A128142武良葉128142A

角動量守恆

如果我們仔細觀測，在宇宙中自轉的天體一抓一大把，目前來看，我所知道的可能黑洞是可以不轉的，不過好像好沒有觀測到不轉的黑洞。（如果是我消息滯後了，請大佬進行補充。）

那為什麼天體都會轉呢？

按照目前的主流假說，也就是星雲假說，恆星是由宇宙中的分子云的引力塌縮，在引力的作用下逐漸形成的。

這個過程大概是這樣的，分子云不斷地往一個質點聚集，形成恆星胚胎。但是其實我們要知道的是，在形成過程中發，分子云往一點聚集時，是有動能的，在整個的過程中，分子云會相互碰撞，但整體是有一個角動量的，這其實也就是自轉的原初動力。而其他的行星的形成也是類似的情況，唯一的區別是恆星由於自身質量巨大，最終點亮了核聚變反應。

那為什麼天體都會一直轉呢？

其實在宇宙中存在這許許多多的守恆定律，我們有能量守恆，質量守恆等等，還存在一款我們不提起的守恆，那就是角動量守恆。其實也很好理解這個守恆律，說白了，就是如果你轉起來，只要沒有外力干擾，你就可以一直轉。

這種情況在花樣滑冰場上其實是比較常見的，滑冰場上摩擦力的消耗相對較低，所以，一個運動轉起來後，可以通過控制自己的形體，然後達到不同的繞轉速度。

而我們所在的地球，實際上，可以近似看成一個沒有任何干擾的系統，所以，繞轉的速度基本上不會受到很大的影響。

真的可以一直轉下去麼？

實際上，地球的繞轉速度是在減速的，它並不是完全沒有干擾因素。這麼說吧，其實月球以前轉的速度也很快，只不過，然後在慢慢減速，減速到和繞地球公轉的速度一致了。那都有哪些因素會干擾地球的自轉速度呢？

一般來說，有這麼兩種情況：

• 天外來物的撞擊
• 潮汐鎖定

我們先來說第一種，

• 天外來物的撞擊

之前，我們其實是把地球近似看成了一個系統，那要破一個系統的守恆，其實只要引來外來的能量即可，最常見的就是小行星，隕石，彗星等的撞擊了。

其實地球早期就遭受過大規模的小行星雨，但是這也沒有給地球撞停下來，畢竟小行星相對於地球確實還是太小了。那為什麼我們現在沒有感覺到大規模的小行星雨呢？實際上，是因為有個大佬在保護我們，這位大佬就是木星，它利用自己的引力，擋住或者拐走了很多小行星。

• 潮汐鎖定
  

其實小行星撞擊相對於第二種還算是比較猛烈的，不過第二種最終起到了決定性的作用。這是因為它一直都在給地球減速。那到底是什麼在起這個作用呢？

我們都知道地球上有潮汐作用，那麼問題來了，潮汐的能量是從哪來的？

其實是這樣的，我們都知道月球和地球之間是存在的引力的。

而月球繞著地球轉一圈是一個月，而地球自己轉一圈是一天，這兩差不多差了30倍之多。

在這個過程中，月球其實就一直在拖後腿，我們可以現象成一輛車在開，後面還拖著東西，如果不再加速，那速度一定會一直減慢。所以其實月球公轉導致，地球在自轉速度會減慢。那具體是如何消耗呢？

其實是發生在潮汐的過程中，海水和海水，海水和岩石，岩石和岩石的摩擦，還有岩石的形變都會消耗地球自轉的能量的，最後都以熱量的形式散失，然後地球就慢慢地減速下來。距今10年前，一天大概是10個小時，相當於當時的兩天半等於現在的一天。而恐龍時代一天大概就只有20個小時左右，也就是說，地球實際上就是在一直減速的。

