為什麼地球自轉46億年都沒有停下?

河北薛之謙


這個問題應該反過來問:為什麼地球自轉了46億年還會停下?

首先我們不得不提我們的老朋友——牛頓。

牛頓在物理學上最大的貢獻應該是提出了所謂的牛頓三定律,其中第一條就是:

假若施加於某物體的外力為零,則該物體的運動速度不變。

簡單說,如果一個物體只要不受外力的影響,就會保持運動狀態永遠不變。

而地球的“旋轉”也是地球的一種運動狀態,只要地球不受外界的影響,那麼地球自轉就會永遠進行下去,永不停息。

這種宇宙間所有有質量的物體所具有的性質就是所謂的“慣性”。

慣性的意思,就是:物體不動,你想讓他動就要給他施加力;物體原來是這麼動的,你想讓他那麼動,你同樣要給他施加力。

而地球的自轉運動可就不得了了,地球之所以會轉動,很大程度上跟上古時代一顆巨大行星的撞擊有關。

根據科學家的推測,大概在45億年前,有一顆跟火星差不多大小的行星“忒伊亞”迎面撞上了地球,這一撞,地球就開始自轉了,同時地軸還歪了一點兒,月球也是在這次撞擊中形成的。

總之,就是這一撞,地球開始轉動了,而在宇宙空間中,因為幾乎沒有空氣阻力,所以地球受到的摩擦力很小很小,根據牛頓第一定律,地球自然轉起來就停不下來了。

但是,地球轉速還是會越來越慢。

由於地球並不是一個完美的圓球體,所以地球的受到的來自太陽的引力並不是直接穿過地球的旋轉軸。

這就意味著地球和太陽之間的引力作用會對地球的旋轉產生一個“力矩”,而這個力矩就要命了,它會讓地球的旋轉速度慢下來。

最終,地球會被太陽“潮汐鎖定”,地球的一面將會永遠對著太陽。事實上,我們現在只能夠看到月球的正面就是因為月球被地球的重力“潮汐鎖定”了。

下面這張圖就是科學家模擬出來的地球“一天”長度的變化,可以看到,在幾十億年前,地球旋轉一圈的時間只要不到10個小時,而現在地球旋轉一圈的時間是24小時,旋轉速度越來越慢,終究有一天會被潮汐鎖定。

總結一下

因為45億年前的一次撞擊,地球開始高速轉動,而因為慣性的存在,這一轉動起來理論上就不會停下來了,但是奈何太陽對地球產生的引力會產生潮汐效應、讓地球轉速慢慢變小,最終地球還是會越轉越慢、直到一面永遠朝著太陽轉動。


航小北的日常科普


簡單回答,兩個字:慣性!

地球一直在做慣性運動,而且浩瀚太空裡幾乎都是真空,加上地球質量非常大,慣性也非常大,對地球的阻力可以忽略不計,所以會一直運動下去,並且在我們可預知的未來還會一直自轉下去!

那麼一開始地球自轉的動力來自何處呢?一直追蹤下去肯定是宇宙大爆炸,因為大爆炸是宇宙的起源!不過地球自轉的原因用宇宙大爆炸解釋有點大題小做,我們只需要明白太陽系的誕生過程就行了!

太陽和太陽系是如何誕生的?

簡單說,宇宙物質分佈的不平衡造成了引力的不平衡,這種不平衡是各種天體產生的基礎,因為這種不平衡會帶來更大的不平衡,某個地方引力更大,就會吸引越來越多的物質,引力就會越來越大,吸引更多的物質……如此不斷循環下去!

直到某一時刻,引力達到一定界限,核聚變發生了,一顆恆星就誕生了,太陽的誕生過程同樣如此!

而物質在引力作用下聚集的過程中通常是旋轉的,這種旋轉是地球等行星自轉的動力來源,依靠角動量守恆,太陽自轉的角動量分配給他們其他行星,所以地球一開始就是在自轉的,一直到今天!


宇宙探索


宇宙間所有的天體都有自轉,至少目前沒有發現不自轉的天體,可以說自轉是天體普遍存在的一個特性。

那麼,天體的自轉來自哪裡呢?這個原因其實也很簡單,天體形成於星雲,而最初的自轉也來自星雲。

無論是宇宙誕生之初生成的第一批物質,還是第二代,第三代恆星的形成,都是由瀰漫在空間中的星雲逐漸形成的,所不同的只是星雲中元素的成分有所區別而已。

我們就說形成太陽這樣的第三代恆星的星雲吧,最初的星雲是瀰漫狀的,但是由於引力的作用,星雲中的粒子逐漸開始緩慢的運動,並在運動中逐漸聚集成大一些的團塊。

這種團塊的聚集和相互吸引的運動在漫長的時間中就會形成一個個的程漩渦狀運動的部分,每一個部分基本就是一個未來的恆星系,而這時的原始恆星系已經形成了一個統一的轉動方向,這也是最初的自轉動力。

一個恆星的早期團塊,在緩慢的轉動中繼續聚集著,大部分的物質都會集中在中心區域,直到其最核心位置的溫度和壓力達到聚變反應的界限,於是瞬間開始聚變反應,原始恆星正是形成了。

恆星形成後,周圍的物質逐漸減少,但剩餘的殘渣還是會聚集成一些小團塊的,這些就是未來行星的早期物質狀態。

這些團塊,會隨著星雲的自轉圍繞中心的原始恆星運動,也可以稱作早期的公轉,而小團塊自身也同大團塊一樣,在更小的團塊聚集時也會形成自身的自轉,但受公轉的影響,其自轉方向會同公轉方向一致。這就是行星的自轉由來。

