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地球为什么会旋转?从初生太阳系拥有巨大角动量说起

 

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  发表于 2018-08-29 22:52  |  

地球为什么会旋转?从初生太阳系拥有巨大角动量说起


据国外媒体报道,地球自46亿年前诞生以来,便日日旋转不休,为世间万物带来日升日落,直到太阳在若干年后化为红巨星、将地球吞噬殆尽为止。但话说回来,地球为什么会自转呢?

地球是由围绕着初生太阳的气体与尘埃盘形成的。在这个不断旋转的尘埃盘中,星星点点的尘埃与岩砾渐渐聚集到一起,逐渐形成了地球。加州大学洛杉矶分校天体物理学家斯玛达尔·那奥兹(Smadar Naoz)解释道,随着新生的地球渐渐长大,太空岩石不断与之相撞,使地球开始旋转。由于早期太阳系中的所有物质几乎都沿同一方向围绕太阳旋转,受到这些撞击的影响,地球也开始朝这个方向旋转。

但太阳系一开始又为何会旋转呢?太阳和太阳系都是在一团气体尘埃云在自身重量的作用下发生坍缩形成的。其中大多数气体都凝聚成了太阳,其余物质则形成了围绕太阳旋转的气体尘埃盘。在发生坍缩之前,气体分子和尘埃粒子一直在四处运动,但到了某个特定时间点,部分气体和尘埃碰巧朝某个方向移动了些许,使整个系统开始旋转。而当气体云坍缩之后,气体云的旋转便会随之加速,就像花样滑冰选手夹紧胳膊和腿之后、便可以转得更快一样。

由于太空中没什么东西阻碍它们的运动,一旦开始旋转,就会一直旋转下去。这个初生的太阳系拥有巨大的角动量。而物体的角动量越大,就越容易维持继续旋转的趋势。因此当太阳系形成后,可能所有行星都是朝着同一方向旋转的。

然而,如今部分行星的旋转方向已经发生了改变。例如,金星的自转方向与地球相反,天王星的自转轴则倾斜了90度。金星可能是受到了一次巨大的撞击,导致自转方向发生了翻转。或者它在刚开始时与其它星球的自转方向相同,但受到太阳引力的拉扯、再加上金星地核与地幔之间的摩擦力,自转方向便逐渐反了过来。2001年发表在《自然》上的一篇研究指出,金星与太阳之间的引力作用和其它因素可能会导致金星自转速度减慢、最终自转方向发生反转。

至于天王星,科学家认为它可能撞上了一块巨大的岩石、或者受到了两个天体的双重撞击,结果把它撞得“仰面朝天”。

虽然存在这样那样的区别,但太空中的一切物体都会朝着某个方向旋转。“旋转是宇宙中物体的基本行为。”那奥兹表示。

例如,小行星会旋转,恒星会旋转,星系也会旋转(据NASA称,太阳系需历经2.3亿年才能绕银河系旋转一圈)。宇宙中旋转最快的天体为脉冲星,即巨大恒星死亡后的残骸。有些脉冲星的直径只有一座城市那么大,但每秒可旋转数百圈之多。其中最快的一颗名为Terzan 5ad,每秒可旋转716圈。

黑洞甚至还能转得更快。2006年的一篇研究称,有一个名为GRS 1915+105的黑洞,每秒可旋转920至1150圈之多。

但天体的旋转速度也会逐渐放慢。那奥兹称,当太阳刚刚形成时,每四天便可自转一圈,但如今则需25天才能完成一次自转。这是因为太阳磁场会与太阳风发生相互作用,导致自转速度减慢。

就连地球也不例外。月球的引力会导致地球自转逐渐放慢。2016年对古代日食的一项分析显示,地球自转速度在过去的2740年中减慢了约6小时,相当于每个世纪增加1.78毫秒。

所以,太阳明日仍会照常升起,只是会稍稍晚了那么一点儿而已。


新浪科技 2018-08-29

 


 
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