還不知道吧?告訴你地球為什麼會旋轉

還不知道吧?告訴你地球為什麼會旋轉

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地球每天自轉一次,使日出和日落成為地球上日常生活的一部分。自從46億年前形成以來,它就一直如此,直到世界末日——很可能是太陽膨脹成一顆紅巨星并吞噬了地球,但它為什麼會旋轉呢?地球是由圍繞新生太陽旋轉的氣體和塵埃組成的圓盤形成,在這個旋轉的圓盤中,塵埃和岩石碎片粘在一起形成了地球。加州大學洛杉磯分校的天體物理學家Smadar Naoz說:隨著它的成長,太空岩石繼續與這個新生行星相撞,產生了推動它旋轉的力量。

由於早期太陽系裡所有的碎片都以大致相同的方向繞著太陽旋轉,這些碰撞也使地球以及太陽系裡的大多數其他東西——向那個方向旋轉。但是為什麼太陽系一開始就在旋轉呢?太陽和太陽系是由一團塵埃和氣體由於自身重量而坍縮而形成的。大部分氣體凝結成太陽,而剩下的物質進入周圍形成行星的圓盤。在坍塌之前,氣體分子和塵埃粒子到處移動,但在某一時刻,一些氣體和塵埃碰巧在一個特定的方向上移動了一點,使其旋轉。

當氣體雲坍縮時,氣體雲的旋轉加速——就像花樣滑冰運動員把胳膊和腿塞進去時旋轉得更快一樣。因為沒有太多的空間可以讓物體慢下來,一旦物體開始旋轉,它通常會繼續運動。在這個例子中,旋轉的嬰兒太陽系有很多角動量,這個量描述了物體持續旋轉的趨勢。因此當太陽系形成時,所有的行星可能都在同一個方向旋轉。然而今天,一些行星在運動上有了自己的自旋。金星的自轉方向與地球相反,而天王星的自轉軸呈90度傾斜。科學家們不確定這些行星是如何形成的,但他們有一些想法。

對於金星來說,可能是碰撞導致它的自轉翻轉。或者它開始像其他行星一樣旋轉。隨著時間的推移,太陽對金星厚厚的雲層的引力作用,再加上金星地核和地幔之間的摩擦,導致了自旋的翻轉。2001年發表在《自然》上的一項研究表明,引力與太陽和其他因素的相互作用可能導致金星自轉減慢並逆轉。就天王星而言,科學家們認為撞擊:一次巨大的撞擊或者一次兩次多次撞擊(兩種不同的物體)會使它失去平衡。

儘管有這些干擾,太空中的一切都在向一個或另一個方向旋轉,旋轉是宇宙中物體的基本行為。小行星旋轉、恆星旋轉、星系在旋轉,太陽系需要2.3億年才能完成圍繞銀河系的一個循環。宇宙中一些速度最快的物體是密集旋轉的脈衝星,脈衝星是大質量恆星的屍體。一些脈衝星的直徑相當於一個城市的大小,每秒可以旋轉數百次,2006年《科學》公布的速度最快的每秒旋轉716次。黑洞甚至可以更快,2006年發表在《天體物理學》(Astrophysical Journal)上的一項研究發現,其中一種名為GRS 1915+105的粒子可能每秒旋轉920到1150次。

但事情也變慢了,當太陽形成時,它每四天繞軸旋轉一次。但是今天,太陽旋轉一次大約需要25天,它的磁場與太陽風相互作用,減慢了旋轉(也就是角動量損失了)。即使地球自轉減慢,來自月球的引力以一種稍微減慢地球速度的方式吸引著地球。2016年發表在《皇家學會學報》(Proceedings of the Royal Society A)上的一篇關於古代日食的文章顯示,在過去的2740年里,地球自轉減慢了大約6個小時,在一個世紀的時間裡,只有1.78毫秒。所以,雖然明天太陽會升起,但可能會晚一點。

博科園-科學科普|文:Marcus Woo/Live Science

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