之前有个新闻,
2020年地球自转比以往更快
一天已经不足24小时了。
尤其是2020年7月19日这一天,比24小时少了1.46毫秒,是近50年来最短的一天。你知道这是怎么回事吗?
著名哲学家康德和法国著名物理学家拉普拉斯提出了太阳星云说
他们认为:太阳系最初由一团星际物质组成,这些物质主要是氢和氦,还有少量由于超新星喷发制造出的重元素。这些物质在万有引力的作用下彼此聚集,引力势能被释放出来,温度逐渐升高,核心压力越来越大。一旦核心部位的压力和温度足以引发核聚变,一颗恒星就诞生了,这就是太阳。
(太阳星云说)
在太阳形成之初,太阳附近没有附着在太阳上的物质构成了太阳星云。
太阳星云上的碎片彼此碰撞聚集,就形成了太阳系内的行星。
强烈的太阳风又把没有形成行星的细小颗粒吹散掉,于是就构成了今天太阳系的模样。
在太阳系形成的过程中,有一个很重要的物理规律:角动量守恒。它告诉我们:如果物体的质量分布更加靠近转轴,那么它的旋转就会加快,如果物体的质量分布距离转轴更远,它的旋转速度就会减慢。
好像一个芭蕾舞演员,她张开双臂旋转,再突然把双臂收到胸前,转的就会更快。
在星际物质逐渐聚集成太阳的过程中,由于物质向中心聚集,所以旋转速度就会加快,这就是太阳和行星的自转原因。所以,推动地球自转的,是物理规律。
世界上第一个证明了地球自转的人是法国人莱昂.傅科。
1851年,他在巴黎先贤祠做了一个实验:用一根67米的绳子吊着一个28kg的重球,让重球摆动起来。由于地球自转,这个摆动并不总在同一条直线上,而是每隔32个小时旋转一圈。
(先贤祠)
傅科在摆的下方放置了一个沙盘,人们惊讶的发现:每摆动一次,沙盘上的线都会偏移3mm。
那么,地球自转速度为什么会变化呢?有长期和短期两个原因。
从长期看, 由于地球和月球之间的潮汐力影响,地球的自转会越来越慢。从地球形成之初的8h一天,变成了现在的24h一天。而且这种趋势还会继续进行下去。所以我们经常会增加闰秒。最终,如果地球和月球潮汐锁定,一天的时间就和一个月的时间是一样的了。
从短期看,由于地球上质量分布的变化,也会造成地球自转速度的变化。例如季风会将大量的空气吹向某个位置,冰山融化会让大量的水从南北极流向赤道,地下的岩浆可能喷涌而出,也可能回流到地心,板块活动和地震也会造成地球上质量分布的变化。假如更多的质量集中于赤道,就会造成地球自转变慢;如果更多的质量集中于两极,就会造成地球自转变快,这也是角动量守恒决定的。
最后给大家留一个思考题:
我们国家的车辆和行人都要靠右侧通行,假如有一天我国法律改成所有行人和车辆都靠左侧通行,请问地球的自转会变快还是会变慢呢?
关于地球自转问题的详细讨论,
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