深层探索:地球是永动机吗?为什么可以一直转动几十亿年?( 二 )


现在所有行星的自转轴都不是很正常的 , 而且有几颗星球的自转和公转发生了很大改变 。 比如天王星自转轴倾斜了97.8° , 几乎是躺在轨道上公转;而金星自转方向与所有行星相反 , 且自转周期243天 , 公转周期224.7天 , 自转一圈比公转一圈时间还长 。
研究人员认为 , 这是由于在行星形成初期 , 各个行星都受到了不同天体的碰撞所致 。 而天王星和金星受到的撞击更大一些 , 因此就改变了娘胎里带来天生的自转公转模式 。 我们地球也受到了一颗火星般大小的行星碰撞 , 碰撞的结果是自身质量加大了约1/8~9 , 双方混血生出了一个月球 , 自转轴歪了23.44° , 从此有了一年四季春夏秋冬 。
惯性会让地球一直保持姿态和动量 , 永远运动下去 。由于太空没有任何阻力 , 因此一个天体运动形成后 , 就会一直运动下去 , 这是惯性使然 。 何谓惯性?标准的解释是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质 , 称为惯性 。
怎么理解这个意思呢?就是任何物体都具有保持静止状态或匀速直线运动的性质 , 一个人 , 一块石头 , 一架飞机 , 一颗星球都是这样 。 它们本来的运动状态是什么样子 , 就与一直保持这个状态的属性 , 这就是物体的惰性 。 惯性的大小只与质量相关 , 成正比 。
惯性的改变必须有外力 , 而且只有外力才能改变惯性运动状态 , 否则它们就会一直是那个样子 。 地球自从继承了娘胎里带来的角动量 , 就一直以固定的速度匀速运动着 , 在没有阻力和外力的情况下 , 会一直运动下去 。



但外力改变了地球的运行姿态 , 并且继续改变着 。这个外力就是太阳 。 由于有了太阳这个巨大的引力源 , 地球匀速直线运动的状态被改变了 , 太阳引力想方设法把地球拉进自己的怀抱 , 地球只得努力的挣脱 , 向前奔跑 , 而这个奔跑速度正好与太阳引力拉扯力相抵消 , 这样地球也跑不脱 , 太阳也拉它不过去 , 运行就形成了一个圆圈圈 , 这就是地球的公转轨道 。
为什么所有的行星都正好是公转速度与太阳引力相抵消呢?这就还是娘胎里带来的 , 继承了行星盘的速度而已 。 太阳系刚刚形成时 , 地球靠得太阳更近 , 因此自转速度和公转速度都会更快 , 只有这样才能够抵消太阳引力 。



现在地球还有渐渐远离太阳的趋势 , 这里面有复杂的机制 , 其中有一种机制认为是太阳风的吹拂和太阳引力渐渐变小的趋势 , 导致地球逐步远离太阳 。
【深层探索:地球是永动机吗?为什么可以一直转动几十亿年?】因此地球未来公转速度和自转速度会越来越慢 , 不过这种慢的变化很缓慢 。 有科学研究认为 , 地球自转大概1百年慢1.6毫秒 。 1秒等于1000毫秒 , 要62500年才会慢1秒 , 这样10亿年后 , 地球自转1年就慢了16000秒 , 也就是约4.44个小时 。 这似乎变化不大 , 但有研究认为10亿年后 , 地球自转和公转都会有较大变化 , 在此我们就不讨论了 。

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