简单讲,地球的转动不需要什么力量,是惯性让地球一直保持自转。

也就是说,理论上讲,如果没有外力影响,地球会一直转动下去,直到永远。

上学时物理课上我们都学过牛顿第一定律,如果一个物体不受力或者说受到的合力为零,那么这个物体会始终保持静止或匀速直线运动,保持原有的状态不变。而这种维持原有状态不变的性质就是我们常说的“惯性”。

惯性在我们生活中无处不在,任何有质量的物体都有惯性,惯性的大小与质量成正比。最常见的例子就是坐车时,如果汽车突然急刹车,我们会不由自主地向前倾。

只不过或许就是因为惯性作用在我们生活中无处不在,但我们在现实生活中很难看到一个物体始终保持静止或者匀速直线运动,惯性作用似乎与我们的日常生活经验相悖。

其实不然,因为现实生活中任何物体都会受外力作用,而且受到的合力不可能为零,万物总会受到各种阻力,其中大多数是摩擦力。这就是为什么,一旦我们松开油门,汽车很快就会停下来,因为汽车与地面有摩擦力,同时汽车也会遭受风的阻力。

但松开油门后,汽车并不会瞬间停下来,而仍旧会行驶一段距离后才会停下来,实际上这恰恰是惯性的表现,惯性会让汽车保持原有的运动状态,直到外力迫使汽车的运动状态改变。

还有就是陀螺,很多人小时候都玩过,越是光滑的地面,陀螺转动的时间就越长,理想环境下,如果没有任何摩擦力和空气阻力,陀螺就会一直转动下去。

而我们的地球不正是一个超级大的“陀螺”吗?只不过这个超级大的“陀螺”是在太空中转动,而不是在某个“地面”上。地球在围绕太阳公转的同时,也在自转。由于速度很快,地球在公转时会产生巨大的虚拟离心力,所以地球并不会被太阳强大的引力吸引,不会坠落到太阳上。

刚才讲了,现实中的陀螺之所以会停下来,主要是因为陀螺与地面有摩擦力。而地球这个超级“陀螺”在太空中转动,几乎不会受到任何摩擦力,因为太空几乎是真空环境。理论上讲,真空不空,的确有极其少量的气体云和尘埃分子,但少得可怜,对地球产生的摩擦力几乎可以忽略不计,再加上地球本身质量巨大,惯性也就更大,如此微乎其微的摩擦力对地球自转速度的影响几乎为零。

真空环境中,哪怕是铁球和羽毛同时下落,两者的下落速度都是一样的,航天员在登陆月球后曾在月球上亲自做过这样的实验,让一个铁球和羽毛从同一高度下落,结果发现两者同时坠落到月球表面。

说了这么多,大家心里应该也明白了,问题的关键不在于地球为什么能转动46亿年,而在于“地球诞生时为什么会转动?”。也就说说,地球诞生之初转动起来的动力到底来自哪里?

这个原动力来自太阳!太阳在诞生的过程就发生了转动,而包括地球在内的八大行星还有彗星卫星小行星等天体,都会随着太阳的转动而转动,因为太阳之外的所有天体其实都是太阳诞生过程中留下来的“残渣”形成的,太阳会把自己的角动量分给那些“残渣”,获得一定的角动量之后,包括地球在内的天体当然都会转动。

那么,太阳为什么会转动呢?不转动不行吗?

我们需要详细了解太阳诞生的过程。太阳是通过星际云在引力作用下不断向内坍缩形成的,当不断坍缩的星际云质量达到某个临界点,就会引发核聚变,就宣告了太阳的诞生。

而星际云在向内坍缩的过程中,由于密度温度分布的不平衡,会导致每个局部的星际云向内坍缩的速度和角度会有很大不同。同时随着星际云向内坍缩,星际云的整体密度会越来越大,每个星际云分子之间的距离会越来越近,彼此之间的碰撞也会越来越频繁。

在碰撞的过程中,由于星际云分子的速度和碰撞角度不同,结果一定会发生旋转。而局部的旋转当然也会让太阳这个整体转动起来。

从微观层面来讲,自旋也是每个微观粒子的固有属性,微观粒子天生就在自旋,没有原因,起码目前我们不知道原因,只知道就是那样的。

科学家们也分析过,如果单纯靠太空中那极其微弱的摩擦力迫使地球停止自转,需要极其漫长的时间,等到太阳系终结的那一天,地球的转动也不会停止。

当然,现实中地球处在一个非常复杂的环境中,受到的力量绝不仅仅有太空极其微弱的摩擦力。实际上,地球的自转速度一直在变慢,当然这并不是因为刚才所讲的太空摩擦力影响,而是来自月球和太阳的潮汐引力的影响,其中月球的潮汐引力影响力最大。

何为潮汐力

月球对地球表面的海洋会有引力作用,这种作用力会让朝向月球的海洋隆起。同时,由于地球一直在转动,而海洋也会随着地球一直转动。就会造成这样的结果:隆起的海洋并不会正对着月球,两者之间会形成一个夹角

这就相当于月球的引力拉拽着隆起的海洋,而这种拉力会让海洋与地球之间形成强大的摩擦力,减缓地球的自转速度。在大约十几亿年前,地球自转一圈的时间只有大约18个小时,远小于如今的24小时。

月球通过潮汐力让地球自转速度变慢的同时,也在渐渐远离地球。科学家们发现,月球正以每年大约3.8厘米的速度远离地球。

除了月球之外,太阳也会对地球有潮汐作用,虽然太阳引力更大,但由于距离更远,所以太阳对地球的潮汐引力作用要远小于月球。也因为太阳和月亮都对地球有潮汐作用,所以地球的海洋也会有大潮和小潮之分,当太阳和月亮对地球的潮汐力正好呈一条直线时,就是大潮,此时地球涨潮最猛烈。而如果太阳和月球对地球的潮汐力垂直时,就是小潮。

完!

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