那地球會減速到什麼程度呢？

其實也很簡單，只要一個月等於一天了，也就是地球的自轉等於月球的公轉，不會拖後腿了。這時候地球和月球就相互潮汐鎖定了，都是一面朝著對方。

那地球會一直這樣下去麼？

實際上，我們之前的分析是排除了太陽的引力因素，太陽引力也會對地球起到些微的減速作用，但效果遠沒有月球明顯。其次，還有天外來客們的可能還會在地球被潮汐鎖定進行對地球造成影響。

鍾銘聊科學

地球大約在45億年前形成，從形成那一天起，地球就開始自轉和公轉。直到現在，地球還在一直轉動。那麼，地球轉動的動力源是什麼呢？地球在未來會停止轉動嗎？地球是不是永動機呢？

要了解地球能夠不斷轉動的原因，需要追溯到地球乃至整個太陽系的起源。最初的太陽系沒有太陽，也沒有各大行星和衛星，只有一團飄蕩在宇宙空間中的塵埃和氣體雲。在太陽星雲附近，有顆大質量恆星發生了超新星爆發，它所釋放出的衝擊波引發星雲中心坍縮成太陽。

在太陽形成過程中，它的引力不斷吸收星雲，導致星雲越轉越快，並且變得越來越扁。最終，絕大部分的星雲聚集在一起形成了太陽。剩餘的星雲繼續環繞太陽旋轉，形成了原行星盤。在原行星盤中，塵埃和氣體之間不斷髮生碰撞，形成微行星，而它們又在引力的作用下聚集形成了包括地球在內的各大天體。

根據角動量守恆，原行星盤中的物質形成地球之後，地球會繼承原先的角動量，所以地球會自轉和公轉。除非在形成地球時，物質碰撞剛好完全抵消掉自轉角動量，地球才不會自轉。但這種情況幾乎不可能發生，因為只要一些擾動，地球的自轉角動量就不會為0。

正因為如此，宇宙中的天體都會有自轉。至於那些被潮汐鎖定的天體，例如，月球，並不意味著那些天體沒有自轉，只是它們的自轉和公轉達到同步而已。同樣地，地球也會公轉，不然早就掉進太陽中。

太陽系的各大天體形成之後，大部分的原始星雲都已經被消耗殆盡。在空曠的太空中，地球的自轉和公轉運動沒有受到阻力的影響，地球的角動量不會被消耗掉，所以地球可以一直轉動數十億年而不停歇，並且在未來還會繼續轉動下去。

不過，這並不意味著地球是永動機。熱力學第一和第二定律已經表明，永動機無法被製造出來。雖然地球一直在轉動，但地球並沒有對外做功，所以地球不是永動機。

另外，雖然太空中沒有阻力，但月球的潮汐力會讓地球的自轉速度變得越來越慢。目前，地球的自轉週期是45億年前的4倍。再過百億年的時間，地球的自轉週期會增加到目前的47倍。在那之後，地球被潮汐鎖定，它的自轉速度不再變慢。

只要未來太陽不摧毀地球，地球的轉動就不會停止。但根據廣義相對論，地球與太陽的相互作用會持續輻射出引力波。經過漫長的時間之後，地球的角動量會被逐漸消耗掉，導致地球最終撞上早已成為黑矮星的太陽。

火星一號

我們都知道永動機並不存在，但是如果從太空中看地球的狀態的話，它就像是一個永動機，一直在不停的自轉，同時也在圍繞太陽公轉，地球形成的46億年來都是如此！

不過運動的物體都需要受到某方面的力才會運動，地球之所以一直在自轉和公轉，也是因為受到了某些力的作用。這些力實際上絕大部分來自於地球形成的過程中，地球現在的自轉和公轉運行狀態，除了太陽的引力之外，基本上都是原先所獲取的物質對地球的撞擊力的作用慣性使然。

