人類曾經(jīng)在動力上走過一段時間的彎路,那就是一直試圖尋找或者建造出永動機(jī),最后發(fā)現(xiàn),永動機(jī)?
那是不可能的,這輩子都不會有永動機(jī)。
還由此發(fā)現(xiàn)了能量守恒定律,一舉打破了永動機(jī)的美夢。
然而,人們回過頭來發(fā)現(xiàn),有一個“永動機(jī)”遠(yuǎn)在天邊近在眼前,那就是地球。
地球已經(jīng)自轉(zhuǎn)了46億年沒有停下,如果根據(jù)能量守恒,是誰在為地球的自轉(zhuǎn)提供能量?
地球的自轉(zhuǎn)方向
地球的自轉(zhuǎn)
我們的一天有24個小時,看著太陽從東邊升起西邊落下,那么為什么會是這樣的景象?
這是因為地球有兩個轉(zhuǎn),一個公轉(zhuǎn),一個自轉(zhuǎn)。
公轉(zhuǎn)這個我們都知道,圍繞太陽,而動力則是萬有引力。
那么地球的自轉(zhuǎn)是怎么回事,似乎人們無法找到自轉(zhuǎn)的能量提供者。
關(guān)于地球的自轉(zhuǎn)也產(chǎn)生了幾種假說。
地球的公轉(zhuǎn)
比如地球自主轉(zhuǎn)動假說,也就是地球自己在為自轉(zhuǎn)提供能量。
地球的內(nèi)部被稱為地核,溫度非常高,到達(dá)了4000到6000 ,并且有科學(xué)家認(rèn)為地核是一個核反應(yīng)堆。
地殼中存在著鈾礦、钚礦等放射性礦石,科學(xué)家認(rèn)為在地核這樣的物質(zhì)會更多,它們無時無刻不在反應(yīng)。
這樣的反應(yīng)勢必會產(chǎn)生能量,然后驅(qū)動地球自己運轉(zhuǎn)。
但是這個假說有一個BUG無法修復(fù),那就是地球的自轉(zhuǎn)越來越慢了。
地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
如果是地球內(nèi)部供能,地核還沒有冷卻,也沒有衰退,地球的自轉(zhuǎn)應(yīng)該維持一個范圍內(nèi),而不是一天的時間逐漸變長。
根據(jù)現(xiàn)有化石記錄推斷,泥盆紀(jì)時期,一天的時間大約為20個小時,再往前走,地球剛誕生的時候,可能一天只有大約8個小時。
這說明有阻力在減緩地球自轉(zhuǎn)的速度,這表明為地球提供自轉(zhuǎn)能量的,并不是一個連續(xù)穩(wěn)定的能量來源,更像是一次能量之后的逐步衰減。
泥盆紀(jì)的一天只有大約20小時
由此,地球自轉(zhuǎn)里面的另一個假說逐漸占了上風(fēng),那就是角動量說。
大約46億年前,太陽系剛剛誕生,地球也只是一個混沌的階段。
確切地說,它能不能成為行星都得打一個問號,因為有資格成為行星的天體有很多。
由于各種天體都擠在此時的太陽系,它們之間難免就會發(fā)生碰撞。
在地球剛形成的時候,碰撞的次數(shù)非常多,甚至有一顆大小和火星相似的天體與地球相撞,撞出來的碎片成為了月球。
月球誕生的方式
這時的地球并沒有自轉(zhuǎn),僅有圍繞太陽的公轉(zhuǎn)。
地球與各種天體的碰撞持續(xù)了很長的時間,地球承受了來自各個方向的角動量。
最終,自西向東方向的角動量抵消了各個方向上的動量,當(dāng)它達(dá)到一定的數(shù)值后,地球就開始了自轉(zhuǎn)。
由于宇宙是真空的環(huán)境,是加了一個能量就會讓物體永遠(yuǎn)運動,地球的自轉(zhuǎn)由此持續(xù)了46億年。
那么,阻礙地球自轉(zhuǎn)的能量又是什么呢?
從太空看地球
自轉(zhuǎn)放緩
前面說到,自地球誕生以來,它的自轉(zhuǎn)速度在減慢,既然宇宙是真空環(huán)境沒有空氣阻力,那么是什么在阻礙地球自轉(zhuǎn)呢?
