地球为什么一直可以转?谁提供给它的动力?:角动量不为0,所以它可以一直转。地球自诞生之日起,就在旋转,就携带巨大的角动量。角动量是什么?在物理学中,它是
地球自诞生之日起,就在旋转,就携带巨大的角动量。
角动量是什么?
在物理学中,它是和物体到原点的位移和动量相关的物理量。它表征质点矢径扫过面积速度的大小,或刚体定轴转动的剧烈程度。
什么意思?不懂没关系,你只要知道,旋转的物体都有角动量,它的角动量都不为0。
它等于动量(mv)×半径(r),
考虑地球的半径是固有的,动量等于质量乘速度,地球的质量也是真实存在的,速度就是自转速度。
地球的角动量减少,是有目共睹的,最早的发现来源于生物学的研究。
科学家通过数活化石珊瑚虫的壳上长出的碳酸钙条带人们会知道:
为什么会减小?简单来说就是地球在月球和太阳的引力作用下形成的潮汐力就像刹车片一样,不断地消耗地球自转的能量,最终的结果就是地球的一天变的和一个月一样长。
这时候地球和月球都互相潮汐锁定,永远以一面相对,但它们还是在自转,只不过变慢了。
有其他问题请留言评论,谢谢。
根据现代天文学理论,太阳系是由所谓的原始星云形成的。原始星云是一大片十分稀薄的气体云,50亿年前受某种扰动影响,在引力的作用下向中心收缩,经过漫长时期的演化,中心部分物质的密度越来越大,温度也越来越高,终于达到可以引发热核反应的程度,而演变成了太阳。
在太阳周围的残余气体则逐渐形成一个旋转的盘状气体层,经过收缩、碰撞、捕获、积聚等过程,在气体层中逐步聚集成固体颗粒、微行星、原始行星,最后形成一个个独立的大行星和小行星等太阳系天体。
物理里面有个角动量守恒定律 ,即一个转动物体,如果不受外力作用,它的角动量就不会因物体形状的变化而变化,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。
从量子学来看这个问题就好解释了,把太阳看成为原子,金水土(地球)火木星看成它的电子。其它三个星看成质子。就构成了物质结构一一分子。所以太阳系只是宇宙中的一个分子,亿亿万个太阳系只是组成了你家厨房大理石操作台,不可想象吧,从宏观上说我们太阳系只是宇宙中的一个分子,宇宙只是一块很大的石头。为什么说是石头呢?因为只有石头里才能包含有水,矿石等。那大家会问,那我们看见的光,空间怎么来的?这就是我要说到的重点了。微观世界与宏观世界。别想了,微观,宏观都是平等的。所以我们只是在一个分子空间,分子空间有电有水有矿物质就正常了。所以我们能感受到太阳能量,雷电现象。更正一下,现在地球是代表水元素第三位的。为什么说我们要飞出地球,到别的星系要用光年计算呢?因为我们人类只是在一个分子中,要脱离出分子,那你还能生存多久?要星际旅行,就德再创造或再复制出一个分子一一太阳系,你觉德可能吗? 又有人会问,那我们所看见的光和空间怎么会在石头里?我们看到的石头不可能里头有光,空间到可以,因为密度。微观这个世界,再把你面前的一粒沙子,用显微镜看,放大到能看到它含的水,再放大到看到它的分子;再放大,原子,空间,电子,质子。是不是都出来了。所以一沙一世界,就是这么来的。宏观叫宇宙,微观叫世界,宇宙和世界也就不可用大小比较了。小中能看到大,大中能见小,那你就成神成佛成道了。对这个世界奶至宇宙俗话称看破红尘,还有啥大不了的,人相对于地球连个电子质子都论不上,都算不上微生物,跟本就不算个东西。整天自觉是个物的,多自大啊。
