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地球自诞生以来不停地转动了46亿年,为何没有停下来?

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宇宙时空

2021-12-09 20:16

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地球,是人类的全部,是人类的“母亲”!

自诞生之日起,地球就一直在转动,一刻不停地转动到今天,长达46亿年之久。

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很多人会有这样的疑问:地球为何能一直转动?长达46亿年的时间为何没有停下来呢?

简单来讲,因为时间还不够长!

什么?46亿年还不够长?

确实如此!在人类眼里46亿年太漫长了,但上升到浩瀚宇宙的层面,46亿年并不算长。

在我们日常生活里,经常会看到自转的东西,比如说陀螺。

但是陀螺自转几分钟之后,通常都会停下来,因为转动过程中有摩擦力存在,还有风的阻力。

地球自转的过程中,有没有阻力呢?

当然有,宇宙太空并不是绝对的真空。但是地球自转过程中受到的来自太空的阻力微乎其微,尤其是在地球巨大的质量面前,阻力更显得渺小了!

所以尽管地球已经自转了46亿年,速度并没有减少多少。

根据计算,每一百年,地球自转一圈的时间慢了大约1.7毫秒(1秒等于1000毫秒)。

也就是说地球一天的时间在逐渐变长,但变长的速度异常缓慢,我们根本感受不到。

按照地球自转变慢的速度,六万年才变慢1秒,十亿年才变慢4小时。2.4亿年前恐龙出现在地球上时间地球一天的时间为23小时。

那么,最大的问题来了:地球自转为什么会变慢呢?

主要原因并不是太空的阻力,而是因为月亮!

简单来讲,四个字:潮汐引力!

来自月球的潮汐引力让地球自转的速度逐渐慢下来。

地球形成后一亿年,海洋就大片出现在地表,之后月球的潮汐引力作用就开始了。

月球的引力让地球上演周期性的潮汐作用,不断消耗着地球的自转能量,让地球自转速度越来越慢。

同时,潮汐作用也让月球以每年大约3.8厘米的速度远离地球。

为何会这样?

举个通俗的例子就明白了。

现实中很多人都骑过运转木马。假设你的女神此刻正骑着旋转木马,而你骑着一匹现实中的真马在旋转木马外围追你的女神。

由于旋转木马速度太快,真马跑的速度比较慢(这里只是假设,不要较真),你想尽快追上你的女神,与她齐头并进。

你很幸运,你的女神手中碰巧有一根绳子,她很爱你,直接把绳子扔向真马,恰好套住了马脖子。

于是旋转木马拉着真马,真马的速度越来越快,最终速度达到了与旋转木马同步,你们终于可以肩并肩秀恩爱!

整个过程是旋转木马的能量传递给了真马,而当你们肩并肩之后,真马再也无法获取能量。

例子当中,你骑的真马就是月亮,旋转木马就是地球,而女神扔的那根绳子就是引力。

其实地球和月球之间就是有一根我们看不见的绳子。

自从地月系统形成之后,地球就一直拉拽着月球一路狂奔,让月球的速度逐渐变快。

速度变快,意味着月球轨道升高,逐渐远离地球,同时地球自转速度也逐渐变慢。

一旦地球一天的时间等于一个月,月球地球之间的潮汐加速现象就会戛然而止!

预计那时候的一天相当于现在的47天,地球和月球的这种状态就被称为卡西尼状态。

还不能理解?

没关系,那就换一种方式吧。其实地球和月球就像是一个旋转中的花样滑冰。

选手

花样滑冰选手在表演过程中经常使用以下动作:在旋转过程中,先是张开双臂,然后双臂紧贴身体,目的就是让旋转速度变快。

为什么会变快?因为角动量守恒。

同样的道理,一开始地球月球系统就像是双臂紧贴身体的花样滑冰选手,然后月球远离地球,地球自转速度开始变慢。

就像是逐渐张开双臂的滑冰选手一样。

花样

月球对地球的潮汐引力作用让地球上的海洋发生移动,地球的惯性也会相应地发生变化。

根据角动量守恒,地球(固体地球)的自转速度会发生改变。

海洋与地球(固体地球)之间不断交换角动量,改变着地球的自转速度。

有没有什么证据证明地球自转在变慢?

当然有。根据现代地质学和考古学研究发现,研究生物的化石就可以知晓地球自转速度正在变慢。比如说可以通过珊瑚化石的年轮推算出几亿年前的日长,如下图:

那么影响地球自转速度的只有月球吗?

当然不是,还有其他原因,但月球的影响占主导地位。还有地球自身的超级海啸也会有影响。比如说2004年的印尼超级海啸,就让地球自转速度加快了大约3微秒,不过这样的影响放在地球漫长的历史长河里,完全可以忽略不计。

既然地球自转速度会越来越慢,那么地球最终会停止转动吗?

这里说明一点。平时我们所说的“月球围绕地球转”其实是不严谨的,因为作为一颗卫星,月球的质量实在太大了,所以地球和月球之间更像是一对双星系统,两颗星球围绕彼此旋转。只不过地球质量相对较大,感觉上好像月球在围绕地球运转一样。

理论上月球对地球的潮汐引力作用会一直持续下去,直到遥远的某天月球的运转轨道周期与地球自转相匹配,然后月球就彻底被地球锁定,悬挂在地球上空某个地方一动不动(期待着月球能悬挂在我国上空)。

只不过我们可能永远等不到这一天了,因为这一天实在太漫长了,漫长到即便是太阳变成红巨星,吞噬水星,金星,甚至还有地球,这一天仍旧远没有到来。

科学家估计,地球锁定月球需要大约两百亿年时间!除了地球会锁定月球,我们的太阳也在慢慢地锁定地球,需要更加漫长的时间,要大约五百亿年!

想想五百亿年之后会是什么样子......

算了,还是去搬砖吧!

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