我們所在的太陽系誕生於一片原始星雲之中，其中最先形成的是太陽，它比地球大致早形成了約3億年，兩者在形成過程上其實是很相似的，在星雲物質聚集形成太陽的過程中，大量的物質聚集到太陽系的中心，在這些物質奔向原始太陽的過程中，必然會有極快的速度，大量物質以極快的速度撞擊，給了原始太陽以初始的自轉力量，雖然物質都是以不同的角度撞擊，但是在原始太陽的引力掌控了太陽系的運轉趨勢之後，繼續撞擊的物質的撞擊角度就開始大部分和原始太陽的自轉方向趨同了，這些來自大量撞擊物質角動量的力量，最終促成了太陽的自轉狀態，也造就了太陽的黃道面，而在太陽形成的過程中，太陽之外的黃道面上也有一些物質聚集，形成了原始的行星和矮行星等，我們的地球就是其中之一。

地球自轉形成狀態基本和上面所講的太陽一樣，也是有大量物質快速撞擊帶來的力促成的，每一次大的撞擊都足以在某種程度上影響地球的運行狀態，6500萬年前滅絕恐龍的小行星撞擊，也會輕微改變地球的自轉和公轉狀態的。不過地球的公轉狀態還是主要受太陽引力的影響，同時也是地球運行的初速度與太陽的引力達成了平衡，才會一直運行在太陽的宜居帶中的。

可見，地球並非永動機，它的自轉和公轉都會受到外力的影響，其運行狀態也正是因為外力的施加作用促成的，實際上地球的自轉速度一直在變化中，一般認為地球剛形成的時候每天的時間只有6個小時左右，種種外力作用使得地球的自轉運行速度變慢，其中月球的潮汐力影響比較大，它會使地球自轉的時間漸漸變長。

按照地球目前的運行趨勢來看，地球自轉的速度正在變慢，它的運行趨勢將會受到月亮和太陽運行狀態的影響，如果月球和地球互相潮汐鎖定，那麼地球上每天的時間（自轉一圈）將會長達如今的一個月；還有就是太陽對地球的潮汐鎖定作用了，如果地球被太陽潮汐鎖定，簡單來說，地球上一天（自轉一圈）的時間就會長達如今的一年。

科普大世界

我們知道地球正在旋轉，但是為什麼呢？為什麼它在旋轉？為什麼太陽系的一切都在旋轉？為什麼大部分都是在同一個方向旋轉？

這不可能是巧合。從太空往下看地球，你會看到它在逆時針方向轉動。太陽、火星和大多數行星也是如此。

45.4億年前，我們的太陽系在氫雲中形成，這與獵兔星雲或鷹星雲不同，因為這些氫雲擁有無與倫比的創造性。

然後，它受到了一些衝擊，比如來自附近超新星的衝擊波，這就形成了一個冷氣體區域，通過氫雲間相互引力向內塌陷，當它坍塌時，雲開始旋轉。

但是為什麼呢？

這是角動量守恆。想想氫雲中的單個原子。當它在太洞中漂移時，每一個粒子都有它自己的動量。當這些原子在引力作用下相互碰撞時，它們需要平均它們的動量。可能完全平均到零真的不太可能。