不应这样问,应问是什么力使地球开始转动?但真这样问就谁也答不出来。为什么不能这样问呢?因为物体的运动不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,只要不受外力作用,运动作的物体会一直运动下去,静止着的物体会一直静止着,直到有外力改变它的这种状态为止。这不是永动机,而是一切物体都具有的本性一一惯性。地球一旦转动起来后,自转就不受任何力作用,公转则一直受太阳引力作用,这是使地球公转的向心力,这个力只是不断改变地球运动方向,不改变运动速度的大小。任何天体都在运动,都是这样的。
我们这个宇宙有一个最基本的物理定律叫做角动量守衡定律,大意是说一个不受外力作用(或外力的合力为零)的旋转系统其角动量保持初始状态不变。
我们的地球加上在引力作用范围内的月球和太阳,共同组成了一个旋转系统,该系统作为宇宙的一份子,当然遵循角动量守衡定律的支配。
也就是说在日地月系统中,地球的自转和公转一旦确立,在没有外来干扰的前题下,将保持初始的状态一直这么转下去。
请注意,重点在“外来干扰\"四个字上,这个外来干扰指的就是外力,因为地球是在接近真空的环境中运行的,几乎没有什么外力,所以其自转和公转实际上没有受到什么防碍,地球自转公转了几十亿年,至今它还是这么马不停蹄地转来着。
但是严格说来干扰还是有的,只是这个干扰不是来自系统外部而是来自日地月旋转系统本身,具体说来就是月球和太阳的引力施加给地球的潮汐作用。
地球潮汐作用的直接后果就是地球的自转变慢,尽管这个变慢的过程非常缓慢,十多亿年也就一天慢了几小时,但却是实实在在的持续变慢。
地球自转虽然在持续变慢,但日地月旋转系统总的角动量却并没有改变,地球因自转变慢而损失的那部分角动量实际上已经转移到了月球上,造成月球每年远离地球3.8厘米。
系统的角动量守衡在我们生活中随处可见,我们去溜冰场看看便知,滑冰演员表演冰上旋转时,双手和脚摊开时旋转半径大,此时就转得慢些,双手和脚并拢时旋转半径小,这时就转得快些,其实这个演员前后总的角动量都是一样大的。
地球早期角动量的形成过程也类似溜冰者的冰上旋转。
五十亿年前原始太阳系星云的形成过程中,由于引力的作用,星云中心99%的物质凝聚成了原始太阳,外围部分则凝聚成行星盘。行星盘继续塌缩,其中离原始太阳1亿5千万公里处行星盘物质比较集中,各处松散物质逐渐向一起聚集,慢慢形成了原始地球,所以原始地球是在聚集过程中把远处物质的角动量集中到了一起,形成了地球的初始角动量。
以上啰里巴嗦只回答了问题的一半,即地球为什么一直可以转?接下来回答谁提供给它动力?
