程上其实是很相似的,在星云物质聚集形成太阳的过程中,大量的物质聚集到太阳系的中心,在这些物质奔向原始太阳的过程中,必然会有极快的速度,大量物质以极快的速度撞击,给了原始太阳以初始的自转力量,虽然物质都是以不同的角度撞击,但是在原始太阳的引力掌控了太阳系的运转趋势之后,继续撞击的物质的撞击角度就开始大部分和原始太阳的自转方向趋同了,这些来自大量撞击物质角动量的力量,最终促成了太阳的自转状态,也造就了太阳的黄道面,而在太阳形成的过程中,太阳之外的黄道面上也有一些物质聚集,形成了原始的行星和矮行星等,我们的地球就是其中之一。



地球自转形成状态基本和上面所讲的太阳一样,也是有大量物质快速撞击带来的力促成的,每一次大的撞击都足以在某种程度上影响地球的运行状态,6500万年前灭绝恐龙的小行星撞击,也会轻微改变地球的自转和公转状态的。不过地球的公转状态还是主要受太阳引力的影响,同时也是地球运行的初速度与太阳的引力达成了平衡,才会一直运行在太阳的宜居带中的。

可见,地球并非永动机,它的自转和公转都会受到外力的影响,其运行状态也正是因为外力的施加作用促成的,实际上地球的自转速度一直在变化中,一般认为地球刚形成的时候每天的时间只有6个小时左右,种种外力作用使得地球的自转运行速度变慢,其中月球的潮汐力影响比较大,它会使地球自转的时间渐渐变长。

按照地球目前的运行趋势来看,地球自转的速度正在变慢,它的运行趋势将会受到月亮和太阳运行状态的影响,如果月球和地球互相潮汐锁定,那么地球上每天的时间(自转一圈)将会长达如今的一个月;还有就是太阳对地球的潮汐锁定作用了,如果地球被太阳潮汐锁定,简单来说,地球上一天(自转一圈)的时间就会长达如今的一年。



科普大世界


谢谢,地球自转的动力来源是:原始星云物质之间的势能!

可以做一个有趣的实验,用一根细线,吊起一只篮球,用手使其静止,在没有外力作用的状态下,篮球就会保持静止状态,这个时候,我们用一块柔软、粘稠的牛皮糖去砸这个篮球,就会出现两种情况:

(一)牛皮糖正中篮球的重力线大圆和水平大圆的交点,这个时候,篮球会被牛皮糖具有的动能推动,成为单摆,这个时候,篮球是看不出旋转的。


(二)牛皮糖砸在其它位置,毫无疑问,篮球就会被牛皮糖搞成旋转状态,持续不断地用牛皮糖去砸篮球,篮球就会越转越快。


在宇宙的真空状态,两个基本粒子本来就处于自旋状态,彼此隔开几百、上千公里,通过万有引力作用,相互靠近,势能转化成动能,同样是会发生上述两种情况,

1)两个粒子的碰撞线路和粒子之间的中心连线重合,就属于“正碰撞”,两个粒子便会被弹开,这就是“牛顿摆”的原理。理论上讲,如果这两个粒子没有其它因素干扰,可能会永远碰撞下去。这种情况是不会形成大块物质的,这是数学上的一种理想状态。

2)绝大多数情况下,两个粒子的碰撞线路和中心连线不一致,那么这两个粒子碰撞后,一部分动能就会转化为两个粒子的旋转动能。这和牛皮糖砸篮球是一个道理。宇宙中的天体就是在这样的情况下聚合的,基本粒子在四种基本力的情况下结合在一起,形成更大的粒子,直至组成宏观物质,比如纳米级、微米级、直至成千上万公里的巨大天体,而原始旋转动能就是来自彼此之间的势能!


所有的原始星云物质弥散在太空,距离可以达到几十光年,哪怕是极其微小的粒子,彼此之间的势能也是很客观的,在汇聚的过程中,势能逐步转化成旋转动能,这就是为什么天体都是旋转的第一推动力,至于势能是如何来的,不在这个问题框架内讨论。


汇聚成地球这样的天体,可以想象要花多少年,这样巨大的旋转动能,除非是另一个同样巨大的地球与其相撞,或者有更多的小天体持续从相反的方向撞向地球,才能够促使其停止旋转,当然这就是宇宙灾难了。

太空中有这样的力量阻止地球的自转,那就是巨大天体的引力导致的潮汐作用,比如太阳、月球,它们每时每刻都在干扰地球的自转,让地球丧失部分旋转动能,不过这个力量十分微弱,都45亿年过去了,也只是将地球的旋转周期从每天22小时,调整到24小时……


地球当然不会存在哲学意义上的“永远旋转”,她也有消亡的那一天,等到被太阳吞噬的时候,她就分崩离析,成为一团等离子体,融合到太阳当中,随着太阳自转了。




诸葛小村姑


地球自转的原动力来自于哪里?这个问题科学界到目前为止基本无解。虽然有许多假说理论,但都只回答了地球怎样维持自转的原因,而没有圆满回答地球自转的原动力来自哪里。

虽然以太理论接近此答案,但没有终极原因。此理论认为,宇宙中存在无限庞大的运动体名叫以太。地球和太阳等天体均处在以太运动体中,且受到来自以太的作用力,便自行运动。这证明了地球自转来自于外力的作用力,像陀螺启动受外力作用一样。有一定说服力。但以太的形体,属性仍不可知。因此此答案不能让人信服。

常言道,科学的尽头就是神学。从神学角度思考就不难回答这个棘手的问题。神学认为上帝设计了地球的型体,物质,运动的速度和方向,地轴的偏角,以及地球跟太阳月亮和其它星球的距离。然后原动力来自祂自己,而且一直由祂维持。

不难想象地球昼夜不停,四季轮回交替,周期性自转精确无误,是经过智慧的设计创造的。这位全智者除了上帝还有谁呢?


