人类曾经在动力上走过一段时间的弯路,那就是一直试图寻找或者建造出 永动机 ,最后发现,永动机?
那是不可能的,这辈子都不会有永动机。
还由此发现了 能量守恒定律 ,一举打破了永动机的美梦。
然而,人们回过头来发现,有一个「永动机」远在天边近在眼前,那就是地球。
地球已经自转了46亿年没有停下,如果根据能量守恒,是谁在为地球的自转提供能量?
地球的自转方向
地球的自转
我们的一天有24个小时,看着太阳 从东边升起西边落下 ,那么为什么会是这样的景象?
这是因为地球有两个转,一个 公转 ,一个 自转 。
公转这个我们都知道,围绕太阳,而动力则是 万有引力 。
那么地球的自转是怎么回事,似乎人们无法找到自转的能量提供者。
关于地球的自转也产生了几种假说。
地球的公转
比如地球自主转动假说,也就是地球 自己在为自转提供能量 。
地球的内部被称为 地核 ,温度非常高,到达了 4000到6000℃ ,并且有科学家认为地核是一个 核反应堆 。
地壳中存在着 铀矿、钚矿 等放射性矿石,科学家认为在地核这样的物质会更多,它们 无时无刻不在反应 。
这样的反应势必会产生 能量 ,然后驱动地球自己运转。
但是这个假说有一个BUG无法修复,那就是 地球的自转越来越慢了 。
地球的内部结构
如果是地球内部供能, 地核还没有冷却,也没有衰退 ,地球的 自转应该维持一个范围内 ,而不是 一天的时间逐渐变长 。
根据现有化石记录推断, 泥盆纪时期 ,一天的时间大约为 20个小时 ,再往前走,地球刚诞生的时候,可能 一天只有大约8个小时 。
这说明有阻力在减缓地球自转的速度,这表明为地球提供自转能量的, 并不是一个连续稳定的能量来源 ,更像是一次能量之后的 逐步衰减 。
泥盆纪的一天只有大约20小时
由此,地球自转里面的另一个假说逐渐占了上风,那就是 角动量说 。
大约 46亿年前 ,太阳系刚刚诞生,地球也只是一个 混沌的阶段 。
确切地说,它能不能成为行星都得打一个问号,因为有资格成为行星的天体有很多。
由于各种天体都挤在此时的太阳系,它们之间难免就会发生碰撞。
在地球刚形成的时候,碰撞的次数非常多,甚至有一颗大小和火星相似的天体与地球相撞,撞出来的碎片成为了月球。
月球诞生的方式
这时的地球并没有自转,仅有围绕太阳的公转。
地球与各种天体的碰撞持续了很长的时间,地球承受了 来自各个方向的角动量 。
最终, 自西向东方向的角动量 抵消了各个方向上的动量,当它达到一定的数值后,地球就开始了自转。
由于宇宙是 真空 的环境,是加了一个能量就会让物体永远运动,地球的自转由此持续了46亿年。
那么,阻碍地球自转的能量又是什么呢?
从太空看地球
自转放缓
前面说到,自地球诞生以来,它的 自转速度在减慢 ,既然宇宙是真空环境没有空气阻力,那么是什么在阻碍地球自转呢?
让地球自转变慢的原因有很多,最大的影响恐怕是 月球 。
因为月球引力的影响,地球上会出现 潮汐现象 ,出现潮起潮落。
在这一过程中,潮水与海底的摩擦会消耗地球自转的角动量。
有人说月亮是西升东落,这个方向与地球的自西向东相反,于是二者形成了阻力。
月球和潮水
其实这个说法并不正确, 月球的公转也是自西向东 ,所以理论上月亮也是东升西落。
人类看见的西升东落不过是因为 地球的自转与月球的公转之间存在速度差 ,当人们看见月球的时候,它出现在了西边上空。
根据推断, 每100年 地球的自转周期就会增加 0.001秒 。
除了月球,人类的活动也在影响地球的自转,那么就是 太空垃圾 。
太空垃圾
从上个世纪60年代开始,美苏之间展开了航天竞赛,一股脑发射了一大堆航天器上去。
结果他们光想着发射,没想着收回,导致这些航天器们流浪地球之外,变成了太空垃圾。
这些太空垃圾们已经偏离了自己的轨道,有一些甚至已经无限逼近地球的大气层。
这些 太空垃圾与大气层发生摩擦 ,某种程度上就会减慢地球的自转速度。
按照地球这样的减速趋势,终有一天,引发自转的角动量会被这些阻力消耗殆尽。
那么真到了那一天,地球会停止自转吗?
太空垃圾或许会阻碍地球自转
自转停止?
科学家们认为,虽然潮汐、太空垃圾正在减缓地球自转的速度,但是要将 地球的原始角动量完全消耗完 ,这将需要很长的时间。
最大的可能就是,地球的角度量 无限趋近于0 ,但是 不会归0 。最终地球以一个 非常缓慢的速度自转 。
更何况,月球正在以大约 每年3厘米 的速度远离地球,这意味着它引起的潮汐会越来越小。
因此,地球停止自转只不过是理论上可以,真正要在地球上发生,估计太阳剩余的寿命都等不到。
地球自转了46亿年,也只不过将自己的自转周期减到了一圈 23时56分4秒 ,未来它只会继续减少。
月球正在远离地球
那么,如果地球突然停止自转会发生什么呢?
首先,地球的 地面会被空气直接擦掉一层「皮」 ,这层皮就包括人类。
因为地球的大气层具有 惯性 ,当自转停止了,但是大气层还会继续沿着原来大的方向运动。
结果就是,大气层与地面发生剧烈的摩擦,将一切地面上的物质,不管有机还是无机,全部刮掉。
地球上会出现超级风暴,磨平世间万物,人类为了生存只能逃到地下。
地球自转停止之后
待到空气与地面的摩擦将惯性耗尽,地球才会陷入平静。
但是人类就能从地下走出来了吗?恐怕不能。
因为就在这场风暴之中,地球还会发生一场 剧烈的海啸 。
海洋的 海水因为地球自转拥有惯性 ,它们会沿着曾经的自转方向流动,后果就是冲向陆地。
巨大的海啸
与此同时,地球上的 火山也会陆续爆发 。
因为同样的,上地幔的 软流层也具有惯性 ,当自转消失,软流层还会保持原来的方向,导致它与地壳发生剧烈摩擦,引起火山爆发。
其次,地球的一面会永远朝着太阳温度上升,而 背向太阳的一面将陷入黑暗和寒冷 。
如果那个时候人类还存在,那么我们只能住在 晨昏线附近 ,这样才能体会到 昼夜交替 的感觉。
火山爆发
地球再也没有什么 南北半球 的划分,只有 光暗两个半球 。
由于光半球的气温高,暗半球的气温低,导致这 两者的温差巨大 ,二者之间的气压会形成巨大气流, 地球每天都在风中凌乱 。
由此可见,地球的自转非常重要,它不能随便停止,当然也不会轻易停止。
暴风来临之前
八大行星们的自转
地球的八大行星都会自转,但是每个行星的自转是不一样的。
比如距离太阳最近的水星,它和太阳之间有着类似 潮汐锁定 的现象,这是因为它的自转周期和公转周期太相近了。
金星的自转方向和其它7个行星不一样,它是 自东向西 地运转,这导致在金星上看日出,是 太阳打西边出来 。
并且 金星的自转周期特别长 ,足足需要 243天 ,是所有行星里最慢的。
还有一个比较奇葩的行星就是 天王星 ,它的自转方向和周期都没有太大的问题,唯独它自转的姿势特别奇特。
太阳系八大行星