也就是說，會有一些剩餘的。就像一個花樣滑冰運動員挽著胳膊更快地旋轉一樣，坍塌的初始太陽系以其平均的粒子動量開始旋轉得越來越快。

這是角動量守恆定律。

隨著太陽系的旋轉速度加快，它變成了一個平平的圓盤，中間有一個凸起。在整個宇宙中，我們看到同樣的結構：星系的形狀，圍繞快速旋轉的黑洞，我們甚至在比薩餅餐廳看到它。

太陽是由圓盤中心的凸起形成的，而行星則是在更遠的地方形成的。他們從太陽系本身的整體運動中繼承了它們的旋轉。

在幾億年的時間裡，太陽系中的所有物質聚集在一起形成行星、小行星、衛星和彗星。然後，來自太陽的強大的輻射和太陽風清除了剩下的一切。

沒有任何不平衡的力作用在它們身上，太陽和行星的慣性使它們旋轉了數十億年。它們將繼續這樣做，直到它們與某個物體相撞，在未來數十億年甚至萬億年。

你還在想，為什麼地球會自轉？

地球自轉是因為它形成於氫雲的吸積盤中，氫雲由於相互引力而崩塌，需要保持其角動量。由於慣性，它繼續旋轉。

它的方向與其他行星旋轉方向是相同的，因為它們都是在幾十億年前在同一個太陽星雲中形成的。

地球的自轉也受月球的潮汐引力的影響。由於月球的存在，地球的自轉速度正在以每年約1毫秒的速度減慢。過去，地球以更快的速度旋轉，足以使恐龍在一天中長約22小時。

除了減緩地球自轉外，月球的潮汐引力也使月球從地球緩慢地遠離，每年的速度約為1毫米。在遙遠的過去，月亮離我們更近了。它在我們的天空中會顯得比現在大得多，幾百萬年後，地球上一天的週期可能會延長到25或26小時。人們將不得不再等一會兒，等待太陽昇起。

科技領航人

地球一直都在以高速自轉，在赤道的自轉速度大約是465米每秒，地球自轉一週需要23.9344696小時，也就是一個地球日。地球和太陽系的其他行星一樣，由於其形成的方式而自轉，本質上是角動量守恆。

46億年前，太陽系形成於氫雲中，氫雲中單個的原子，每一個粒子都有自己的動量。氫雲的一個區域通過相互引力向內收縮。當這些原子在重力作用下相互粘在一起時，它們需要平均它們的動量。有可能會平均到0，但這幾乎是不可能的，也就是說，會剩下一些。就像一個花樣滑冰選手把胳膊縮進懷裡後，會讓自己旋轉得更快一樣，原始太陽系的平均粒子動量開始使它旋轉得越來越快。

隨著太陽系旋轉得越來越快，它逐漸變平，形成一個巨大的旋轉吸積盤。太陽在這個圓盤中心形成的，而太陽系中的其它物質都在更遠的地方聚集在一起形成了行星、小行星、衛星和彗星。

地球是由環繞新生太陽圓盤旋轉的氣體和塵埃組成的，在這個旋轉的圓盤中，灰塵和岩石碎片逐漸因為引力粘在一起形成了地球。地球從太陽系自身的整體運動中繼承了自轉，即組成地球所有粒子的角動量共同導致了地球的自轉，在沒有任何外力阻止時，慣性使地球旋轉了數十億年。

在遙遠的過去，一個大約有火星那麼大的物體曾經與地球相撞，這次碰撞發生在太陽系形成後的三千萬到五千萬年間。由此產生的撞擊減緩了地球的自轉，並從行星表面噴射出大量物質形成月球。在這次碰撞之前，地球的自轉速度要快得多，一地球日只有6個小時左右。此外，月球的引力以一種非常輕微的方式在使地球的自轉減速，2016年發表在Proceedings of the Royal Society A上的一篇關於古代日食的分析顯示，地球自轉速度在一個世紀內減慢了1.78毫秒。

科學閏土

地球形成於46億年之前，自從形成到現在，它就沒有停止自轉過，不過自轉的速度倒不是一直這樣，很久之前地球上的一天比現在要短。

地球自轉，既然說到了自轉，那應該是來自本身的吧，應該和外界沒有關係，簡單來說，地球之所以可以一直自轉，從本質上來講是因為角動量守恆。最初地球還沒有形成的時候，太陽系還是原始星雲狀態，原始星雲慢慢因為重力的原因聚集在一起，發生引力收縮。當收縮得足夠緊的時候，太陽就誕生了。

太陽誕生之後，還存在一定量的原始星雲，它們在太陽風的作用下被吹散到周圍空間，它們繼續圍繞著太陽旋轉，最終互相碰撞產生了地球。而地球可以說也是由原始星雲轉化而來的，由於角動量守恆，地球保留了原先環繞太陽旋轉的星雲的角動量，所以地球不僅可以圍繞太陽公轉，還可以自己自轉。實際上宇宙中的天體，基本上都會有自轉，地球和太陽都有自轉，地球自轉是不需要力來推動的，因為太空中是真空，所以地球的自轉可以一直維持下去。

