56星座屋
当前位置: 首页 星座百科

为什么地球会在空中转动(地球为什么会旋转)

时间:2023-05-27 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 星座百科

比如恒星以及气态行星就属于较差自转,而像地球这样的岩石行星等天体则被认为是刚体自转。月球也与之类似,既绕地球公转、又在自转,自转和公转周期都是27.32天。银河系位于室女座超星系团的边缘,据估计,银河系公转一圈大约需要耗时1000亿年。太阳的引力是维持地球公转的原因。而物体保持转动状态不变的性质,可以用转动惯量来衡量。比如花样滑冰运动中,运动员就能通过调整自身姿态来控制旋转速度。

月亮绕着地球转,地球绕着太阳转,这属于公转;而月亮、地球、太阳等星球,其自身都在绕着一个假想的轴旋转,这属于自转。

那么天体为什么会旋转呢?地球诞生至今已有45亿年的历史,就让我们通过地球的旋转来揭秘这背后的原理。

什么是旋转?

所谓的旋转就是物体绕一个点或者一个轴做圆周运动。最典型的旋转现象就是“陀螺的旋转”,陀螺就是绕着一个轴快速旋转。需要注意的是,现实世界中许多天体的公转轨道只是近似圆周,一般是椭圆,这与数学中对几何图形旋转的定义略有不同。

旋转有方向之分,在平面上通常分为逆时针旋转与顺时针旋转。这个很好理解,旋转方向跟钟表中时针走的方向一致,被称之为顺时针旋转,反之则称之为逆时针旋转。

我们从数学角度说明一下。如下图所示,平面被直角坐标系分为4个限象,一个图形绕着原点旋转,苦依次穿过4—3—2—1限象,这就是顺时针旋转;若依次穿过1—2—3—4限象,则是逆时针旋转。

太阳每天东升西落,那是因为地球绕着自转轴自西向东转,从北极点上空来看地球是在逆时针旋转,而从南极点来看地球则是在顺时针旋转。可见,旋转方向也是相对而言的,描述时需要有参考系作为依据。

宇宙中天体的旋转现象

1,天体的旋转分为自转和公转。

自转是天体绕着自己的轴心做圆周运动,自转轴一般会穿过质心。天文观测发现,宇宙中几乎所有天体都存在自转。在理论中存在不自转的天体,比如史瓦西黑洞,不过虽然该类黑洞不自转,但是黑洞周围的吸积盘却可能存在旋转。

天体的自转可以分为较差自转和刚体自转,差别在于不同纬度上角速度是否相同,如果相同则是刚体自转,反之亦然。比如恒星以及气态行星就属于较差自转,而像地球这样的岩石行星等天体则被认为是刚体自转。不过,刚体只是理想中的物体。

上图为太阳的较差自转,由于不同纬度的角速度不同,自转周期也不同。

而公转是一个天体绕着另一个天体运动,公转轨道一般为圆形或者椭圆。

在一些人的认知中,在引力的作用下,小质量的天体会围绕着大质量的天体公转,表面上看起来是这样的,严格来说并不完全正确。比如地球绕着太阳转,更确切的说,地球是绕着地球和太阳的公共质心旋转。由于太阳比地球质量大很多,它们的公共质心位于太阳内部;木星的质量比太阳系其它七大行星的总质量还要大,而太阳和木星的公共质心则位于太阳表面以外。

如图所示,木星和太阳绕着公共质心旋转。

2,太阳系天体的旋转现象

在太阳系中,太阳位于中心位置,太阳周围还有八大行星以及其它小天体(小行星、彗星),它们都在围绕太阳旋转。地球就是八大行星中的其中之一。

地球绕着地轴自转,同时又绕着太阳公转,地球自转一圈约24小时、公转一圈约365天(1年)。月球也与之类似,既绕地球公转、又在自转,自转和公转周期都是27.32天。太阳是银河系中的其中一颗恒星,太阳除了自转还绕着银河系中心公转,公转一圈大约需要2亿多年。

3,银河系本身也存在自转,那银河系又绕着什么公转呢?

