我们都知道地球是会自转和公转的,但地球为什么会自转呢?地球自转的动力来源于哪里?
地球自转的原因
“地球在自转”不等于“地球自己转”。宇宙中所有的天体都有自转,地球要是没有自转反而会非常奇怪。那么问题就变成了——为什么天体会自转?这和天体的形成过程有关。天体形成的基本过程就是在引力的作用下的收缩。由于收缩之前的物质不可能绝对没有运动,而这些运动相对于收缩的中心,总角动量之和不可能精确地等于零。那么由于角动量守恒,最后形成的天体的总角动量也不可能精确地为零,因此它就必须有自转,连黑洞和中子星都不能例外。
几个世纪以来,人们似乎习惯于把“地球在自转”的现象归结为是地球自身的行为,并未更多地意识到这两个概念的不同,也没仔细质疑过“地球自己转”的动力来源。一代代人大胆地在“地球自己转”这一基础上,开垦着一块块分支科学的园地,其中地质力学、大气动 力学等,把地球自转所产生的角动量、惯性、科里奥利效应等,引为自身的力源;天体物理学用“地球自己转”的原理,去解释其他行星、天体的运动。
地球自转的动力是什么
简单来说,地球的自转角动量源自最初形成地球的气体和尘埃云的角动量。关于这背后的具体原因,需要来了解地球是如何形成的。
宇宙中的天体,包括地球,都是由原始星云聚集而来的。宇宙产生之后创造了大量的原始星云,这些星云弥漫在宇宙的各个角落,原始星云在自身重力的作用下慢慢聚集在一起。原始星云都是有自旋的,也就是说有原始的角动量,而弥漫分布的原始星云聚集在一起的时候,不可能做到角动量互相抵消,这也就造成了聚集成一团的原始星云会有一个初始角动量,而随着聚集得越来越紧,根据角动量守恒原理,星体自旋的角速度会越来越快,最终就形成了这样一种自转的现象。
不仅是地球,宇宙中所有的星体,都在自转。地球可以自转,可以围绕太阳公转,而太阳也有自转和公转。在宇宙中是没有绝对静止的物体的,受到了各种外力的天体为了保持自身运动的平衡性必须依靠自转来维持,甚至是小质量的粒子由于运动速度过快,也必须依靠自转来维持自身运动的平衡。
“地球自己转”已经是在说明地球自转的原因,它要肯定的是:地球自转的动力在于“自己”,在于地球内部而不是外部,在于自身具有的内力而不是外力。否定“地球自己转”并不是否定“地球在自转”这一现象,而是否定地球内部有推动自己旋转的动力,如同水磨旋转的动力并不在于磨体内部一样。所以“地球在自转”不等于“地球自己转”,它们是两个不同的概念,若把两者等同起来,便是一种“误读”。
地球在这种星云的引力收缩中诞生,于是保留着收缩时所产生的旋转惯性,从此永恒地按牛顿惯性定律旋转。“地球自己转”的动力是地球形成时与生俱来的,地球自转的原因在于地球物质自身的引力,力源在地球内部,地核的旋转角速度应大于地壳。
地球自转除了自身的内部原因外,其实也有外部因素带来的影响。宇宙是真空的,这就意味着如果一个物体一开始就自旋的话,那么永远也不会停下来,它的自转角速度也不会改变,但是事实上地球的自转是会受到外力的影响的。地球自转和公转的方向都是自西向东,太阳系的绝大多数天体都是这么运转的,这一定不是巧合。
20世纪70年代,科学家通过太空探测发现了太阳竟然可以“刮风”,也就是太阳表面的等离子体微粒流向四面八方吹去,在太阳风的作用力之下,地球自转的角速度是可以被加速的,当然这个效应可能需要很多年才能够有所体现。与此同时。地球还会受到月球潮汐引力的作用,而这个作用却会消耗地球自转的能量,让地球越转越慢。所以说,地球的自转是在自身内部和外力的双重影响下形成的一种效应。
作者:修镱轩
初审、一校:胡慧亭
复审、二校:成自来
终审、三校:陈光中