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为什么天空中有一条“银河” 太阳为什么能发光

奇闻 11-21

  知识点:地球、扁球、自转、惯性、正比

  为什么地球会绕轴自转

  地球同太阳系其他八大行星一样,在绕太阳公转的同时,绕着一根假想的自转轴在不停地转动,这就是地球的自转,昼夜交替现象就是由于地球自转而产生的。

  几百年前,人们就提出了很多证明地球自转的方法,著名的“傅科摆”使我们真正看到了地球的自转。但是,地球为什么会绕轴自转?以及为什么会绕太阳公转呢?它们之间又有什么样的关系?

  现代天文学理论认为,太阳系是由所谓的原始星云形成的。原始星云是一大片十分稀薄的气体云,50亿年前受某种扰动影响,在引力的作用下向中心收缩。经过漫长时期的演化,中心部分物质的密度越来越大,温度也越来越高,终于达到可以引发热核反应的程度,最终变成了太阳。在太阳周围的残余气体则逐渐形成一个旋转的盘状气体层,经过收缩、碰撞、捕获、积聚等过程,在气体层中逐步聚集成固体颗粒、微行星、原始行星,最后形成一个个独立的大行星和小行星等太阳系天体。

  我们知道,要测量一个直线运动的物体运动快慢,可以用速度来表示,那么物体的旋转状况又用什么来衡量呢?一种办法就是用“角动量”。对于一个绕定点转动的物体而言,它的角动量等于质量乘以速度,再乘以该物体与定点的距离。物理学上有一条很重要的角动量守恒定律,它是说:一个转动物体,如果不受外力矩作用,它的角动量就不会因物体形状的变化而变化。例如一个芭蕾舞演员,当他在旋转过程中突然把手臂收起来的时候(质心与定点的距离变小),他的旋转速度就会加快,因为只有这样才能保证角动量不变。这一定律在地球自转速度的产生中起着重要作用。

  形成太阳系的原始星云原来就带有角动量,在形成太阳和行星系统之后,它的角动量不会损失,但必然发生重新分布,各个星体在漫长的积聚物质的过程中分别从原始星云中得到了一定的角动量。由于角动量守恒,各行星在收缩过程中转速也将越来越快。地球也不例外,它所获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转、地月系统的相互绕转和地球的自转中。这就是地球自转的由来,但要真正分析地球和其他各大行星的公转运动和自转运动,还需要科学家们做大量的研究工作。

  知识点:地球自转、原始星云、角动量、角动量守恒

  为什么地球的自转有时快有时慢

  长期以来,人们一直以为地球均匀不变地绕着自转轴旋转,大约每23小时56分旋转1周。实际上,地球并不是那么老老实实地按照均匀速度自转,在一年内,它有时快,有时慢。

  地球的自转运动不仅在一年中是不均匀的,在许多世纪的过程中也是不均匀的。在最近2000年来,每过100年,1昼夜就要加长0.001秒。而且,每过几十年,地球还会来一个“跳动”,有几年转得快,有几年又转得慢。

  地球为什么会有这种“调皮行为”呢?

  科学家孜孜不倦地找寻原因,答案已逐步明朗:南极的巨大冰川,现在正在慢慢融化,这就意味着南极大陆的冰块在减少,南极大陆的质量在减轻。正是地球质量分布的变化影响了地球的自转速度。

  月亮能引起地球上海水的涨落,这种涨落是和地球旋转的方向相反的,这样就使地球的自转速度逐渐变慢。

  每年冬天,风从海洋吹到大陆上,夏天,风又从大陆吹回海洋,这些流动空气的质量大得难以相信,竟有300万亿吨!这么大质量的空气,从一处移到另一处,过一阵,又从另一处移回来,这就使地球的重心起了变化,结果旋转速度也就时快时慢。

  地球自转速度还与海洋洋流、地壳板块运动、地核物质的重新分布等原因有关,它们都或大或小地影响了地球自转速度。因此,影响地球自转速度变化的原因很复杂,这已经成为天文学的一个重要研究课题。

  知识点:地球自转、南极大陆、月球引力、流动空气

  为什么日食和月食每隔一

  定时间后重复一次

  古代中国、巴比伦和埃及的一些研究天象的人,他们从实际的观测和研究工作中,知道了日食和月食每隔6585天8小时会重复一次。这就是说,这次出现的日食(或月食),隔了18年11天又8小时(如果在这段时期内有5个闰年,那么是18年10天又8小时),它又会重现一次。古代人们就利用这个周期来预言日食和月食发生的日期。但是,他们并不明白为什么日食和月食会这样周期性地出现。

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