清风144041445


  在宇宙中没有绝对静止的物体,受到各种外力的大质量的天体为了保持自身运动的平衡性必然依靠自转来维系平衡性。小质量的粒子由于运动的速度极快,也必须依靠自转来维系自身运动的平衡。这一点可以参考陀螺的运动原理,自转的物体在运动中对外力的耐受性较高。


物理里面有个 角动量守恒定律 。即一个转动物体。如果不受外力矩作用,它的角动量就不会因物体形状的变化而变化。形成太阳系的原始星云原来就带有角动量,在形成太阳和行星系统之后,它的角动量不会损失,但必然发生重新分布,各个星体在漫长的积聚物质的过程中分别从原始星云中得到了一定的角动量。由于角动量守恒,各行星在收缩过程中转速也将越来越快。地球也不例外,它所获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转,地月系统的相互绕转和地球的自转中,这就是地球自转的由来。

假如地球停止转动,将会对生命产生毁灭性影响。地球上的一切包括人类,将仍保持之前的速度以高达1670公里的时速继续运动,变成超音速子弹。同时,地球的磁场将不复存在,生命将暴露于致命剂量的电离辐射中。

  由于地球存在自转,赤道转得最快,受到的离心力最大,地壳被「甩」得向外突出,形成椭球体,海洋也因此在赤道处受到限制。如果自转停止,地球将从椭圆球体成为一个近乎完美的球体。在完美的球体地球上,世界上的海洋将会重新分佈,许多地区将被大水淹没。

  如果地球停止自转,强风速度很快,接近于核弹爆炸瞬间,形成空前等级的全球风暴,将地表一切卷起,带上天空。单就强风与地球的摩擦力就足以引起大火和可怕的剥离。强风可摧毁途中一切。

  如果地球停止自转,这个世界将会有半年白天半年黑夜。


超弦


地球形成于46亿年之前,自从形成到现在,它就没有停止自转过,不过自转的速度倒不是一直这样,很久之前地球上的一天比现在要短。


地球自转,既然说到了自转,那应该是来自本身的吧,应该和外界没有关系,简单来说,地球之所以可以一直自转,从本质上来讲是因为角动量守恒。最初地球还没有形成的时候,太阳系还是原始星云状态,原始星云慢慢因为重力的原因聚集在一起,发生引力收缩。当收缩得足够紧的时候,太阳就诞生了。

太阳诞生之后,还存在一定量的原始星云,它们在太阳风的作用下被吹散到周围空间,它们继续围绕着太阳旋转,最终互相碰撞产生了地球。而地球可以说也是由原始星云转化而来的,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,所以地球不仅可以围绕太阳公转,还可以自己自转。实际上宇宙中的天体,基本上都会有自转,地球和太阳都有自转,地球自转是不需要力来推动的,因为太空中是真空,所以地球的自转可以一直维持下去。


但是实际上地球的自转速度是越来越慢的,这是因为月球的影响。由于月球对地球的引力作用,月球对地球的潮汐力就相当于摩擦力一样消耗着地球自转的能量,在月球诞生以来,它一直消耗着地球的能量,让地球自转速度越来越慢,这对于地球来说其实是好事,因为之前地球上的一天是很短的,由于月球的作用,一天的时间变得更加合适。只不过啊,月球对地球的作用力只能缓慢影响地球的自转,短期之内生活在地球上的人类是不会感受到这一变化的。


所以说啊,地球的自转是跟自身有关的,并没有所谓的一只大手推动地球旋转。在牛顿时代,牛顿一辈子都在研究地球为什么自转,晚年相信神学的他提出了上帝踢了地球一脚导致地球转动的理论。而在数百年前,拉普拉斯提出原始星云引力收缩导致地球旋转。而在现在,一些科学家开始思考太阳风推动地球旋转的问题,太阳风也就是太阳辐射出的带电粒子流,它确实有推动作用,但是貌似作用不是太大。所以呢,个人还是认为,地球的自转是因为角动量守恒。


镜像科普


角动量守恒

如果我们仔细观测,在宇宙中自转的天体一抓一大把,目前来看,我所知道的可能黑洞是可以不转的,不过好像好没有观测到不转的黑洞。(如果是我消息滞后了,请大佬进行补充。)

那为什么天体都会转呢?