银河系和仙女座星系约50多个星系共同构成了本星系群,本星系群的质心位于银河系和仙女座星系之间,它们除了绕着这个公共质心旋转,还在引力的作用下以螺旋方式相互靠近,几十亿年之后,银河系和仙女座星系会合并。

银河系连同本星系群一起围绕着室女座超星系团的中心旋转,而这个中心就位于室女座星系团。银河系位于室女座超星系团的边缘,据估计,银河系公转一圈大约需要耗时1000亿年。室女座超星系团由包括本星系群在内的100多个星系团或者星系群组成,跨度达1亿光年以上,包含4万多个类似于银河系这样的大小不一的星系。至于宇宙自身是否存在旋转现象,这个就不清楚了。

通过上面的介绍,相信大家已经对天体的旋转现象有了深入的认识,接下来我们该回到自己的家园了,来揭秘“地球为啥会旋转?”。

地球为什么会旋转?

地球诞生至今已有45亿年,地球一直在旋转,从未停歇,那么是什么力量在迫使它不停的旋转呢?这要从公转和自转这两个方面来回答。

万物皆在运动。力不是维持物体运动的原因,但却可以改变物体的运动状态。在合外力为0的情况下,物体总是保持静止或匀速直线运动,物体这种保持原有静止或者运动状态的性质被称之为惯性,我们通常用质量来度量。天体的质量越大,运动状态越难被改变。万物诞生于大爆炸,万物运动的初始动力也来源于此。

太阳的引力是维持地球公转的原因。太阳引力提供的向心力和地球惯性提供的离心力保持平衡,这使得地球不至于落向太阳或远离太阳,而是在一个固定的椭圆轨道绕太阳旋转。

地球保持自转状态不需要外力来维持。太空是真空,没有摩擦力,地球在太空中运动主要受太阳和月球引力的影响。几十亿年以来,太阳和月球的引力产生的潮汐作用就使地球的自转速度越来越慢。在10亿年前,地球上一天可能不到20小时。而物体保持转动状态不变的性质,可以用转动惯量来衡量。一个物体的转动惯量越大,其保持转动状态的能力也就越强。

那地球的旋转是怎么产生的呢?

其实,不管是地球的公转还是自转,产生旋转的根本原因就是转动惯性和角动量守恒。

至于角动量是如何产生的,这要从太阳系的起源说起。太阳系起源于星云,星云由大量的粒子构成,粒子总是在不停的运动,粒子之间在引力的相互作用下产生了力矩,于是便会产生角动量。星云质量分布不均匀,总角动量便不可能为0,于是整个星云体系便会发生旋转。星云在引力的作用下收缩形成恒星,新生恒星也会继承原星云的角动量,并且在收缩的过程中,随着半径的减小,由于角动量守恒,旋转速度便会加快。比如花样滑冰运动中,运动员就能通过调整自身姿态来控制旋转速度。

除了太阳是星云的产物,地球也是星云的产物。太阳诞生之后,余下的物质构成了太阳周围的行星,太阳系八大行星及其它小天体就是这样形成的。太阳系八大行星的轨道差不多都处于同一个平面,就是因为它们诞生之时都与太阳的自转处于同一个旋转盘。地球也是继承了来自星云以及太阳的角动量,于是也跟着旋转,除了天王星和金星以外,它们的自转方向与公转方向都完全一致,除非有力矩迫使它改变这种状态。刚刚说的天王星和金星就是因为有外部力量的干涉,才使它们的角动量发生了显著的变化。只要太阳存在,地球将永远旋转下去。

总结起来,地球之所以旋转,初始动力源于宇宙大爆炸,而引力的作用产生了角动量,于是便旋转了起来。

好了,关于地球为什么会旋转就介绍到这里,欢迎在评论区留言。热爱科学的朋友,欢迎关注我。

    推荐阅读
  • 减肥低卡食物做法(几乎0卡的食材)

    几乎0卡的食材今天还没出去运动,可却吃了好多好多......下午收到试吃的咸水鸭,同时又收到超喜欢的烧鸡,吃一口咸水鸭后就没停下来,味道感觉比烧鸡要微微咸,于是又打开烧鸡再尝尝比较比较,一尝又没停不下来......。

  • 常德出租车司机被杀(常德网约司机被杀案)

    杨某淇事后到公安机关投案自首,据杨某淇供述,其因悲观厌世早有轻生念头,当晚因精神崩溃无故将司机陈某杀害。目前,犯罪嫌疑人杨某淇已被公安机关刑事拘留,案件正在进一步侦办中。在坊间,人们对警方通报中嫌疑人“悲观厌世”一词多有议论。事发后,杨博淇的家人一直没有露面,陈江的家属也一直未能和他们取得联系。并达成补偿协议。3月27日,陈江的遗体被家人运往乡下的老家准备下葬。遇害司机陈江的追悼会现场。

