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地球只能越转越慢?逻辑上如此,可事实上它的转速却在变快

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自转是地球的基本运动方式,从逻辑上来讲,地球自转的速度只存在两种情况,一是自转速度恒定不变,二是自转速度越来越慢,而越转越快是不可能发生的,理由很简单,因为没有人去转动它帮它加速。

在宇宙之中,没有任何具有静止质量的物质能够在没有能量输入的情况下运动起来,同样,地球也不可能自行旋转,那么地球自转的动力来自于何方呢?在数十亿年以前,那个时候地球乃至整个太阳系都还并不存在,此时这里只有一片星云物质。在一次超新星爆发的过程中,这片星云物质的引力平衡被打破了,整片星云开始凝聚坍缩,转动由此开始。随着物质不断地凝聚,中心引力越来越大,随之整片星云物质的转速也越来越大,而就在这高速旋转和凝聚的过程中,太阳诞生了,而这片星云物质中的一些边角料则形成了太阳系的其它天体,其中也包括我们的地球。

超新星爆发为星云物质的旋转凝聚提供了一个角动量,而角动量是守恒的,所以在地球形成之后也就继承了星云物质的角动量,所以超新星爆发就是地球自转的动力来源。

那么既然地球自转是因为角动量守恒,而宇宙是几近真空的,没有摩擦阻力,所以地球的自转速度一定应该是恒定不变的吧?错,如果地球的角动量始终维持不变,自转速度的确应该是恒定不变的,可实际上地球的角动量一直在减少,而减少的原因就是另外一个小型天体的偷窃,这个小型天体就是我们身边的月球。任何具有质量的物体之间都具有相互的引力作用,地球和月球自然也不例外,在引力的作用之下,月球围绕地球公转会产生一个潮汐效应。

潮汐效应在地球上的直观体现就是潮起潮落,一天两次。

事实上因潮汐效应而发生涨落的并不只有地球上的江河湖海,陆地同样也会隆起,只不过我们看不出来罢了。水和陆地的拉伸化解了一部分地月之间的引力作用,使得地球角动量在这一过程中发生了消耗,而月球也因偷走了地球的角动量而获得了一个动力来源,这股动力使得月球离地球越来越远,时至今日,月球已经比刚形成时离地球远了10万公里左右。

现在我们明白了,地球的角动量没有增加,但却在被不断偷窃,所以地球自然应该是越转越慢了。逻辑上虽然如此,但事实似乎却与逻辑相悖,事实上是地球的自转速度一直在加快。地球转得快还是转得慢,与我们有什么关系?当然有关系,地球转速加快意味着一天越来越短了。

地球自转的速度从来都不是一个恒星的数字,它的自转速度时刻都处于波动之中,时快时慢,但总的大趋势却是处于加快之中的。

2020年7月19日,这一天是有记录以来,地球时间最短的一天,这一天比标准的24小时少了整整1.4602毫秒,如果你觉得1.4602毫秒微不足道,那么我们就把时间跨度拉长,如果与50年前对比,现在的一天已经少了0.5秒左右,这已经是一个可以感知到的时间长度了。

这就有点意思了,地球自转的动力来源于原始星云的角动量,而此后角动量并没有增加的途径,反而还在不断被月球汲取,那么它怎么会越转越快呢?在地球外部没有使地球越转越快的条件,所以我们只能将目光移到地球本身上来,地球本身有没有让自己加速的方法?有。

两个质量相等的球,一个大、一个小,我们用相同的力量来转动它们,谁会转得更快一些呢?答案显然是那个小球。

之所以小球转得快,是因为它的直径短,质量更靠近中心。同理,要想让地球转得更快,就要让地球的质量更靠近地心,而地球还真是在这样做。

地球并不是一个质量平均分布的球体,有的部分密度高,而有的部分密度低,地球有一种自发的运动,我们称之为地壳运动,其通常会以地震的形式呈现,当地壳发生运动时,地球质量分布会发生变化,质量大的物质会在这一过程中向地心靠近,理论上这就可以使得地球的自转速度加快。当然,地球自转变快的原因可能不仅如此,是否还存在其它因素还有待科学家们的进一步研究。

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2023-07-02