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揭开昼夜交替的神秘面纱-科普中国

侠客 发布于 2017-07-04 10:49   浏览 次  

我们每天都在经历昼夜交替,这是由于地球在不停自转导致的。可地球为什么会自转?自转的方向是向哪一方?自转的力是从哪儿来的?地球的自转是不是也在逐渐放慢呢?

地球自转形成昼夜交替

如果太阳和地球都是带电体的话,太阳在旋转的时候,会受到宇宙中心的影响,产生一个很强的旋转电流,这个电流就会产生一个旋转的电磁场。这时的地球也会跟着产生一个感生电磁场,来阻碍太阳电磁场的旋转,这个感生电磁场就推动了地球的旋转,形成地球的自转。

打个简单的比方,花样滑冰运动员双臂伸直时旋转就会变慢,这就是因为旋转体的半径增加了,而角动量守恒,其线速度就必然减小;相反,如果双臂收拢,旋转速度就加快了。正是因为遵循着“角动量守恒”这个奇妙的定律,如今其他行星和各种天体,无一不是自转的。直到哥白尼提出,地球也是一颗行星,围绕着太阳运行的同时,自身则绕地轴自转,人们才理解了昼夜交替的原理。

地球自转的时空变化

约定俗成的地球自转方向

地球的自转方向为自西向东,这是约定俗成的。实际上,是先有地球的自转方向,后有地球的东西方向,即规定地球的自转方向就是地球上向东的方向,因此,人们在地球上看到太阳东升西落,这是相对运动的结果。按规定:从天北极去看,凡按逆时针方向自转的天体,都是自西向东的转动,称为顺向自转;凡是按顺时针方向自转的天体,都是自东向西转动,称为逆向自转。地球是顺向自转。

地球自转的俯视图和侧视图

地球自转的神秘力量

形成太阳系的原始星云原来就带有角动量,在形成太阳和行星系统之后,它的角动量不会损失,但必然发生重新分布,各个星体在漫长的积聚物质的过程中分别从原始星云中得到了一定的角动量,由于角动量守恒,各行星在收缩过程中转速也将越来越快,地球也不例外,它所获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转,地月系统的相互绕转和地球的自转中,这就是地球自转的力的来源。

自转的地球如同转椅上旋转的人

你或许会问:在转椅上旋转的人,最终会因为转动轴的摩擦力而停下来,那地球的自转会不会也在逐渐放慢呢?没错,地球的自转速度也是在不断变化着的,不过远比转椅停下来的原因要复杂。

月球和其他天体的引力会稍稍“拖”住地球,使得地球的自转速度变慢,而地球内部的重物质下沉,可以使地球自转变快。另外,小行星、流星体的撞击,也可以改变地球的自转速度。

地球自转减慢还,与人类的活动有很大的关系,特别是人造地球卫星的发射,其反作用力让地球自转直接变慢,根据动量守恒的原理,这种因素应该是目前造成地球自转变慢的最主要原因了。

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作者: 科学原理一点通