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地球为什么自转?

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online_member 发表于 2023-2-8 07:55:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
角动量是怎么回事?是宇宙形成就有的吗?
online_member 发表于 2023-2-8 07:55:37 | 显示全部楼层
分享个与地球自转相关的资讯~
研究发现:地球自转速度为50年来最快
英国《每日邮报》2021年1月5日报道,为了使原子时与太阳时保持一致,自上世纪70年代以来,共增加了27个“闰秒”。这是因为几十年来,地球完成一次自转的时间略长于24小时,但从去年开始,地球自转的时间已经略短于此。自上世纪60年代以来,原子钟一直保持着超高精度的日长记录。其发现在过去50年里,地球完成一次旋转所需的时间慢于24小时(86400秒)。然而在2020年年中,这一长期存在的趋势被逆转了,现在一天的时长经常短于86400秒。但在过去的12个月里,这一纪录被打破了28次。平均来说,现在一天的时长比24小时整少了0.5秒。

地球为什么自转?134 / 作者:carol17 / 帖子ID:109490
online_member 发表于 2023-2-8 07:55:55 | 显示全部楼层
是因为太阳系形成时的太阳风造成的,以及惯性。

我是无意间看到一篇网文后专门来知乎吐槽来的:“不论是那种永动机,都是违反能量守恒定律和热力学第二定律的!而地球自传是由于地核内发生热核反应产生大量的能量,导致地核外岩浆围绕地核旋转,从而带动地球整体自传”。
这句话前半句是对的,但后面说地核内的热核反应是什么鬼?!

1,太阳和八大行星几乎是同一时间形成的。原始星云绝大多数的物质因万有引力而聚集在中心,高压触发核聚变形成太阳,那时候周围的超新星爆炸,给原始星云带来一些初速,形成自转(请脑补鞭子抽陀螺的画面),日后形成太阳系各星体围绕太阳的公转。
2,此时由于公转、向心力的原因,一些残渣在公转上形成运行轨道,没有被太阳吸进去,这些残渣则吸收周边的物质,形成行星。
3,太阳并不是稳定燃烧的。太阳中心的核聚变会导致太阳有向外“爆炸”的力量,同时引力又导致太阳外层物质死死压住这个力量,从而达到平衡。然而这个平衡是动态的,当引力越大时,太阳中心核聚变越猛烈,向外爆炸的力量就越大,所以太阳其实有点像心脏,是脉动的,时不时爆发一下,并很快被引力压回去,但每次都会抛射出一些轻的粒子,太阳吸不回去了,这些轻的物质会被抛射到比较远的地方被其他星体捕获,所以我们才有太阳风这个东西,所以我们才有极光这个东西,所以八大行星的气体行星都距太阳很远。
4,在太阳系刚形成时,这种脉动是很频繁剧烈的,抛射出来的物质也比较多比较重,我们要庆幸太阳的质量正好合适,如果太阳质量大几倍的话,造成的核聚变力量就会更大,直接把大部分的太阳物质抛射出去,直接就形成了超新星爆炸,也就不会有地球和人类了。这些抛射出来的物质是有初速和质量的,重的元素速度慢引力大,被近处的行星捕获,在捕获时就会对行星产生影响,使得行星也像被鞭子抽过的陀螺一样,形成自转。
5,金星和其他行星的自转方向是不同的。当你吹一颗球时,这颗球的自转方向就是随机的,50%的概率逆时针或顺时针转,但当你吹这颗球时球还在对你公转,那么这颗球的自转方向的概率就会有不同。当球顺时针公转时,球顺时针自转的概率就会大些。这也是为什么地球自转和公转都是自西向东。但金星遇到了特殊情况,不幸地被小行星撞击过,或者是太阳风抛射的重物质不均匀地冲击过,小概率地形成了与众不同的自转方向。

所以简单回答,地球自转是太阳风吹的,由于惯性而持续存在,但由于太阳引力关系而实际逐渐减慢。
online_member 发表于 2023-2-8 07:56:21 | 显示全部楼层
今天想到这个问题,google一下就到了知乎。。。一楼二楼的角动量应该没错,不过不够详细。。。我把NASA的解答放上来吧,应该算详细正解了。
首先需要从太阳系的诞生说起。大约50亿年以前,太阳系整个是一个尘土和气体组成的云团,当这团东西开始坍塌的时候,就成了一个扁平的巨大的盘子样结构。这个盘子一边收缩一边加速旋转;
(个人注:原文没有提及为什么坍塌之前云团是旋转的。我的理解是宇宙大爆炸的时候所有的物质都获得了一个初始的旋转能量,这大概就是角动量?)
续上:就像一个花样滑冰运动员把她展开的手臂收拢以后一样,并且旋转的速度越来越快。云团坍塌的结果是相互邻近的物质聚拢成为星体,每一个星体获得一部分角动量继续自我旋转;中间一团物质聚拢形成太阳;其他没有和太阳聚在一起的物质分别形成行星,月亮,卫星,彗星。之所以所有这些星体都会在几乎同一个扁平的盘子样的空间里绕着太阳转,就是因为他们本来就是从这个盘子中形成的。在星体形成过程中,太阳系中大大小小的东西经常相互碰撞,当年地球年轻的时候,曾经有过一个像火星那么大的东西撞到了地球,把地球的一个角撞飞了,后来这就形成了今天的月亮。这次撞击使得地球自转速度加快,开始的时候是6小时转一圈,那个时候月亮离地球很近。地球自转的速度随后逐渐放缓,同时月亮逐渐远离地球。100年前,地球自转所需的时间比今天快2毫秒。今后地球的自转还会继续类似地逐渐放缓。
online_member 发表于 2023-2-8 07:57:21 | 显示全部楼层
比较常见也是比较容易想到的解释大致就是角动量守恒,但是本身这个理论体系应该没有足够确凿的证据。即使在星云模型下面从开始推导到地球自转,估计也不是一件容易的事情,即使我们知道就是依据角动量守恒。
大致的想一下,做诸多近似之后,描述应该如下:
在圆轨道上运行的球体,假设开始存在轨道共振(比较合理的近似,因为可以认为开始时整个星云各个半径上角速度近似相同),如果该轨道上的球体体积缩小,由于角动量守恒,角速度加快,所以自转角速度与公转角速度开始不同。这样极其粗略的看一下,后来行星稳定态的角速度主要与初始态的质心公转轨道半径和体积缩小倍数以及组成成分(密度分布)有关…… 不考虑天体间相互作用的话……  
这些角动量存在的原因我不知道。
有些产生于暴涨时期,有些可能是后期的扰动。具体的原因不知道。一般为了保险起见,都是用些通用的经典近似来处理。经典处理时,部分来自于自旋扰动(最早的讨论大概是E. R. Harrison, 1970)。
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