讓地球自轉(zhuǎn)變慢的原因有很多,最大的影響恐怕是月球。
因為月球引力的影響,地球上會出現(xiàn)潮汐現(xiàn)象,出現(xiàn)潮起潮落。
在這一過程中,潮水與海底的摩擦?xí)牡厍蜃赞D(zhuǎn)的角動量。
有人說月亮是西升東落,這個方向與地球的自西向東相反,于是二者形成了阻力。
月球和潮水
其實這個說法并不正確,月球的公轉(zhuǎn)也是自西向東,所以理論上月亮也是東升西落。
人類看見的西升東落不過是因為地球的自轉(zhuǎn)與月球的公轉(zhuǎn)之間存在速度差,當(dāng)人們看見月球的時候,它出現(xiàn)在了西邊上空。
根據(jù)推斷,每100年地球的自轉(zhuǎn)周期就會增加0.001秒。
除了月球,人類的活動也在影響地球的自轉(zhuǎn),那么就是太空垃圾。
太空垃圾
從上個世紀(jì)60年代開始,美蘇之間展開了航天競賽,一股腦發(fā)射了一大堆航天器上去。
結(jié)果他們光想著發(fā)射,沒想著收回,導(dǎo)致這些航天器們流浪地球之外,變成了太空垃圾。
這些太空垃圾們已經(jīng)偏離了自己的軌道,有一些甚至已經(jīng)無限逼近地球的大氣層。
這些太空垃圾與大氣層發(fā)生摩擦,某種程度上就會減慢地球的自轉(zhuǎn)速度。
按照地球這樣的減速趨勢,終有一天,引發(fā)自轉(zhuǎn)的角動量會被這些阻力消耗殆盡。
那么真到了那一天,地球會停止自轉(zhuǎn)嗎?
太空垃圾或許會阻礙地球自轉(zhuǎn)
自轉(zhuǎn)停止?
科學(xué)家們認(rèn)為,雖然潮汐、太空垃圾正在減緩地球自轉(zhuǎn)的速度,但是要將地球的原始角動量完全消耗完,這將需要很長的時間。
最大的可能就是,地球的角度量無限趨近于0,但是不會歸0。最終地球以一個非常緩慢的速度自轉(zhuǎn)。
更何況,月球正在以大約每年3厘米的速度遠(yuǎn)離地球,這意味著它引起的潮汐會越來越小。
因此,地球停止自轉(zhuǎn)只不過是理論上可以,真正要在地球上發(fā)生,估計太陽剩余的壽命都等不到。
地球自轉(zhuǎn)了46億年,也只不過將自己的自轉(zhuǎn)周期減到了一圈23時56分4秒,未來它只會繼續(xù)減少。
月球正在遠(yuǎn)離地球
那么,如果地球突然停止自轉(zhuǎn)會發(fā)生什么呢?
首先,地球的地面會被空氣直接擦掉一層“皮”,這層皮就包括人類。
因為地球的大氣層具有慣性,當(dāng)自轉(zhuǎn)停止了,但是大氣層還會繼續(xù)沿著原來大的方向運動。
結(jié)果就是,大氣層與地面發(fā)生劇烈的摩擦,將一切地面上的物質(zhì),不管有機(jī)還是無機(jī),全部刮掉。
地球上會出現(xiàn)超級風(fēng)暴,磨平世間萬物,人類為了生存只能逃到地下。
地球自轉(zhuǎn)停止之后
待到空氣與地面的摩擦將慣性耗盡,地球才會陷入平靜。
但是人類就能從地下走出來了嗎?恐怕不能。
因為就在這場風(fēng)暴之中,地球還會發(fā)生一場劇烈的海嘯。
海洋的海水因為地球自轉(zhuǎn)擁有慣性,它們會沿著曾經(jīng)的自轉(zhuǎn)方向流動,后果就是沖向陸地。
巨大的海嘯
與此同時,地球上的火山也會陸續(xù)爆發(fā)。
因為同樣的,上地幔的軟流層也具有慣性,當(dāng)自轉(zhuǎn)消失,軟流層還會保持原來的方向,導(dǎo)致它與地殼發(fā)生劇烈摩擦,引起火山爆發(fā)。
其次,地球的一面會永遠(yuǎn)朝著太陽溫度上升,而背向太陽的一面將陷入黑暗和寒冷。
如果那個時候人類還存在,那么我們只能住在晨昏線附近,這樣才能體會到晝夜交替的感覺。
火山爆發(fā)
地球再也沒有什么南北半球的劃分,只有光暗兩個半球。
由于光半球的氣溫高,暗半球的氣溫低,導(dǎo)致這兩者的溫差巨大,二者之間的氣壓會形成巨大氣流,地球每天都在風(fēng)中凌亂。
由此可見,地球的自轉(zhuǎn)非常重要,它不能隨便停止,當(dāng)然也不會輕易停止。
暴風(fēng)來臨之前
八大行星們的自轉(zhuǎn)
地球的八大行星都會自轉(zhuǎn),但是每個行星的自轉(zhuǎn)是不一樣的。
比如距離太陽最近的水星,它和太陽之間有著類似潮汐鎖定的現(xiàn)象,這是因為它的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期太相近了。
金星的自轉(zhuǎn)方向和其它7個行星不一樣,它是自東向西地運轉(zhuǎn),這導(dǎo)致在金星上看日出,是太陽打西邊出來。
并且金星的自轉(zhuǎn)周期特別長,足足需要243天,是所有行星里最慢的。
還有一個比較奇葩的行星就是天王星,它的自轉(zhuǎn)方向和周期都沒有太大的問題,唯獨它自轉(zhuǎn)的姿勢特別奇特。
太陽系八大行星
天王星是躺著自轉(zhuǎn)的,堪稱太陽系躺平第一球。