最終,一個恆星系形成了,中心的恆星和周圍的行星都形成了自轉和公轉,而這些運動與天體的引力形成了一種平衡,我們一般也稱作質量和角動量的平衡,因此,這種運動會一直持續下去,直到這種平衡被破壞才會有所改變。


寒蕭99


回答:源自轉動慣性,角動量守恆。

關於物質為什麼會運動的問題,幾千年前人類就一直在探討。人們會直覺地認為,物體的運動需要有推或者拉這樣的行為,亞里士多德就根據這樣的經驗得出結論:必須有力的作用物體才能運動;沒有力的作用物體就要靜止。

伽利略通過斜面實驗認識到:從一定高度滑落到水平面的物體,在水平面受到的阻力越小,它的運動速度減小得就越慢,它在水平面運動的時間就越長。如果水平面絕對光滑,物體受到的阻力為零,它的速度就不會減慢,物體將以恆定不變的速度永遠運動下去。

法國科學家笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點,明確指出:除非物體受到外力的作用,物體將永遠保持靜止或運動狀態,永遠不會使自己沿曲線 運動,而一直保持在直線上運動。

牛頓在伽利略和笛卡爾工作的基礎上,把這個規律總結成為一條基本定律,即牛頓第一定律,也稱為慣性定律:一切物體總保持靜止狀態或勻速 直線運動狀態,直到其他物體所施加的力迫使它改變為止。

在我們討論地球的自轉的時候,如果還是把地球看做一個質點,那麼就是過度簡化了。這個時候我們需要引入一個剛體模型。也就是說,把地球上個點之間的相對運動抹掉,保留地球的 質量、大小形狀和各點的共同運動特徵——旋轉的角速度。

在牛頓第二定律中,物體保持原有平動狀態的能力叫做慣性,是用質量來度量的。同時物體也有保持轉動狀態的能力,我們把這種能力叫做轉動慣性,用一個新的物理量轉動慣量來表示。所以常說轉動慣量是轉動慣性的量度。

物體的轉動慣量越大,保持原有轉動狀態的能力越強。地球並不是上帝在推著自轉,而是它有大的轉動慣量,使它保持原有轉動狀態的能力。引起轉動狀態變化的原因是力矩,力矩的影響是與力的大小、方向和作用點有關。地球自轉過程中,沒有力矩作用在地球上,地球自然就保持原有的自轉狀態一直運動下去。

當然了,我們今天實際測量的結果是,由於太陽引力的作用,地球的實際自轉速度在變慢,這個變慢的過程是非常緩慢的,最後會慢到公轉和自轉同步,也就是所謂的潮汐鎖定。

這個問題,我就回答完了,小夥伴們你們弄明白了嗎?


郭哥論道


自始至終不規則慣性運動,物質是變化的,沒有不變化的物質,沒有不運動的物質,純“慣性”是無法逃脫。魚缸裡的水時間久了,沒啦,水去哪兒了?魚缸裡的水蒸發與地球運動一個道理。空間本無直線運動的方式方法,任何物體的運動的路徑是最佳的自然方法,每一步的運動角動量是時刻變化的、更改的、改變的。物體在運動過程中的狀態是不規則慣性運動的。只有不規則慣性才是名副其實的慣性,慣性包涵不規則的運動,不規則運動包涵不規則慣性運動,慣性中不斷變化的角動量是最佳自然路徑,不規則慣性改變角動量,角動量平衡慣性。角動量是一個點,也是一個面,角動量的守恆在於點和麵的互換,角動量始終保持最佳自然路徑的平衡,最佳自然路徑戰勝了ab兩點最近距離的說法。自行車為什麼不倒?地球為什麼不倒?除了速度以外,他們找到了最佳自然路徑的“平行”,這裡的平行也相當於平衡,與引力牽引平衡。力為內力、外力,內力大於外力,外力權衡於內力。力不可靜止,力不可直線,力不可均速。外力永遠不可停止,角動量守恆永遠變化切換中,慣性由內力決定,而非外力作用,蘋果落地並引力作用一樣。這裡再重複一遍:慣性由內力決定,而非外力作用,證明這句話的理由非常非常多。幽默的來一句:心動就會有行動。 原創2019.8.22


聊天選手九段


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷


物質處於宇宙之中,都不是單一的存在,任何一個星球都處在一個引力場中,地球在穩定的太陽系引力場中足足地運轉了46億年之久,外界如果沒有重大變化,地球還會繼續這樣轉下去。很有意思的是,我們可以發現太陽系中每個行星的自傳速度都是不同的。科學家們發現影響行星自轉速度的主要因素是所在星系恆星的質量,以及周邊衛星的潮汐鎖定情況。


但是世界上沒有永恆不變的東西,太陽系內的穩定局面終有一天會結束。幾十億年後,太陽將邁向老年,進入紅巨星時代,它內部的氫氣在核聚變中將全部燃盡,氦氣的核聚變就將開啟,那就是劉慈欣的《流浪星球》中所描繪的氦閃時間點的到來,太陽將快速擴大,一直到火星的軌道附近,不過當時的人類科技沒有重大突破,地球將被紅巨星的高溫徹底吞沒,地球不但沒有了自轉,而且會永遠消失,不會留下任何存在於宇宙的痕跡。


科壇春秋精選


因為宇宙在膨脹,宇宙為什麼膨脹呢?因為宇宙外面很冷。就好比原子彈爆炸有衝擊波一樣簡單,溫度不平衡,永遠都不會停止膨脹


陳轉運


依人類目前科學水平,無法回答此問題!

凡是說出原因的,都是哄別人,也是哄自己。

如果人類能回答此問題,那豈不是解開了宇宙原理?



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