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地球自转了45亿年,为何到现在还没有停下来?能量来自哪里?

2020-09-25 15:32阅读(62)

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地球自转了45亿年,为何到现在还没有停下来?能量来自哪里?

首先我们说下能量来自哪里

这里说的能量肯定指的是动能或角动量,那么最初的角动量哪里来的?我们都知道在银河系中有很多活跃的恒星形成区域。而我们的太阳肯定也是众多恒星形成区域中不起眼的一部分。

上图就是我们的银河系,再众多旋臂上的亮点都是恒星形成区域,当然星系中心肯定是最活跃的,因为那里的引力扰动比较大!

恒星一般都诞生于一团分子云中,而最初的分子云是在三维空间中分布的,并不是一个圆盘,但也不是一个完美的均匀的球形,我们称其为三轴椭球体!在分子云内部原子、分子会不断地发生碰撞运动,整个巨大的分子云本身就自带一种缓慢旋转的内在属性。可能微乎其微我们根本无法观察到。

还有一种可能就是,两团分子云也会再引力的作用下形成一种潮汐力矩,并且互相靠近多方,这样也为最初的分子云团提供了内在动量。这是引力势能到动量的转化。很容理解吧。

而获得了动量的分子云,这个三轴椭球体在引力的作用下会在较短的轴上率先塌缩,啪!就像摊煎饼一样,一个形成圆盘就这样诞生了!我们都很了解一个物理定律,也是现实生后中常见的现象,那就是滑冰运动员,当它把胳膊收起来时,转速会加快,这就是动量守恒定律。

气体云的塌缩也一样,由于质量分布的集中,根据角动量守恒定律,此时的行星圆盘会旋转加速,这就是最初旋转能量的来源。

巨大的行星圆盘都转起来了,你还担心小小的地球不转吗?所以太阳系内的行星天体都带有同样的逆时针旋转的角动量,太阳也不例外。

现在说下为啥转了这么长时间为啥不停呢?

在我们日常生活中,转个陀螺,不一会自己就停了。这说明脱落损失了自己的角动量,从哪里损失的?肯定是与地面、空气的摩擦!

从这一点我们就知道为啥地球不停,因为根据能量守恒定律,能量是不会凭空消失,除非发生转移,地球在太空中那是几乎没有摩擦的,而且地球质量如此庞大,旋转惯性也很大,是很难停下来的。

你看,刚才我说了几乎!意思就是想表达地球其实在自转的过程中是由微小的摩擦力的。这就要说到月球了。

潮汐摩擦和角动量传递

地球实际上并没有以恒定的速度旋转,并且每个世纪以大约1.7毫秒的速度在逐渐降低。这似乎是微不足道的变化,但比较有趣的是,地球上古代的生物对一天的时间有不同的认识。

这一切始于45亿年前。在一颗火星大小的行星和原始地球发生了致命的碰撞之后,围绕着炽热的地球形成了熔融撞击碎片环。

经过漫长的岁月,碎片环聚结成了月球,当时月球到地球的距离约地球半径的三倍,刚好超过洛希极限。这是地球的一天仅有4个小时。

随着月球绕地球的运动,两个天体之间交换了角动量。月球的引力吸引海洋,形成了潮汐凸起,旋转更快的地球会受到海水与陆地的摩擦作用。由于这场引力的拉锯战,我们的行星自转就随着时间的推移减慢了。

地球失去的角动量被转移到月球,这一效应也使月球以每年3.8厘米的速度在远离地球。

如今,与背景恒星相比,地球绕其轴旋转一周大约需要23个小时56分钟4.09秒。这称为一个恒星日。目前,月球的平均距离为384,400公里,约为地球半径的60倍。这就是漫长岁月所带来的变化。那么在10亿年内,月球距地球的距离会增加37,800公里,距离地球更远,而地球上的一天要增加4.72小时。当月球到达地球半径的80倍时,预计月球将停止其向外的螺旋运动。

最终,月球将每47天完成一个轨道,而地球每47天自转一周。当这种情况出现时,地球和月亮将被潮汐锁定。因此,在世界的某些地区,一个较小,较暗的月亮将永久地装饰在夜空(白天),而在另一侧只有星星。

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地球自转了45亿年,为何到现在还没有停下来?能量来自哪里?