这个问题如果放到一百多年前是没有人能够回答得了的。是啊,不光是地球,宇宙中那么多的星系啊恒星啊行星啊,它们没有一个不在运动中,天地间所有的星星最初的角动量都是从何处来的呢?那时候不光普通人回答不了,就连经典力学的祖师爷牛顿都一筹莫展,到后来把牛顿逼急了,他竟然把球往神的身上踢,说什么这都是神的第一推动力干的。
现在我们知道了。
地球自转的动力(角动量)来自原始太阳系星云的角动量分配。
原始太阳系星云的动力,来自银河系第一批超新星的爆炸。
银河系第一批超新星的动力,来自于宇宙第一批星系的形成。
宇宙第一批星系的动力,来自于137亿年前的宇宙大爆炸。
宇宙大爆炸的动能,来自于大爆炸原点…打住!现有物理定律到此为止,再往前搜寻毫无意义。
这一题本不该回答,因为科学界没有权威解释。但科学都是需要大胆假设的,今天就大胆假设一下。
力的作用是相互的,地球有公转和自转两种转动。公转是指地球围绕太阳旋转,自转是指地球自身转动。
航天器摆脱地球引力进入太空需要第一宇宙速度。进入太空后只需要相当小的力就可以实现自身飞行,但是还有地球的引力,让它围绕地球旋转,而不至于脱离轨道飞入太空。就相当于地球和太阳的关系。
地球本身有围绕太阳转动的力,这种力量或许来自于宇宙大爆炸,而这个力度刚好不能脱离太阳的引力,所以地球围绕太阳旋转,实现了公转。
至于地球的自转,可能是因为月球的关系。此时月球和地球的关系,就如同地球和太阳的关系。
往大了说再来看银河系,可能也是这种运动原理。
再来说个题外话,第二宇宙速度。当航天器达到第二宇宙速度,就会脱离地球的引力飞向太空,围绕太阳旋转而成为太阳的卫星。假设有一天,一个巨大的行星撞向地球,给了地球一个脱离太阳引力的力,那地球很可能就会脱离太阳。离开太阳系,独自飘向太空,成为另一个有生命的行星。所以太空中的行星很有可能是恒星毁灭,而独自飞向太空的另一个地球。
地球为什么会自转,这个问题是困扰牛顿后半生的一个问题,他最终也没想出为什么会自转,最后他无奈的的得出结论,地球是被上帝踢了一脚,这当然是个笑话,地球的为什么会自转确实令人难以理解。
目前有个别的假说,是当地球形成之初,还是一团星座,由于重力快速的塌缩,就如同水流进下水道一样,产生快速的旋转,速度非常快,力量也大,随着时间的推移地球慢慢形成,但是旋转的力量没有消失,那时的地球快速旋转,自转的周期大概是6小时,随着时间的推移地球的速度越来越慢,在五亿年前的寒武纪地球的自转周期是21小时,已经很接近现在的时间,地球的自转的速度会随着时间越来越难,也就间接证明了,地球自转的初始力量是星云塌陷的引力造成的。
地球的自转的原因,目前仍是讨论的热点,没有最后的定论,一切都是猜想,还需要时间证明这一物理现象。
无转动不世界,无转动不宇宙!时空万物皆因转动而诞生,不管是小到基本粒子,原子分子,大到行星恒星,再广到星系,星系群,均是自身绕轴转动,又彼此间互绕转动。星系群的转动由星系决定,星系的转动又由恒星系统决定,地球作为太阳系的一颗行星,其转动的快慢,转轴方向和绕行大小,则是由太阳系形成初期的形态决定的,追根溯源太阳系的馄钝阶段则是由组成的物质分子原子粒子的互转和自转决定,从惯性的角度而言,转动一但形成,就会永不停息,这就是本题答案,但最初最原始的转动从何而来?现今理论物理只考虑了物质与反物质间的电荷守恒关系,没有考虑物质转动惯量守恒的问题。也许在我们宇宙的镜像存在另一个宇宙,他们的转动与我们正好相反,一切皆转动与一切皆反转相伴而生,如此才能解释地球转动的原动力所在。
对于地球为什么一直可以转?谁提供给它的动力呢之话题,我个人的观点认为,地球能有公转和自转双重运动物理现象,是与自转太阳的磁场有着密切的联系,是由太阳磁场的圆周牵引力作用所提供的动力来源。为什么会这样说呢?
