人類曾經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 ,最後發現,永動機?
那是不可能的,這輩子都不會有永動機。
還由此發現了 能量守恒定律 ,一舉打破了永動機的美夢。
然而,人們回過頭來發現,有一個「永動機」遠在天邊近在眼前,那就是地球。
地球已經自轉了46億年沒有停下,如果根據能量守恒,是誰在為地球的自轉提供能量?
地球的自轉方向
地球的自轉
我們的一天有24個小時,看著太陽 從東邊升起西邊落下 ,那麽為什麽會是這樣的景象?
這是因為地球有兩個轉,一個 公轉 ,一個 自轉 。
公轉這個我們都知道,圍繞太陽,而動力則是 萬有重力 。
那麽地球的自轉是怎麽回事,似乎人們無法找到自轉的能量提供者。
關於地球的自轉也產生了幾種假說。
地球的公轉
比如地球自主轉動假說,也就是地球 自己在為自轉提供能量 。
地球的內部被稱為 地核 ,溫度非常高,到達了 4000到6000℃ ,並且有科學家認為地核是一個 核反應堆 。
地殼中存在著 鈾礦、鈈礦 等放射性礦石,科學家認為在地核這樣的物質會更多,它們 無時無刻不在反應 。
這樣的反應勢必會產生 能量 ,然後驅動地球自己運轉。
但是這個假說有一個BUG無法修復,那就是 地球的自轉越來越慢了 。
地球的內部結構
如果是地球內部供能, 地核還沒有冷卻,也沒有衰退 ,地球的 自轉應該維持一個範圍內 ,而不是 一天的時間逐漸變長 。
根據現有化石記錄推斷, 泥盆紀時期 ,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的速度,這表明為地球提供自轉能量的, 並不是一個連續穩定的能量來源 ,更像是一次能量之後的 逐步衰減 。
泥盆紀的一天只有大約20小時
由此,地球自轉裏面的另一個假說逐漸占了上風,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。
由於各種天體都擠在此時的太陽系,它們之間難免就會發生碰撞。
在地球剛形成的時候,碰撞的次數非常多,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
這時的地球並沒有自轉,僅有圍繞太陽的公轉。
地球與各種天體的碰撞持續了很長的時間,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,當它達到一定的數值後,地球就開始了自轉。
由於宇宙是 真空 的環境,是加了一個能量就會讓物體永遠運動,地球的自轉由此持續了46億年。
那麽,阻礙地球自轉的能量又是什麽呢?
從太空看地球
自轉放緩
前面說到,自地球誕生以來,它的 自轉速度在減慢 ,既然宇宙是真空環境沒有空氣阻力,那麽是什麽在阻礙地球自轉呢?
讓地球自轉變慢的原因有很多,最大的影響恐怕是 月球 。
因為月球重力的影響,地球上會出現 潮汐現象 ,出現潮起潮落。
在這一過程中,潮水與海底的摩擦會消耗地球自轉的角動量。
有人說月亮是西升東落,這個方向與地球的自西向東相反,於是二者形成了阻力。
月球和潮水
其實這個說法並不正確, 月球的公轉也是自西向東 ,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 地球的自轉與月球的公轉之間存在速度差 ,當人們看見月球的時候,它出現在了西邊上空。
根據推斷, 每100年 地球的自轉周期就會增加 0.001秒 。
除了月球,人類的活動也在影響地球的自轉,那麽就是 太空垃圾 。
太空垃圾
從上個世紀60年代開始,美蘇之間展開了航天競賽,一股腦發射了一大堆航天器上去。
結果他們光想著發射,沒想著收回,導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偏離了自己的軌域,有一些甚至已經無限逼近地球的大氣層。
這些 太空垃圾與大氣層發生摩擦 ,某種程度上就會減慢地球的自轉速度。
按照地球這樣的減速趨勢,終有一天,引發自轉的角動量會被這些阻力消耗殆盡。
那麽真到了那一天,地球會停止自轉嗎?
太空垃圾或許會阻礙地球自轉
自轉停止?
科學家們認為,雖然潮汐、太空垃圾正在減緩地球自轉的速度,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 無限趨近於0 ,但是 不會歸0 。最終地球以一個 非常緩慢的速度自轉 。
更何況,月球正在以大約 每年3厘米 的速度遠離地球,這意味著它引起的潮汐會越來越小。
因此,地球停止自轉只不過是理論上可以,真正要在地球上發生,估計太陽剩余的壽命都等不到。
地球自轉了46億年,也只不過將自己的自轉周期減到了一圈 23時56分4秒 ,未來它只會繼續減少。
月球正在遠離地球
那麽,如果地球突然停止自轉會發生什麽呢?
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 ,當自轉停止了,但是大氣層還會繼續沿著原來大的方向運動。
結果就是,大氣層與地面發生劇烈的摩擦,將一切地面上的物質,不管有機還是無機,全部刮掉。
地球上會出現超級風暴,磨平世間萬物,人類為了生存只能逃到地下。
地球自轉停止之後
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。
因為就在這場風暴之中,地球還會發生一場 劇烈的海嘯 。
海洋的 海水因為地球自轉擁有慣性 ,它們會沿著曾經的自轉方向流動,後果就是沖向陸地。
巨大的海嘯
與此同時,地球上的 火山也會陸續爆發 。
因為同樣的,上地幔的 軟流層也具有慣性 ,當自轉消失,軟流層還會保持原來的方向,導致它與地殼發生劇烈摩擦,引起火山爆發。
其次,地球的一面會永遠朝著太陽溫度上升,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,那麽我們只能住在 晨昏線附近 ,這樣才能體會到 晝夜交替 的感覺。
火山爆發
地球再也沒有什麽 南北半球 的劃分,只有 光暗兩個半球 。
由於光半球的氣溫高,暗半球的氣溫低,導致這 兩者的溫差巨大 ,二者之間的氣壓會形成巨大氣流, 地球每天都在風中淩亂 。
由此可見,地球的自轉非常重要,它不能隨便停止,當然也不會輕易停止。
暴風來臨之前
八大行星們的自轉
地球的八大行星都會自轉,但是每個行星的自轉是不一樣的。
比如距離太陽最近的水星,它和太陽之間有著類似 潮汐釘選 的現象,這是因為它的自轉周期和公轉周期太相近了。
金星的自轉方向和其它7個行星不一樣,它是 自東向西 地運轉,這導致在金星上看日出,是 太陽打西邊出來 。
並且 金星的自轉周期特別長 ,足足需要 243天 ,是所有行星裏最慢的。
還有一個比較奇葩的行星就是 天王星 ,它的自轉方向和周期都沒有太大的問題,唯獨它自轉的姿勢特別奇特。
太陽系八大行星