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地球为何可以自转46亿年,到底是什么力量在起作用,是惯性吗?

2024-10-11科学

地球,这颗我们赖以生存的星球,在宇宙的巨大舞台上,始终保持着自己的节奏,一刻不停地旋转。那么,究竟是什么力量使得地球从亿万年前便开始自转,而且持续至今呢?让我们穿越时空,回到宇宙的起点,去探索地球自转的神秘起源。

在遥远的太阳系早期,一个巨大的星云,由氢气、氦气以及其他微量的重元素构成,那是恒星死亡后留下的宇宙残骸。当这一区域的物质因为密度和温度的微妙差异而导致引力的不同时,物质开始向引力较强的区域汇集。随着物质的聚集,引力随之增强,进而吸引更多的物质,如同滚雪球一般,逐渐汇聚成团。

随着质量达到一个特定的阈值,核心部分的温度和压力增加到一个程度,启动了核聚变,一个新的恒星——太阳,就此诞生。地球以及其他行星,正是在这样的宇宙环境下,逐步形成。

值得一提的是,在物质汇集的过程中,并非平和有序,而是充满混乱和剧烈的碰撞,这导致了旋转运动的产生。中心区域的旋转速度相对较慢,而外围区域则旋转得更快。正是这种旋转,成为了地球自转的原动力。根据物理学中的角动量守恒定律,这部分角动量被传递给了地球,使得地球自形成之始便开始自转。

换言之,太阳系中的所有行星,包括地球,都是在太阳形成之后才逐一亮相的。初期的太阳系是一个混乱无序的场所,而随着太阳凭借其巨大的质量和引力开始梳理整个系统,太阳系才慢慢趋于平静。残留在太阳周围的气体和尘埃逐步凝聚,形成了包括地球在内的行星、小行星和彗星等天体。

然而,太阳系的庞大使得其边界,也就是奥尔特云,至今仍然混乱无序。尽管太阳在太阳系中拥有无可争议的统治地位,但奥尔特云的遥远距离使得太阳的引力难以完全控制它。

科学界推测,在地球诞生初期,它的自转速度比现在要快得多。那时的地球还处于一个动荡的环境中,一个与火星大小相当的小行星与地球相撞,导致地球的自转速度减慢,同时这次撞击也是月球形成的原因。

月球的存在对地球的自转速度有着显著的影响。正是月球对地球的潮汐作用,使得地球的自转周期逐渐增加。尽管百年来地球自转一圈的时间仅增加了微不足道的2.3毫秒,但过亿年的时间尺度来看,这种效应的影响是显著的,未来的地球自转一圈可能需要比现在多出一个小时。

但是,有人担心地球会不会有一天完全停止自转?答案是:不会的。地球与月球之间的关系已经发生了「引力锁定」,月球的自转和公转周期相同。在未来,同样的事情也会发生在地球和太阳之间,地球将进入「同步自转」的状态,那时,地球的一半将永远朝向太阳,而另一半则是永夜。地球的一天将等于一年,也就是说,地球的一边将经历半年的白天和半年的黑夜。