地球自转了45亿年,为何到此刻还没有停下来?能量来自哪里?
起首我们说下能量来自哪里
这里说的能量必定指的是动能或角动量,那么最初的角动量哪里来的?我们都知道在银河系中有良多活跃的恒星形当作区域。而我们的太阳必定也是浩繁恒星形当作区域中不起眼的一部门。
上图就是我们的银河系,再浩繁旋臂上的亮点都是恒星形当作区域,当然星系中间必定是最活跃的,因为那边的引力扰动比力大!
恒星一般都降生于一团分子云中,而最初的分子云是在三维空间平分布的,并不是一个圆盘,但也不是一个完美的平均的球形,我们称其为三轴椭球体!在分子云内部原子、分子会不竭地发生碰撞活动,整个庞大的分子云自己就自带一种迟缓扭转的内涵属性。可能微乎其微我们底子无法不雅察到。
还有一种可能就是,两团分子云也会再引力的感化下形当作一种潮汐力矩,而且互相接近多方,这样也为最初的分子云团供给了内涵动量。这是引力势能到动量的转化。很容理解吧。
而获得了动量的分子云,这个三轴椭球体在引力的感化下会在较短的轴上率先塌缩,啪!就像摊煎饼一样,一个形当作圆盘就这样降生了!我们都很领会一个物理定律,也是实际生后中常见的现象,那就是溜冰活动员,当它把胳膊收起来时,转速会加速,这就是动量守恒定律。
气体云的塌缩也一样,因为质量分布的集中,按照角动量守恒定律,此时的行星圆盘会扭转加快,这就是最初扭转能量的来历。
庞大的行星圆盘都转起来了,您还担忧小小的地球不转吗?所以太阳系内的行星天体都带有同样的逆时针扭转的角动量,太阳也不破例。
此刻说下为啥转了这么长时候为啥不断呢?
在我们日常糊口中,转个陀螺,纷歧会本身就停了。这申明脱落损掉了本身的角动量,从哪里损掉的?必定是与地面、空气的摩擦!
从这一点我们就知道为啥地球不断,因为按照能量守恒定律,能量是不会凭空消逝,除非发生转移,地球在太空中那是几乎没有摩擦的,并且地球质量如斯复杂,扭转惯性也很大,是很难停下来的。
您看,适才我说了几乎!意思就是想表达地球其其实自转的过程中是由细小的摩擦力的。这就要说到月球了。
潮汐摩擦和角动量传递
地球现实上并没有以恒定的速度扭转,而且每个宿世纪以大约1.7毫秒的速度在逐渐降低。这似乎是眇乎小哉的转变,但比力有趣的是,地球上古代的生物对一天的时候有分歧的熟悉。
这一切始于45亿年前。在一颗火星巨细的行星和原始地球发生了致命的碰撞之后,环绕着炽热的地球形当作了熔融撞击碎片环。
颠末漫长的岁月,碎片环聚结当作了月球,那时月球到地球的距离约地球半径的三倍,刚好跨越洛希极限。这是地球的一天仅有4个小时。
跟着月球绕地球的活动,两个天体之间互换了角动量。月球的引力吸引海洋,形当作了潮汐凸起,扭转更快的地球会受到海水与陆地的摩擦感化。因为这场引力的拉锯战,我们的行星自转就跟着时候的推移减慢了。
地球掉去的角动量被转移到月球,这一效应也使月球以每年3.8厘米的速度在远离地球。
现在,与布景恒星比拟,地球绕其轴扭转一周大约需要23个小时56分钟4.09秒。这称为一个恒星日。今朝,月球的平均距离为384,400公里,约为地球半径的60倍。这就是漫长岁月所带来的转变。
那么在10亿年内,月球距地球的距离会增添37,800公里,距离地球更远,而地球上的一天要增添4.72小时。当月球达到地球半径的80倍时,估计月球将遏制其标的目的外的螺旋活动。
最终,月球将每47天完当作一个轨道,而地球每47天自转一周。当这种环境呈现时,地球和月亮将被潮汐锁定。是以,活着界的某些地域,一个较小,较暗的月亮将永远地装饰在夜空(白日),而在另一侧只有星星。
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