因为,太阳是太阳系物质运动的主体,巨大质量的太阳拥有一个不可视见的磁场存在,太阳磁场涉及的空间范围,就是太阳系的太空间范围,有磁场的存在,就必然会有磁力线圈区间性现象的自然存在,而存在于太阳磁场之中不同距离之区间性的磁力线圈,就自然会形成为太阳系的行星运行轨道,太阳磁场拥有多少个稳定性的磁力线圈,太阳系就会有多少条行星运行稳定性的天然轨道。
太阳的自转运动,会连带性地牵引着其巨大的磁场进行圆周循环运动,会对目前太阳系太空间形成在各自轨道上的各类行星天体,能在真空失重状态下产生圆周循环的应力作用,会使太阳系空间存在的所有卫体物质,都能围绕着太阳自转的方向而进行圆周循环运动,这种圆周循环运动对于地球来说,即是地球的公转运动现象。此外,地球的公转运动过程,不是直线运动的,而是圆周循环运动,与地轴直线会产生有约为23度的交角现象,会使地球出现持续角动力现象的情况发生,从而导致了地球自转运动的惯性物理现象。
以上所述,就是地球为什么一直在转的原因所在,是太阳磁场的圆周牵引力作用所提供的动力来源。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的对,希给个点赞并关注我,可阅读到我相关科学领域前沿上千个的原创答题,欢迎大家一起来讨论和学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)
这个问题,是非常复杂的,需要求助多个科学原理与定律与定理。我最后给答案。
先搞清地球最大可能的成因,然后地球自转的原因则迎刃而解。
▲漂浮(旋进)在广袤无垠空间的宇宙尘埃粒子
首先,我们相信一个古老的哲学:聚则成器,散则成气。这个理念,并非想当然莫须有的,而是从无数自然现象总结出来的。由此我们联想:地球的成因有两种可能:
地球要么“化大为小”:
换言之,地球是某个恒星衰变的残骸。可是,如果地球是恒星变来的,这就引发了一连串的问题:恒星来自何处?如果是超新星爆炸,那么超新星来自何处?如果来自黑洞,黑洞来自何处?显然这是一个死逻辑。
这又使我们联想一个著名的经典问题:“先有鸡还是先有蛋?”,这个问题显然无法通过实证来回答,但是逻辑可以回答:
简单聚合成复杂,复杂化解为简单,成长总是从小到大,衰变总是从大变小,即:
小→大→小→大...,不能倒置:大→小→大→小...,换句话说,时间不能倒流。
因此,我们相信“先有蛋后有鸡”。不过,这个蛋最初没有壳,而是由氨基酸变来的。
地球要么“积小成大”,即地球是由宇宙尘埃、低温等离子体之类不断吸积而成。这是我们唯一的抉择。
地球成因于积小成大法则,是毫无疑问的。可问题是,这个“小”究竟小到什么程度?这个是无法验证的。只能通过现有观测的现象,先给出一个公设,以便建立自洽的一个逻辑链。
我们知道,地球近1000千米的大气层密度梯度成急遽递减的态势,50千米高主要是空气分子,越来越高越稀薄,出现自由原子与低温等离子体,到了地球1万千米左右的内辐射带,多有自由质子。到了4万千米左右的外辐射带,多有自由电子。到了150万千米的背景微波辐射带,多有7.35厘米左右的电磁波。
可见,地球外空间的质密梯度递减分别是酱紫的:分子炁→原子炁→离子炁→质子炁→电子炁→光子炁→场量子炁(混沌或炁)。
有一点可以肯定:电子与质子是极其稳定的基元粒子,光子是能密多变的场量子,其余粒子都会随着空间场密度的急遽递减而纷纷解体而不复存在。
我们知道,大型强子对撞机(LHC),电子在光速进动时会湮灭或急遽膨胀为超高频的场量子。我们有下面的“超热公设”:
超热电子(质子)急遽膨胀为(1836个)超高频光子,反之亦然,即:e?γ
还要注意,在离地150万千米或更远的背景带,电子在超低温的真空场,会膨胀为超低频场量子。我们有下面的“超冷公设”:
超冷电子(质子)缓慢消弭为(1836个)超低频光子,反之亦然。即:e??γ?