按照目前的主流假说,也就是星云假说,恒星是由宇宙中的分子云的引力塌缩,在引力的作用下逐渐形成的。

这个过程大概是这样的,分子云不断地往一个质点聚集,形成恒星胚胎。但是其实我们要知道的是,在形成过程中发,分子云往一点聚集时,是有动能的,在整个的过程中,分子云会相互碰撞,但整体是有一个角动量的,这其实也就是自转的原初动力。而其他的行星的形成也是类似的情况,唯一的区别是恒星由于自身质量巨大,最终点亮了核聚变反应。

那为什么天体都会一直转呢?

其实在宇宙中存在这许许多多的守恒定律,我们有能量守恒,质量守恒等等,还存在一款我们不提起的守恒,那就是角动量守恒。其实也很好理解这个守恒律,说白了,就是如果你转起来,只要没有外力干扰,你就可以一直转。

这种情况在花样滑冰场上其实是比较常见的,滑冰场上摩擦力的消耗相对较低,所以,一个运动转起来后,可以通过控制自己的形体,然后达到不同的绕转速度。

而我们所在的地球,实际上,可以近似看成一个没有任何干扰的系统,所以,绕转的速度基本上不会受到很大的影响。

真的可以一直转下去么?

实际上,地球的绕转速度是在减速的,它并不是完全没有干扰因素。这么说吧,其实月球以前转的速度也很快,只不过,然后在慢慢减速,减速到和绕地球公转的速度一致了。那都有哪些因素会干扰地球的自转速度呢?

一般来说,有这么两种情况:

  • 天外来物的撞击
  • 潮汐锁定

我们先来说第一种,

  • 天外来物的撞击

之前,我们其实是把地球近似看成了一个系统,那要破一个系统的守恒,其实只要引来外来的能量即可,最常见的就是小行星,陨石,彗星等的撞击了。

其实地球早期就遭受过大规模的小行星雨,但是这也没有给地球撞停下来,毕竟小行星相对于地球确实还是太小了。那为什么我们现在没有感觉到大规模的小行星雨呢?实际上,是因为有个大佬在保护我们,这位大佬就是木星,它利用自己的引力,挡住或者拐走了很多小行星。

  • 潮汐锁定

其实小行星撞击相对于第二种还算是比较猛烈的,不过第二种最终起到了决定性的作用。这是因为它一直都在给地球减速。那到底是什么在起这个作用呢?

我们都知道地球上有潮汐作用,那么问题来了,潮汐的能量是从哪来的?

其实是这样的,我们都知道月球和地球之间是存在的引力的。

而月球绕着地球转一圈是一个月,而地球自己转一圈是一天,这两差不多差了30倍之多。

在这个过程中,月球其实就一直在拖后腿,我们可以现象成一辆车在开,后面还拖着东西,如果不再加速,那速度一定会一直减慢。所以其实月球公转导致,地球在自转速度会减慢。那具体是如何消耗呢?

其实是发生在潮汐的过程中,海水和海水,海水和岩石,岩石和岩石的摩擦,还有岩石的形变都会消耗地球自转的能量的,最后都以热量的形式散失,然后地球就慢慢地减速下来。距今10年前,一天大概是10个小时,相当于当时的两天半等于现在的一天。而恐龙时代一天大概就只有20个小时左右,也就是说,地球实际上就是在一直减速的。

那地球会减速到什么程度呢?

其实也很简单,只要一个月等于一天了,也就是地球的自转等于月球的公转,不会拖后腿了。这时候地球和月球就相互潮汐锁定了,都是一面朝着对方。

那地球会一直这样下去么?

实际上,我们之前的分析是排除了太阳的引力因素,太阳引力也会对地球起到些微的减速作用,但效果远没有月球明显。其次,还有天外来客们的可能还会在地球被潮汐锁定进行对地球造成影响。


钟铭聊科学


俯仰君陪你解答科学问题

地球自形成之初就一直在自转,自转的源动力就是形成之初小行星的撞击。

地球是由小质量的岩石行星不断相互撞击汇聚形成的,就像滚雪球一样越滚越大,直到形成今天的地球的原型。

小行星在撞击地球时,其撞击方向并不是垂直于地表直接指向地心正面撞击。而是与地球表面有一定的夹角,这个撞击过程就给了地球自身一个切向的速度,使地球自转。

那么地球为什么可以一直自转呢?

我们都知道,一个运动的物体,如果想要让它停下来,就需要对它施加额外的与运动方向相反的力。

原始地球在小行星撞击下开始高速自转后,如果没有别的物体对它施加足够大的外力,那么它将一直自转下去。

月球的刹车作用

地球形成之初,自转速度极快。高速的自转使其地质活动剧烈,火山遍地。

直到月球出现(有人说月球是被地球捕获的,有人说月球是从地球分离出来的)。由于月球引力的潮汐作用,地球上的海洋会在月球引力下对地球的自转形成阻力。地球的自转就这样渐渐慢了下来,以后还会越来越慢。月球也渐渐远离地球。

这个作用相当缓慢,我们难以察觉。但在上亿年的时间尺度上,点滴作用累积起来的效果是相当可观的。史前的恐龙看到的月球比我们现在看到的月球更大,它们所经历的一天也比我们要少几个小时。


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