地球是永动机吗?46亿年来,自转从未停止过,它的力量是什么?

小夏 科学 更新 2024-01-31

人类对永动机的追求,可以说是科学史上永远无法达到的终点。

但是你有没有想过我们是否在运行“永动机”?地球已经绕太阳公转了46亿年,并将继续自转,直到它被摧毁。 支撑其旋转的“力量”是什么?

地球自转的原因甚至需要追溯到太阳的形成。

46亿年前,在太阳形成之前,太阳系只剩下一个巨大的原始星云,由大量的气体(主要是氢和少量其他元素)和尘埃组成,漫无目的地漂浮在宇宙中。 突然,有一天,在这个巨大的原始星云附近发生了超新星爆炸。 在超新星爆炸的巨大能量的影响下,原始星云内部某一区域的物质密度增加。

密度增加区域的引力也必须较大,云中气体和尘埃的引力逐渐接近并聚集在该区域。 这导致云的压缩和密度进一步增加。

在原始星云旋转盘的中心,由于压力和温度的增加,核心区域开始变得足够热和致密。 在一定条件下,当气芯温度达到1500万摄氏度左右时,氢气开始发生核聚变反应。 这种核聚变过程释放出形成太阳的大量能量。 太阳的核心不断发生聚变反应,不断释放光和热。

太阳形成后,由于巨大的引力,它吸引着周围剩余的物质围绕它旋转。 在引力的作用下,这些物质逐渐堆积和收缩,逐渐在太阳系中形成恒星,包括地球。 由于角动量守恒,这些旋转物质在地球形成后保持旋转,从而形成地球的自转。

这是目前最广泛传播的关于地球自转原因的假说。 但是,这个假说也存在一些问题,比如根据这个假说的理论,质量越大的行星应该自转得越快,太阳系中的所有恒星都应该绕着一个方向旋转。

但事实并非如此,太阳的质量远大于地球,但它的自转速度却不如地球快。 此外,太阳系中的大多数恒星确实以逆时针方向旋转,但金星和天王星等少数行星以顺时针方向旋转。

正是由于这些逻辑漏洞,近年来提出了关于地球自转原因的假说。 然而,这些假设都不是完美的,它们或多或少是有问题的,所以它们没有被广泛接受。

当然,地球绝不是永动机,虽然它的自转寿命很长,但并不是说它不会停止。

力是改变物体运动状态的东西,没有力,物体的运动状态不会改变。 因此,除非有足够强大的力来动摇地球的动能和角动量,否则地球的自转将继续。

然而,即使是现在,也没有一种力量可以完全结束地球的自转。 但是,总有一些力会对地球的自转速度产生一些影响。

其中最主要的是太阳核和月球在地球上的引力。 引力使地球的海洋和陆地形成周期性的潮起潮落,也就是通常所说的海水的潮起潮落。 由于潮汐的潮起潮落会产生摩擦,它消耗了地球的动能,导致地球的自转逐渐减慢。

同时,由于引力的作用,月球会逐渐远离地球,导致月球绕地球旋转的周期更长。 据估计,地球的自转速度减慢了约17毫秒,月球和地球之间的距离增加了约38厘米。

除了引力,地球的自转还受到其他因素的影响,如大气摩擦、大陆漂移、地壳活动和核试验。 因为这些因素可能会改变地球的质量分布、形状和转动惯量,进而影响地球自转的速度和方向。 例如,2024年,印度洋海啸导致地球自转速度加快约3微秒,地轴倾斜约2微秒5厘米。

然而,事实上,这种影响是缓慢的,可以忽略不计,科学家推测,地球上的生命至少要过数百亿年才能清楚地感受到地球自转速度变化对环境的影响。

探索地球的自转对于我们了解地球的机制和动力学非常重要。 有了足够的地球自转知识,我们就可以了解气候变化、天气模式等自然现象。

同时,通过对地球自转的研究,加深对地球内部结构、地球物理现象以及与其他天体相互作用的认识,对于促进地球科学的发展,提高地球保护意识至关重要。

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