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虽然人们感觉不到,但地球在人们脚下不停地旋转。地球绕轴旋转,这条假想的线穿过地球的中心,以南北两极为始末贯穿地球。该轴是地球的重心,地球围绕着以它为轴而旋转。尽管地球自转的速度达到每小时1000英里,但它完成一次完整的自转需要24小时。科学家们继续致力于理解为什么地球会自转,并继续绕地轴自转。

关于地球绕地轴自转是很有趣而令人惊奇的。地球通过规律的绕轴转动形成了白天和黑夜的轮回交替。但是地球最后是如何绕着自己的轴旋转的呢?影响旋转的因素有哪些呢?

地球公转为什么会有变化(你知道人类一直生活的地球)(1)

有一些事实有助于解释这一现象。宇宙中的一切都在旋转,行星也在旋转,原因是一个简单的物理相关的事实,叫做角动量。太阳和行星的形成是由于星云的爆炸,这使得一切都在旋转。爆炸后形成的行星由于角动量守恒而旋转,角动量守恒使它们一直保持运动状态。所以,包括地球在内的所有行星都是以自己的轴心做规律的旋转,但同时他们也围绕着太阳旋转。

另一种解释是地球和小行星之间发生的巨大碰撞导致了地球的旋转,与此同时这也是月球形成的原因。如果撞击点正好在地球中心,它就会让地球像陀螺一样旋转。同时地球的自转也受到太阳磁场引力的影响,因为太阳的磁场干扰,附近行星的运动减缓了,这就回答了为什么月球的形成影响了地球的自转的问题。

地球公转为什么会有变化(你知道人类一直生活的地球)(2)

在45亿年前地球与巨型行星碰撞的猜想构成了关于月球形成原因的主要假设。由于45亿年前的那次碰撞,使得地球现在正在自转。正如相关问题所示,角动量是一个守恒量。就像生活中如果要让一个移动的物体改变它的线性动量,也要让一个旋转的物体改变它的角动量。力能够改变线性动量,而力矩则能改变角动量。外部力和力矩对地球的自转有影响作用。潮汐力将地球自转的角动量转移到月球轨道上,从而影响到了地球的自转。在距今45亿年前的那次巨大的撞击之后不久,月球就在离地球很近的地方形成了,那时一天的时间可能只有4到6个小时。但到10亿年前,月球明显地后退,使得地球也慢了下来,所以一天有18到21个小时长。直到如今地球一直在减速,并将继续减速。如果这些外部力矩不存在人们仍然会有一个快速旋转的地球。

地球公转为什么会有变化(你知道人类一直生活的地球)(3)

现在每一天,地球都会绕地轴自转一周,地球以这样的转动频率来构成了地球上黑夜白天的交替轮换。自从46亿年前形成以来,它就一直在这样做,而且它将继续这样做,直到世界末日。

加州大学洛杉矶分校的天体物理学家斯玛达尔.纳奥兹解释说:随着它的成长,这颗初生的行星继续通过与太空中的物体发生碰撞,使它得到了让他旋转的能量。因为早期太阳系的所有碎片都是围绕太阳以大致相同的方向旋转的,太阳系的大部分物体也因为和这些碎片碰撞而朝着一个方向而旋转。但是太阳系为什么会旋转呢?太阳和太阳系原本一团尘埃和气体,而物质的形成来自于他们发生的塌缩效应。在它坍塌之前使得气体分子和尘埃颗粒到处移动,但是在某一点上,恰好在一个特定的方向上,一些气体和尘埃移动得更多,于是开始了它的自旋运动。

地球公转为什么会有变化(你知道人类一直生活的地球)(4)

太空物质的旋转速度会随着气体云坍塌而逐渐增加。因为太空中没有阻力,物体一旦开始旋转,它通常会继续做旋转运动。旋转的小太阳系有很多角动量,人们通过角动量描述了物体继续旋转的趋势。科学家猜想:当太阳系星刚成时的所有的行星可能都是朝着同一方向而旋转的。

然而在今天,一些行星已经在它们原来统一的运动方式中加入了它们自己的旋转方式。这些行星的旋转方向是如何形成的至今还是未解之谜。但科学家有一些推测:碰撞可能是导致了金星的旋转翻转的元凶。或者也有可能是随着时间的推移,金星厚厚的云层上受到了太阳的引力作用,再加上其自身的摩擦力的存在,导致了它的自旋翻转。

2001年发表的一项研究表明:金星自转速度的减慢和逆转与太阳和宇宙中其他因素的引力相互作用有关。据《科学美国人》报道:在天王星的例子中,科学家们认为的碰撞,可能是与一块大石头的一次巨大碰撞,或者是与两个不同物体的一来二去的碰撞,使它失去了平衡。"宇宙中物体的基本行为是旋转,小行星、恒星、星系等天体或物质都在旋转"。

地球公转为什么会有变化(你知道人类一直生活的地球)(5)

宇宙中脉冲星是转速度最快的,脉冲星是一种的密集的、旋转的物体。最快的旋转速度在2006年的《科学》杂志上公布,每秒旋转716次。黑洞甚至可以更快。2006年发表在《天体物理学杂志》上的一项研究发现,其中一种被称为GRS 1915 105的行星可能以每秒920到1150次的速度旋转。但事情也会慢下来。当太阳形成的时候,它每四天绕轴旋转一次。而现在太阳旋转一次时间是他原来的六倍。它旋转速度减缓的原因是太阳风和磁场作用的关系。甚至地球的自转也因为来自月球的引力而以一种非常缓慢的方式拉着地球做减速运动。据一篇古代日食的分析报告显示,地球的自转速度慢了大概1.78毫秒每世纪。所以,虽然明天太阳还会照常升起,但可能晚了那么一点。

但是为什么地球是倾斜的而不是垂直于它的轨道平面的呢?科学家试图回答这个问题。主要的共识是,它与地球和太阳系其他行星的形成有关。这段时间的宇宙历史对人类来说仍然是一个谜,但人们确实对发生了什么有一些想法。太阳的诞生在年轻的太阳系中创造了一个新的引力源。年轻的太阳和星云其余部分之间的潮汐力进一步造成了星云中气体和尘埃的不稳定性。这为行星的稳定形成提供了条件。经过数百万年的碰撞,足够多的物质获得了质量和自身的引力,成为被称为星子和原行星的小型行星。小型行星通过碰撞而增大了体积。这奠定了地球最终形成的基础。看起来它可能与另一颗原行星相撞,并在这个过程中发生倾斜。

地球公转为什么会有变化(你知道人类一直生活的地球)(6)

尽管如此,地球的倾斜度是非常重要的。它的位置很完美,所以它给了我们四季,最重要的是,季节几乎完美地校准了生活。与其他行星相比,地球的倾斜使季节不太极端的温度,但相当平衡。与此同时,如果它保持在"完美"的位置,地球的一边会太热,然后太冷。

地球的绕轴运动给我们带来了白天与黑夜,让人们能够合理分配工作与休息的时间,给人们生活产生了巨大的影响。

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