在科學尚不發達的古代,人們認為地球是宇宙的中心 ,日月星辰都在圍繞地球運動,因此才有了白天黑夜之分。
現在我們知道,地球並不是宇宙的中心,甚至連太陽系的中心也算不上,它只是一顆45億歲的普通的岩石金屬星系,一粒懸浮在陽光中的渺小塵埃,至於我們人類自己,也許連塵埃上的細菌都算不上。
以往被認為是群星繞地球運動最佳證據的晝夜交替,也被科學家們證明了是由地球自轉本身引起的,1851年法國物理學家傅科,更是透過設立在巴黎先賢祠的傅科擺,讓普通人也感覺到了腳下的地球正在自轉。
21世紀的今天,科學界已經將地球自轉的速度精確到了每秒465米,也就是說每時每刻我們腳下的地球都在以超音速自轉,同時還在以每秒30千米的速度繞太陽公轉,前者的自轉週期是23小時56分,後者的公轉週期是365天5時58分56秒。
但地球誕生45億年來,為啥能始終保持這麼快的自轉和公轉速度呢?
根據天文學家的說法,地球自轉其實是一個慣性運動過程,而這一過程的第一推動來自於46億年前太陽星雲的坍塌,當時含有氫元素和重元素的星雲在臨近超新星爆發的影響下,發生了自轉和坍塌現象。
星雲內部的氫元素在坍塌的過程中大量堆積到一起,高溫高壓環境開始在這團星雲中出現,當溫度和壓力達到一定程度後,氫元素核聚變反應就被觸發了,太陽星雲的絕大部分在自轉中聚攏成了恆星,也就是今天我們看見的太陽。
由於原來的星雲本身就在自轉,所以在自轉狀態下的星雲中誕生的太陽,繼承了原星雲的角動量,也開始了自轉。
而剩下的,沒能成為太陽的一部分的氫元素和重元素,開始在恆星盤中凝聚成一顆顆岩石金屬星子,這些星子同樣繼承了原星雲的角動量,在不斷的自轉中彼此碰撞融合,最終形成了今天我們看到的太陽系八大行星和衛星們。
45.5億年前,當地球從無休止的碰撞融合中成型後,一顆火星大小的天體“提亞”,又從側面撞上了新生的地球,撞擊威力之大直接把地軸都撞傾了,碰撞產生的碎片則在引力作用下,重新聚攏成了地球唯一的天然衛星,也就是我們現在看到的月球。
有趣的是,也多虧了這場驚天動地的碰撞,地球才有了一年四季的分別,因為只有以傾斜姿態繼續自轉的地球,不同緯度接收到的太陽光強度才會不一樣,所以當太陽光直射某一地區的時候,這一地區就會是夏天,反正則是冬天和春秋兩季。
然而地球並不會永遠自轉
因為雖然太空是真空環境,幾乎沒有阻力,地球本身也不需要對外做功來轉移自轉能量,但1.5億公里外的太陽,其實一直在用引力拉扯著地球,天文學家相信,足夠長的時間過後,地球就會以為太陽引力的影響,而被太陽潮汐鎖定,就像月球被地球引力潮汐鎖定一樣。
被太陽潮汐鎖定後的地球,自轉速度和公轉速度將會保持一致,同時地球的一面將永遠面向太陽,另一面則永遠見不著太陽。
除了太陽的潮汐鎖定外,人類本身也在減緩地球自轉的速度,因為每次火箭發射都採用反作用力推進,而地球本身就是最大的受力源,所以火箭飛出地球獲得的動能,其實就是地球自轉消耗的動能。
隨著火箭發射的日益頻繁,此消彼長之下,地球自轉的速度也會越來越慢,未來一天變成25個小時也不是什麼不可能的事。