地球為什么會旋轉(zhuǎn)?從初生太陽系擁有巨大角動量說起

2018-08-29 10:39:22 來源:新浪科技作者:佚名 人氣: 次閱讀 821 條評論

北京時間8月29日消息,據(jù)國外媒體報道,地球自46億年前誕生以來,便日日旋轉(zhuǎn)不休,為世間萬物帶來日升日落,直到太陽在若干年后化為紅巨星、將地球吞噬殆盡為止。但話說回來,地球為什...

北京時間8月29日消息,據(jù)國外媒體報道,地球自46億年前誕生以來,便日日旋轉(zhuǎn)不休,為世間萬物帶來日升日落,直到太陽在若干年后化為紅巨星、將地球吞噬殆盡為止。但話說回來,地球為什么會自轉(zhuǎn)呢?地球是由圍繞著初生太陽的氣體與塵埃盤形成的。

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在這個不斷旋轉(zhuǎn)的塵埃盤中,星星點點的塵埃與巖礫漸漸聚集到一起,逐漸形成了地球。加州大學洛杉磯分校天體物理學家斯瑪達爾·那奧茲(Smadar Naoz)解釋道,隨著新生的地球漸漸長大,太空巖石不斷與之相撞,使地球開始旋轉(zhuǎn)。由于早期太陽系中的所有物質(zhì)幾乎都沿同一方向圍繞太陽旋轉(zhuǎn),受到這些撞擊的影響,地球也開始朝這個方向旋轉(zhuǎn)。

但太陽系一開始又為何會旋轉(zhuǎn)呢?太陽和太陽系都是在一團氣體塵埃云在自身重量的作用下發(fā)生坍縮形成的。其中大多數(shù)氣體都凝聚成了太陽,其余物質(zhì)則形成了圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的氣體塵埃盤。在發(fā)生坍縮之前,氣體分子和塵埃粒子一直在四處運動,但到了某個特定時間點,部分氣體和塵埃碰巧朝某個方向移動了些許,使整個系統(tǒng)開始旋轉(zhuǎn)。而當氣體云坍縮之后,氣體云的旋轉(zhuǎn)便會隨之加速,就像花樣滑冰選手夾緊胳膊和腿之后、便可以轉(zhuǎn)得更快一樣。

由于太空中沒什么東西阻礙它們的運動,一旦開始旋轉(zhuǎn),就會一直旋轉(zhuǎn)下去。這個初生的太陽系擁有巨大的角動量。而物體的角動量越大,就越容易維持繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的趨勢。因此當太陽系形成后,可能所有行星都是朝著同一方向旋轉(zhuǎn)的。

然而,如今部分行星的旋轉(zhuǎn)方向已經(jīng)發(fā)生了改變。例如,金星的自轉(zhuǎn)方向與地球相反,天王星的自轉(zhuǎn)軸則傾斜了90度。金星可能是受到了一次巨大的撞擊,導致自轉(zhuǎn)方向發(fā)生了翻轉(zhuǎn)?;蛘咚趧傞_始時與其它星球的自轉(zhuǎn)方向相同,但受到太陽引力的拉扯、再加上金星地核與地幔之間的摩擦力,自轉(zhuǎn)方向便逐漸反了過來。2001年發(fā)表在《自然》上的一篇研究指出,金星與太陽之間的引力作用和其它因素可能會導致金星自轉(zhuǎn)速度減慢、最終自轉(zhuǎn)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。

至于天王星,科學家認為它可能撞上了一塊巨大的巖石、或者受到了兩個天體的雙重撞擊,結(jié)果把它撞得“仰面朝天”。

雖然存在這樣那樣的區(qū)別,但太空中的一切物體都會朝著某個方向旋轉(zhuǎn)。“旋轉(zhuǎn)是宇宙中物體的基本行為。”那奧茲表示。

例如,小行星會旋轉(zhuǎn),恒星會旋轉(zhuǎn),星系也會旋轉(zhuǎn)(據(jù)NASA稱,太陽系需歷經(jīng)2.3億年才能繞銀河系旋轉(zhuǎn)一圈)。宇宙中旋轉(zhuǎn)最快的天體為脈沖星,即巨大恒星死亡后的殘骸。有些脈沖星的直徑只有一座城市那么大,但每秒可旋轉(zhuǎn)數(shù)百圈之多。其中最快的一顆名為Terzan 5ad,每秒可旋轉(zhuǎn)716圈。

黑洞甚至還能轉(zhuǎn)得更快。2006年的一篇研究稱,有一個名為GRS 1915+105的黑洞,每秒可旋轉(zhuǎn)920至1150圈之多。

但天體的旋轉(zhuǎn)速度也會逐漸放慢。那奧茲稱,當太陽剛剛形成時,每四天便可自轉(zhuǎn)一圈,但如今則需25天才能完成一次自轉(zhuǎn)。這是因為太陽磁場會與太陽風發(fā)生相互作用,導致自轉(zhuǎn)速度減慢。

就連地球也不例外。月球的引力會導致地球自轉(zhuǎn)逐漸放慢。2016年對古代日食的一項分析顯示,地球自轉(zhuǎn)速度在過去的2740年中減慢了約6小時,相當于每個世紀增加1.78毫秒。

所以,太陽明日仍會照常升起,只是會稍稍晚了那么一點兒而已。