地球就是「永動機」?自轉46億年始終沒有停下,其動力來自哪里?

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,最后發現,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

我們的一天有24個小時,看著太陽 從東邊升起西邊落下,那麼為什麼會是這樣的景象?

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 萬有引力

那麼地球的自轉是怎麼回事,似乎人們無法找到自轉的能量提供者。

關于地球的自轉也產生了幾種假說。

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℃,并且有科學家認為地核是一個 核反應堆

地殼中存在著 鈾礦、钚礦等放射性礦石,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,然后驅動地球自己運轉。

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 自轉應該維持一個范圍內,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, 并不是一個連續穩定的能量來源,更像是一次能量之后的 逐步衰減

泥盆紀的一天只有大約20小時

由此,地球自轉里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。

由于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

這時的地球并沒有自轉,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后,地球就開始了自轉。

由于宇宙是 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。

那麼,阻礙地球自轉的能量又是什麼呢?

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,那麼是什麼在阻礙地球自轉呢?

讓地球自轉變慢的原因有很多,最大的影響恐怕是 月球

因為月球引力的影響,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,于是二者形成了阻力。

月球和潮水

其實這個說法并不正確, 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,那麼就是 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道,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。

那麼真到了那一天,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 無限趨近于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

那麼,如果地球突然停止自轉會發生什麼呢?

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。

地球自轉停止之后

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,后果就是沖向陸地。

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,那麼我們只能住在 晨昏線附近,這樣才能體會到 晝夜交替的感覺。

火山爆發

地球再也沒有什麼 南北半球的劃分,只有 光暗兩個半球

由于光半球的氣溫高,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, 地球每天都在風中凌亂

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 潮汐鎖定的現象,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

并且 金星的自轉周期特別長,足足需要 243天,是所有行星里最慢的。

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。

天王星是躺著自轉的,堪稱太陽系躺平第一球。


用戶評論