但是實際上地球的自轉速度是越來越慢的，這是因為月球的影響。由於月球對地球的引力作用，月球對地球的潮汐力就相當於摩擦力一樣消耗著地球自轉的能量，在月球誕生以來，它一直消耗著地球的能量，讓地球自轉速度越來越慢，這對於地球來說其實是好事，因為之前地球上的一天是很短的，由於月球的作用，一天的時間變得更加合適。只不過啊，月球對地球的作用力只能緩慢影響地球的自轉，短期之內生活在地球上的人類是不會感受到這一變化的。

所以說啊，地球的自轉是跟自身有關的，並沒有所謂的一隻大手推動地球旋轉。在牛頓時代，牛頓一輩子都在研究地球為什麼自轉，晚年相信神學的他提出了上帝踢了地球一腳導致地球轉動的理論。而在數百年前，拉普拉斯提出原始星雲引力收縮導致地球旋轉。而在現在，一些科學家開始思考太陽風推動地球旋轉的問題，太陽風也就是太陽輻射出的帶電粒子流，它確實有推動作用，但是貌似作用不是太大。所以呢，個人還是認為，地球的自轉是因為角動量守恆。

鏡像宇宙

地球是太陽系的八大行星之一，按照太陽由近及遠的順序位於第三顆，地球自西向東進行自轉，同時又圍繞太陽進行公轉。

我們大家都知道，地球在永不停歇的進行自轉，從北極點上空看是逆時針旋轉，從南極點上空看是順時針旋轉。正是由於地球的公轉自轉才有了四季和晝夜的變化。

地球已經誕生了46億年，學過物理的人都知道，是不可能有永動機的存在的，但是地球就像個永動機似的自誕生起一直在自轉。

那地球為什麼會一直進行自轉呢？

眾所周知，太陽和太陽系都是由一團塵埃和氣體雲由於自身的重量而坍縮從而形成的。就是氣體雲會向引力較大的地方聚集，然後引力會越來越大，開始吸引更多的氣體雲和塵埃分子，所有的天體都是這樣形成的！

在形成過程中，天體都會有一定的運動，由於角動量守恆，因此地球必須自轉，於是地球開始了長達數十億年之久的自轉！

地球自轉相對於宇宙也並不會會永恆下去，宇宙正在從有序變為無序。

天體的角動量也在被消耗，最終的表現也是地球的自轉會越來越慢，但是需要的時間是漫長的，太陽的壽命只剩下50億年，或許等不到那個時候，地球就已經跟隨太陽一起走向滅亡了。

所以地球終究不是“永動機”。

星球上的科學

“天行健”，地球等一切天體似乎永遠都不知疲倦的運轉。

地球繞著太陽轉一圈是365.256天（一年），稱為公轉，所以有了春夏秋冬;地球繞著自己的自轉軸轉一圈就是一天（23時56分4秒），因此有了白天黑夜;地球自轉方向是由西向東，於是有了太陽的東昇西落。

地球在40億年前的自轉是6小時/天，在一顆火星大小的小行星重重撞擊後，速度逐漸減弱，形成現在的約24小時/天，而那顆小行星與地球撞擊後的碎片在近億年後形成了現在的月球。當然月球也是有自轉的。

於是有人就會問：地球等天體的自轉動力來源於哪裡？為什麼能一直轉？

人類在出現文明後就已對這個問題進行研究，從17世紀到現在可以說是眾說紛紜：比如角動量說，太陽帶動說，重力不對稱說，月球潮汐力說、暗能量…

1. 角動量守恆。角動量守恆是由開普勒在1609年提出的“開普勒定律”推導出的數學公式，用以解釋地球等天體的運轉規律，這是太陽系的原始星雲中產生的。在這種原始力作用下，各星球一開始就會自轉，表達式為：ΔL=M·Δt;
   