自从地球诞生46亿年以来,一直围绕着太阳作周期性的公转,同时自身也在绕着地轴自转,这种运动形式在宇宙天体中再自然不过了。如果深入地追溯一下,为何地球会至始至终地发生着这样的运动呢,其提供运动所需要的能量来自哪里呢?

按照牛顿运动定律,任何物体,在没有受到外力或者受到外力合力为零的情况下,会保持着静止或者匀速运动的趋势,即呈现出惯性。地球处在宇宙中运行,每时每刻都要受到太阳和其它星体的引力作用,因此所受到的外力不可能为零,因此只能是所受到的外力合力在一定时间段时保持基本为零的状态,这也是地球能够进行周期性的公转和自转的根本原因。


从地球的公转来看,其在运动过程中势必会受到以太阳引力为绝对主导的“拉扯”作用,这个引力大小,按照万有引力定律,与双方的质量乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。之所以地球没有被太阳的万有引力拉到其内部,主要原因在于地球拥有一定的公转线速度。在公转的过程中,其沿着运行的切线方向行进所造成的“拉远”距离,正好与太阳万有引力对其“拉近”的距离相同,对外表现就是向前行进阻止了向太阳内部的坠落。从物理学上分析就是万有引力正好充当了其围绕太阳公转的向心力,那么与向心力相对应的,我们可以假设出一个离心力来,这个离心力在一定的运行线速度、距离引力源一定的空间距离条件下,正好与万有引力相平衡,确保了地球稳定地围绕太阳进行公转。


无论是地球的公转还是自转,按照能量守恒定律来讲,这个初始速度的获得,必须要有一定的能量输入,这一点毋庸置疑。而能量的来源,则需要追溯到太阳系的形成阶段,也就是距今50亿年左右。那个时期,太阳系内还是被一大团星云物质所笼罩,而这些星云物质则是由上一任质量较大的恒星,在生命末期通过超新星爆发所释放出来的。超新星爆发的能量其中就有一部分转化为这些星云物质的内能,也就是组成星云的星际气体、尘埃物质所具有的动能以及引力势能的综合。在星云中,每个星际气体和尘埃物质内部的原子,都在发生着不同程度地运动,从而表现出相互摩擦和碰撞,最终会使星云在整体上,呈现一种在方向和速率上占据主导优势的运行特征。


这些星云物质团在漫长的引力扰动下,会发生相互的吸引和聚集现象,而在距离质心越短的短轴上,星际物质由引力势能降低而角动量增加所获得的吸引效果就越明显,从而逐渐地将星云物质组成的星云团聚拢成圆盘的形状,越靠近核心区的物质角动量越大,从而形成了围绕这个核心、众多星云物质以不同轨道和不同速度运行的局面。在非常靠近核心的区域,由于所吸聚的物质越来越多,引力也会越来越大,从而使得星云坍缩进行得就越剧烈,从而不断提升核心区的质量,而在星云物质坍缩过程中,在引力势能转化以及物质不断碰撞过程中,热量的积累、压力的积聚也会越来越高,在量子隧穿效应的作用下,在较低的温度-1000多万摄氏度时,就激发出了“温和”的核聚变反应,太阳就这样形成了。


在太阳的形成过程中,其围绕核心运行的众多星云物质已经具备了相应的角动量。而没有被太阳吸引的物质,在围绕太阳公转的过程中,也会相应发生着引力扰动和相互碰撞聚合的情况,经过几亿年的酝酿,从而在与太阳不同距离的各个轨道上形成了固态行星和气态行星。这些聚合的星际物质,其原有的角动量不会平白无故消失,而是被形成的行星成继承,成为行星自转的能量源泉,奠定了行星现在自转速度的重要基础。