  • 乌鲁木齐经济技术开发区招商引资(乌鲁木齐经济技术开发区)

    展厅两侧,分别放置一台梳棉机和一台全自动气流纺纱机。据介绍,该公司目前已完成一笔签约订单,洽谈多笔意向订单。该公司参加了本届亚欧博览会的线上展,带着主打的“沙枣花”品牌棉制品亮相展会。“沙枣花”牌棉被是由100%新疆长绒棉制作而成,面料采用纯棉多层纱布或黑科技液态氨60支以上的纯棉布料,加上研磨、针刺、绗缝等多项工艺组成。

  • 女性妇科疾病注意什么(是因为同房频繁吗)

    工作1年后,小婷终于有了2万元积蓄后。当天小婷就交了钱进行手术,然而在上了手术台后,她差点下不来。美容院担心出事,紧急将小婷送往医院抢救。好在送来的及时,目前小婷已经脱离危险了。部分身体没有明显症状的子宫肌瘤患者,在日常只需要定期随访即可,完全可以做到和瘤共存,无需过多担心。而一些因为子宫肌瘤出现症状而影响生活的情况,则需要及时就医进行治疗,在医生的指导下服药控制,必要时可手术切除肌瘤。

  • 梨形脸是最丑的脸吗(被说长相丑的女生)

    女生的脸型可以说是掌控全局的存在,不管五官如何整体协调才能构成美。然而并不可能人人长相漂亮,而那些总是被认为长相一般,甚至长相丑的女生,有一大部分原因,就是因为脸型没有规则感。这种脸型的女生男相会更重,因为脸型较长,导致面部的五官向中线集中,是典型的男性长相特征。这也是一种偏男相的脸型,面部整体上骨感较重,缺乏肉感。

  • 三生三世演技炸裂片段介绍(从让人绝望的主角的选角到整容般的演技)

    颜妍言今天终于忍不住要来评一评《三生三世十里桃花》这部神剧了。毕竟大家对人选是这样想象▼其实在电影版的《三生三世》的选角里大家一片叫好就能看出。▼尤其是是大幂幂一开始演司音的时候的发际线,真是让人绝望。而大幂幂却也是鼓足了劲演戏,在墨渊死后,司音要让翼族给墨渊陪葬,眼神犀利而坚决,丝毫不怀疑她的内心。感谢《三生三世》和《大唐荣耀》,在一姐受到抠图神剧以后,差点要放弃的时候,看到了来自国剧的光辉。

  • 鸿运当头花心怎么剪(鸿运当头花心剪法)

    鸿运当头花心怎么剪?鸿运当头花心怎么剪鸿运当头一生只开一次花,开花时间会有三个月,它的花期是在春末至夏初的时候,所以鸿运当头的花修剪时间是在夏末初秋的时候,要选一个阳光明媚的温暖天气进行修剪。有枯萎迹象的花都得从花径部全部剪掉,不能只剪掉花叶子,不全部剪掉。叶子发黄也要剪掉,更为美观,对于鸿运当头也更加健康。分株也要确保一株一花盆,营养才供的上,花盆不用太大但也不能太小。

  • 清洗田螺的方法(怎么清洗田螺)

    清洗田螺的方法准备一盆清水,将田螺倒入清水里,用双手将田螺表面的泥土搓洗干净,反复多搓几遍。搓洗不干净的用毛刷(刷子)一个一个慢慢的刷,表面一定要清洗干净。每半个小时更换一次清水,直到盆里看不见田螺吐出的泥土就是洗干净了。田螺去尾的方法,用一把剪刀将田螺尾部剪去,剪刀剪不动就用不好的刀将田螺尾部去除。

  • 二次元十大冷知识(二次元术语整理)

    例如,大多数的会议出席者都持赞成看法,却有一个人高唱反调,这个人就被认为KY。反感一切男女交往的活动,对于有女生给男生送便当的事情更为愤怒,且FFF团不对女性下手。所以在ACG领域里用领便当来比喻一个人物的死亡。ACG文化发源于日本,以网络及其他方式传播。宅都武汉目前已经发展成为天朝三大都会的一个大型二次元集散地中继点。像上面提到的周边世界,存在于动漫和现实之间的产物,所存在的圈子,被称为2.5次元。