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地球为什么会自转,地球为什么绕着太阳转?

漫步宇宙 2018-08-31 22:51:16 阅读:

地球每天环绕它的轴旋转,迎来日出日落。自46亿年前形成以来,地球便一直处于旋转状态,未来仍将如此,直至生命的终结,例如太阳膨胀成红巨星并吞噬地球。作为地球居民,你知道地球为什么旋转吗?

地球为什么会自转,地球为什么绕着太阳转?

地球,人类的唯一家园

地球在环绕新生太阳的气体-尘埃盘内形成。在这个旋转盘,尘埃和碎石不断积聚,最后形成地球。加州大学洛杉矶分校的天体物理学家斯马达尔·纳兹表示,在地球生长过程中,太空岩石不断撞击这颗新生的行星,所产生的能量导致地球旋转。由于早期太阳系内的所有碎片都以几乎相同的方向环绕太阳,遭受撞击的地球以及太阳内的其它绝大多数天体也都沿着这个方向旋转。

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艺术概念图,一颗年轻类日恒星周围的气体-尘埃盘。行星便在这个物质盘内诞生

太阳系为何从诞生之初便处于旋转状态?太阳和太阳系在一个巨大的尘埃-气体云因自身重量发生塌陷时形成。绝大多数气体聚集在一起,形成太阳,余下的物质进入周围的行星形成盘。在这个盘塌陷前,气体分子和尘埃颗粒到处移动,但在一个特定点,某些气体和尘埃开始趋向于一个特定方向,最终让这个物质盘旋转起来。这个气体云随后发生塌陷,旋转速度加快,就像花样滑冰选手缩起双臂和双腿,加快旋速。

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太阳系

由于太空内缺乏阻力,一旦天体开始旋转,基本上就再也停不下来。旋转的婴儿太阳系拥有大量角动量(一个用于描述物体保持旋转趋向的量)。在太阳系形成时,系内的所有行星都可能沿着相同的方向旋转。在当前的太阳系,某些行星在旋转方面“特立独行”。金星的旋向与地球相反,天王星的旋转轴倾斜90度。

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金星全景照

科学家并不确定金星和天王星如何演变成今天这样,但他们提出了一些假设。金星可能与一颗天体发生对撞,改变了它的旋转方向。另外一种可能性是,它的旋向一开始与其它行星相同。但随着时间推移,太阳对金星厚重大气层的引力拖拽以及地核和地幔之间的摩擦,最终导致旋向翻转。

2001年的一项研究指出,与太阳之间的引力交互以及其它因素导致金星的旋速逐渐减慢,最终逆向旋转。至于天王星,科学家认为天王星可能与一颗巨大的太空岩石发生猛烈对撞,或者连续遭到两颗不同天体的撞击,最终被“撞弯了腰”。

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天王星的真彩色照片,由“旅行者2”号1986年拍摄

诺兹称尽管存在金星和天王星这样的特立独行者,太空内的所有天体都沿着一个或者另一个方向旋转。“旋转是宇宙天体的一个基本行为特征。”无论是小行星、恒星还是星系,都处在旋转状态。太阳系环绕银河系旋转一周需要2.3亿年。

致密的脉冲星是宇宙内旋速最快的天体之一。它们是大质量恒星的“尸体”,直径与一座城市相当,每秒可旋转数百周。2006年《科学》杂志报道了旋速最快的脉冲星Terzan 5ad,每秒旋转716周。黑洞的旋转速度更快。根据2006年进行的一项研究,黑洞GRS 1915+105每秒可旋转920到1150周。

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地月合照

天体的旋转速度也会减慢。形成之初,太阳每4天旋转一周,现在则需要25天左右。诺兹指出太阳磁场与太阳风之间的交互减慢了它的旋速。地球的旋速也在减慢。月球引力拖拽地球,导致地球旋速减慢。根据2016年进行的一项分析,在过去的2740年,地球的旋速减慢了大约6小时,每世纪的1天时间增加1.78毫秒。所以,明天太阳还会照样升起,但要晚那么一点点。

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