在后来行星的演化发展进程中,其自转速度、自转倾斜角度还会受到其它天体的干扰影响,比如较大质量星体的撞击,就会在一定程度上严重影响星体的自转速度,根据碰撞的方向和力道,有可能使行星自转速度增加或者减少,以及引发自转轴的倾斜,甚至倒转情况的发生。像太阳系内众多行星不同的自转倾斜角度、金星格格不入地相反自转方向、天王星“躺着”自转等,都极有可能是受到大质量天体的撞击所形成的。


解决了行星自转的能量来源问题,那么我们再来看一下自转为何没有停下来。造成这种现象的主要原因,在于行星在宇宙空间中的运行,所受到的阻力实在是太过于微小了。我们对小行星坠落地球印象深刻,当它们冲入地球大气层之后,会与大气层中的大气分子发生剧烈摩擦,产生的高温会瞬间将周围空气等离子化,我们从地面上看来就像燃烧起来了一样。在太空环境中,星际气体与地球大气层中的气体密度相比,差距实在是太大,每立方厘米才仅有零点几个原子存在,地球在这样异常“稀疏”的星际空间中运行,所受的阻力与其强大的动能相比完全可以忽略不计。


因此,对于地球来说,能够影响其自转速度的因素并非是星际空间中的气体,而是月球和太阳的引力,地球与其它行星表面一个非常明显的不同,就是拥有广阔的海洋,由于海水具有流动性,其在外部引力作用下产生的形变,要比岩石等固态岩石明显得多。虽然月球的质量较小,但由于它与地球的距离很近,因此,它对地球海水的潮汐力要比太阳还要大6倍左右。


从地球的自转来看,其自转角速度远大于公转角速度,也远大于月球的公转速度,因此来自月球和太阳的引力,会将地球表面的海水向着反方向“拉扯”,从而使海平面在部分区域发生隆起,然后海水在重力势能的影响下,隆起的海水又有向着其它区域回落的趋势,因此就产生了涨潮和落潮现象。在反复的潮涨潮落的作用下,海水与海底岩石以及海岸发生着周而复始的摩擦,在一定程度上起到了给地球自转“刹车”的作用。


据科学家们研究,地球在刚诞生时自转周期仅为4个小时左右,目前已经下降到24个小时。随着地球自转速度的减小,角动量的损失逐渐被月球所继承,月球的公转速度会相应变慢,距离地球的轨道也会越来越远,预计在8-12亿年之间,月球的公转速度会达到和地球自转速度相同的地步,大约为46天左右,届时地球的自转速度将不再变慢,月球与地球的距离也将被固定下来。

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地球自转的能量来自地球形成的旋转,由于地球包括外层空气。处在真空之中,没有摩擦力。地球靠惯性旋转到现在,还会旋转几十亿年,直到被太阳吞噬。你如果你螺旋上升到达太空,你也会一直旋转,并且旋转速度不变,直到你降落到别的星球。所以你不要去太空玩,旋转会让你的方位紊乱,分不清东南西北,还会头晕很难受。一不小心到了太阳会被烧成灰烬。千万不要去太空玩。

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地球是太阳磁场里的超导体,公转与自转都受磁场力的控制;如果地球的自转或公转“戛然而止”,变化的磁场会产生强烈的“电磁波”,发生爆炸。

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没停下来是因为没踩杀车,转疯了

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换个思维方式:既然地球已经自转了长达45亿年之久,为什么现在要停下来呢?