   
2. 太陽引力牽引。太陽的質量是整個太陽系的99.99%，它巨大的質量自然會形成巨大引力，就是牛頓在1687年發現的萬有引力，這個引力讓地球等其它星球都繞著太陽運轉。地球受到公轉影響，也慢慢的開始了自轉。但這應該主要是地球公轉的原因;
3. 地球重力不對稱。地球並不是個正圓球體，而是個橢圓體，而它自轉軸和公轉的黃道面角度存在23⁰的偏差，這讓它的重力不對稱，於是重力偏向一側，於是形成了自轉;
4. 暗能量和太陽引力等多重力。宇宙中的暗能量佔了宇宙質量的69%，它遍佈宇宙空間，並且一直是運動的，宇宙中所有天體都在受到它的無形作用力。地球就是在暗能量和太陽引力等多重作用力下，被帶動自轉。

地球自轉的原因都是物理學上的猜測，而宇宙中一切都是運作不息的，每個星體或天體都會受到宇宙各種力的作用，各星體為了平衡就形成了不同的自轉或公轉。

美國國立研究所長期觀測發現地球自轉速度從1999年開始加快，地球速度變快的直接原因，就是人類發射的人造衛星，因為人造衛星都是利用地球的自轉。

弄潮科學

絕大多數天體都自轉，地球自轉是太陽對其進行輻射和引力吸引造成，由於對應能量線的輻射會使被輻射天體產生半球熱、輕，不被輻射的半球會冷、重，而引力作用就會讓冷、重一面朝向太陽，但一旦重，冷麵朝向太陽，又會在輻射作用下被加熱、成輕的半球，而在引力作用下又會被轉到背面，加上天體引力這樣地球就打轉轉了。所有自轉天體，要是一個均質球體。如果輻射半球變輕時仍然重於另一半球，那麼這個天體就不會自轉。今天的月球，沒有自轉，因為面向地球面異常偏重，所以自轉無法實現。

地球不會越飛越遠，只會離太陽越來越近。地球在一天天長大，最老的地球自轉一天是5個小時，現在長到了一天24小時，以後24不夠用了。

水星是在太陽系中所存在的諸天體中最為古老的一顆行星。我們從其表面600公里的宇宙塵埃層推算出它已在太陽系存在了1200億年了。在1200億年中，水星完成了從最外層的一顆行星走到了離太陽最近的一個位置。地球大概是在950億年前來到了太陽系，現在已經離太陽為第三個近臨天體。而地球的宇宙存在史則更為久遠，從一千公里的直徑質量天體到現在已經有5500億年了。今天的太陽大概每過120億年要吞吃一顆行星。也就是說260億年後，地球會走到離太陽最近的一顆行星，並被太陽所以吞食。太陽不斷地吞食行星最終也會變成一個塵裹質量天體（黑洞）。

詹三瘋2

地球每天自轉對於我們來說絕對是一件好事，這對於整個地球的生命都是給予，如果地球沒有自轉，很可能生命也不會存在了。地球的自轉行為允許大部分地區在白天可以沐浴在陽光下，晚上可以在黑暗中，保持一個良好的、舒適的溫度。

那麼說到自轉，為什麼地球和其他行星會旋轉呢？說到這裡我們需要先了解一下太陽系的形成。大約50億年前，我們的太陽系起源於一個巨大的氣體雲之中。塵埃開始塌陷，變平，之後形成一個巨大的圓盤，旋轉得速度越來越快。

太陽在中心形成，旋轉盤（星盤）其餘部分的旋轉氣體和塵埃聚集在一起，產生行星、衛星、小行星和彗星。當行星形成時，我們的太陽系非常不和平。各種大小的塊狀物質經常發生碰撞，要麼聚合在一起，要麼互相撞擊，有時，大物體的引力會捕獲軌道上較小的物體。這可能是行星獲得衛星的一種方式。

關鍵字: 科學 自轉 黑洞