地球自轉了45億年,為何到此刻還沒有停下來?能量來自哪里?
起首我們說下能量來自哪里
這里說的能量必定指的是動能或角動量,那么最初的角動量哪里來的?我們都知道在銀河系中有良多活躍的恒星形當作區域。而我們的太陽必定也是浩繁恒星形當作區域中不起眼的一部門。
上圖就是我們的銀河系,再浩繁旋臂上的亮點都是恒星形當作區域,當然星系中間必定是最活躍的,因為那邊的引力擾動比力大!
恒星一般都降生于一團分子云中,而最初的分子云是在三維空間平分布的,并不是一個圓盤,但也不是一個完美的平均的球形,我們稱其為三軸橢球體!在分子云內部原子、分子會不竭地發生碰撞活動,整個龐大的分子云自己就自帶一種遲緩扭轉的內涵屬性。可能微乎其微我們底子無法不雅察到。
還有一種可能就是,兩團分子云也會再引力的感化下形當作一種潮汐力矩,而且互相接近多方,這樣也為最初的分子云團供給了內涵動量。這是引力勢能到動量的轉化。很容理解吧。
而獲得了動量的分子云,這個三軸橢球體在引力的感化下會在較短的軸上率先塌縮,啪!就像攤煎餅一樣,一個形當作圓盤就這樣降生了!我們都很領會一個物理定律,也是實際生后中常見的現象,那就是溜冰活動員,當它把胳膊收起來時,轉速會加速,這就是動量守恒定律。
氣體云的塌縮也一樣,因為質量分布的集中,按照角動量守恒定律,此時的行星圓盤會扭轉加快,這就是最初扭轉能量的來歷。
龐大的行星圓盤都轉起來了,您還擔憂小小的地球不轉嗎?所以太陽系內的行星天體都帶有同樣的逆時針扭轉的角動量,太陽也不破例。
此刻說下為啥轉了這么長時候為啥不斷呢?
在我們日常糊口中,轉個陀螺,紛歧會本身就停了。這申明脫落損掉了本身的角動量,從哪里損掉的?必定是與地面、空氣的摩擦!
從這一點我們就知道為啥地球不斷,因為按照能量守恒定律,能量是不會憑空消逝,除非發生轉移,地球在太空中那是幾乎沒有摩擦的,并且地球質量如斯復雜,扭轉慣性也很大,是很難停下來的。
您看,適才我說了幾乎!意思就是想表達地球其其實自轉的過程中是由細小的摩擦力的。這就要說到月球了。
潮汐摩擦和角動量傳遞
地球現實上并沒有以恒定的速度扭轉,而且每個宿世紀以大約1.7毫秒的速度在逐漸降低。這似乎是眇乎小哉的轉變,但比力有趣的是,地球上古代的生物對一天的時候有分歧的熟悉。
這一切始于45億年前。在一顆火星巨細的行星和原始地球發生了致命的碰撞之后,環繞著熾熱的地球形當作了熔融撞擊碎片環。
顛末漫長的歲月,碎片環聚結當作了月球,那時月球到地球的距離約地球半徑的三倍,剛好跨越洛希極限。這是地球的一天僅有4個小時。
跟著月球繞地球的活動,兩個天體之間互換了角動量。月球的引力吸引海洋,形當作了潮汐凸起,扭轉更快的地球會受到海水與陸地的摩擦感化。因為這場引力的拉鋸戰,我們的行星自轉就跟著時候的推移減慢了。
地球掉去的角動量被轉移到月球,這一效應也使月球以每年3.8厘米的速度在遠離地球。
現在,與布景恒星比擬,地球繞其軸扭轉一周大約需要23個小時56分鐘4.09秒。這稱為一個恒星日。今朝,月球的平均距離為384,400公里,約為地球半徑的60倍。這就是漫長歲月所帶來的轉變。
那么在10億年內,月球距地球的距離會增添37,800公里,距離地球更遠,而地球上的一天要增添4.72小時。當月球達到地球半徑的80倍時,估計月球將遏制其標的目的外的螺旋活動。
最終,月球將每47天完當作一個軌道,而地球每47天自轉一周。當這種環境呈現時,地球和月亮將被潮汐鎖定。是以,活著界的某些地域,一個較小,較暗的月亮將永遠地裝飾在夜空(白日),而在另一側只有星星。
0 篇文章
如果覺得我的文章對您有用,請隨意打賞。你的支持將鼓勵我繼續創作!