地球之所以能一直自转45亿年,简单说就是一种惯性作用,而要改变这种惯性作用,必须有力的作用才行,这不就是我们上学时所学的牛顿第一定律吗:任何物体都将保持匀速直线运动或静止,直到有外力迫使它改变运动状态。

虽然地球自转不是匀速直线运动,但同样可以认为是一种惯性作用,概念任何物体的惯性运动都需要力的作用。

地球所处的太空几乎是真空状态,没有任何物质和力量阻止地球的自转,再加上地球质量非常巨大,惯性当然也非常大,要想改变这种惯性,哪怕改变一点点,都需要极大的外力才行。比如说小行星的撞击就可能改变地球的自转速度,科学家们认为月球的出现就是因为一颗火星大小的行星撞击了地球,这个事件也改变了地球的自转速度!

同时,即使没有非常猛烈的宇宙事件,在自然情况下,地球自转的速度也确实在越来越慢,不过变慢的速度非常不明显,需要上亿年的时间才能感受到。比如恐龙时期地球上的一天只有19个小时,说明那时的地球自转速度相对较快!

地球自转了45亿年需要能量吗?并不需要,完全是一种惯性作用。鉴于地球有开端(大约45亿年前),地球形成时为何会自转呢?简单讲,与太阳自转息息相关,太阳形成过程中的角动量分配给了地球一部分,根据角动量守恒,地球也会自转。

太阳为何会自转?因为引力的不平衡,微观上讲因为微观粒子的自旋属性。继续刨根问底,一切都原因宇宙大爆炸的力量!

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人类文明认知存在着各种错误,以人类自己理论去解释宇宙中万物,那肯定是错的无法理喻。

第一个重要的问题,人类文明至今还没有得到任何获悉,那就是宇宙中的一切运行并非是以理来运动。那就是说宇宙的运行并非是人类的理式运动。

人类一直错误的认为宇宙中的一切都是可以用理论解释 。结果千万年人类文明至今,也没有得到过这个宇宙中的任何真谛 ,可见以理来解释万物那真是幼稚异常。

倘若一个宇宙真的是可以用理来解释,那么宇宙一定应以理来形成万物。那么明天一切的发生应在理论之中,可是亿万人类文明发展,讲理到现在都没有人肯定了明天之事,结果呢?只能是留下各种这样那样的胡乱猜测。即使如此人类千万年来的错误也从来没有人突然反应过来,一错再错继续走自己那种选择错误的老路。

如果宇宙并不是以理来形成万物,那么人类文明又是否完全可以以理来解释万物呢?回答应是肯定那是完全不可能。

一个宇宙的存在完全不是理中的东西,人类企图以自己探索得到的片面编织的理论来解释宇宙中的一切,那又是否是完全徒劳?

地球自转45亿年,为什么不停下来,能源从哪里来?这样的问题本身已经渗透人类自己刻意的认知理论。宇宙中万物本身没有什么能源存在,星球也没有存在什么自转,那都是人类一厢情愿的自我解释理论。这样的探索理论本身就不正确,那回答的结果肯定也是同样的异常糊涂。

在人类的眼里宇宙中万物都是存在着各种运动,实际在宇宙的本身而言都是丝毫静止不动,你说它根本就是一动不动又怎么去叫它停下来呢?

现在大多数人还错误的认为宇宙是在不停的运动。其实人体也跟宇宙有所相同,那么我们人体中的那些物质真的在不停的运动吗?显然宇宙形态与人体形态基本相同都是静止不动的才是,人体十分密集大家都知道根本不存在什么粒子会在我们人体中随便掉下去,宇宙在人类的眼里星球之间似乎存在着一点什么距离,那只是人类自己认知的想象。宇宙异常大才有人类眼睛中的星球间存在着很远的距离,其实对宇宙而言它的实体密的完全比人体还密集千百万倍。没有任何需要你的担忧它的能源会消耗已尽,也没有必要用你的思维去想象,地球自转会停止,人类从来没有发现那些细胞中的粒子都不会运动了。

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这个问题不是一般人能糊弄过去的,还是要有专业人士来回答。

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地球自转的能量来源于它自身具有的原动能量,这是物质的固有属性,地球也不例外。它一直转到太阳肚里,熔于太阳,与太阳物质同步。

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来自自身及外部。