现在可以推导积小成大的地球成因了。
进程1,假设在银河系某个充分大的深太空处于混沌态,或基态真空场,其基态温度T?=1K。满足热力学第一定律:hc/λ?=1.5kT。基态波长:λ?=hc/1.5kT=9.6厘米。
进程2,由于该混沌区不可能是封闭系统,总要受到外天体引力场的影响,混沌区的能密必然不均匀,局部区域场量子的能密加大,超冷光变成超冷电子与超冷质子。
这就有了实体存在的基元粒子——电子与质子,二者依然保持原有光子光速自旋的本性。
进程3,质子是最高密度的天体,质子引力场是电子引力场的1836倍,因而很容易吸引电子,成为电子椭圆公转的一个焦点。
根据旋进动量守恒,m*v*=m?v?,质子旋进速度:v*=v?/1836,通常电子绕核的主控速度,即基态速度v?=αc=2200km/s,故质子旋进的震荡速度:v*=1.2km/s。
运动的电子磁力线切割运动的质子磁力线,产生洛伦兹力F=ke2/R2,此力提供电子绕核运动的向心力,是生产氢原子的结合力。
进程4,这一步涉及BEC即玻色爱因斯坦凝聚态,也叫超流效应。
在超冷超真空条件下,质子与电子合成中子,核子与核子合成氦核或α粒子,合成碳氮氧等元素或分子乃至宇宙尘埃,都会轻而易举。
真空场的强力效应与超导效应。否则,就无法解释星云气体、宇宙尘埃的来源问题。
有人说,来自恒星的宇宙射线或超新星爆炸,这不可能,因为无法解释超新星如何形成。
进程5,有了宇宙尘埃,就可以进入“吸积模式”了。有一点必须明确:
太空中的电子与质子,既有光速自旋,又有高速进动。大颗粒尘埃做不规则与不均衡的就地翻滚,这种不规则运动,加大了复合粒子的生产机会。
进程6,现在偶尔有一个大颗粒尘埃发展得很壮大,其它尘埃纷纷汇聚于此,假以时日,在诸多小行星中脱颖而出,成了大行星地球了。
吸积效应使地球越来越壮大,原本常见的轻元素参与了地核炼狱般的核聚变与核裂变。经由火山爆发,各种重元素被带到地面上来。
进程7,按照目前的态势,地球依然不会停止吸积运动。吸积会越来越加快。也许再过数十亿年,地球会吸积成一个太阳。
我们注意到,运动是普遍存在的自然现象。用自然哲学或动力学语言,可以表述为:
其1:存在是物质的,物质是运动的,运动是旋转的。物质必运动,运动必旋转,旋转必自旋,自旋必进动。
其2:自旋与进动,简称旋进。旋与进之间是互为因果、相互制衡的超对称关系。故有动量守恒与角动量守恒。
其3:孤立无靠的孤体,总会自旋与进动;归属有靠的附体,总会随从母体一同自旋与进动。
在深远的外太空,自由电子与自由质子,作为孤体,总是飘荡或旋进在超冷的真空场中。
在原子的内空间,核外电子除了固有旋进的惯性运动,还受作为向心力的电磁力约束。
在原子核内空间,质子除了固有旋进的惯性运动,还受到其它核子的强作用力的约束。
在超冷效应力的作用下,我们有了宏观的大粒子,如星云气体、宇宙尘埃、流星雨、小行星,它们在随机的飘,在做固有的旋进。
它们小时候很像土豆,不像陀螺一样自旋,而在胡乱翻滚,翻滚是一种不规则的自旋。
它们长大了很像南瓜,是近似球体的椭球,在做或快或慢的旋进。已知脉冲星的自旋速度超过0.3c,大约10万千米/秒。
它们是比较成熟的类地行星:地球、火星、金星与水星。它们是不够成熟的类土行星:土星、木星、海王星与天王星。它们是非常成熟的恒星:太阳、脉冲星、磁星、黑洞。
在吸积的历史长河中,我们不敢排除,地球有朝一日会成长为一个太阳,甚至是超新星,然后爆炸,凤凰涅槃,开始下一个轮回。
Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。
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