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初看這個提問很水,，但解讀下來卻是一個非常好的問題。因為現(xiàn)在流行的所有解釋都經(jīng)不起推敲,，它和引力起源問題一樣,，是現(xiàn)代物理學的公案。 一,、現(xiàn)在流行的幾種說法解讀 1,、星云坍縮理論 這個理論認為地球和太陽系其它成員一樣，起源于一個恒星爆炸后殘留的星云氣體,，在引力的作用下,，一部分收縮物質(zhì)形成了地球。按角動量守恒原理,，物質(zhì)從外圍收縮到中心后,，角速度會增加。地球現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動動能就來源于最初的那個原始星云,，在經(jīng)歷了46億年的時間后,，由各種因素的損耗轉(zhuǎn)速逐漸慢下來，成了我們今天每自轉(zhuǎn)一周為23小59分56秒,。 這個解釋好像可以接受,，但仔細分析卻不成立。因為按角動量守恒,，太陽質(zhì)量占整個太陽系總質(zhì)量的99.86%,，那么太陽現(xiàn)在的轉(zhuǎn)動應該“非常快”才對,?？墒怯^測結果顯示，太陽轉(zhuǎn)得最快的赤道轉(zhuǎn)速僅為25.4天/圈,，遠低于行星轉(zhuǎn)動的速質(zhì)比,。 2、太陽磁場驅(qū)動論 這個燒腦的想法出自作業(yè)幫,，認為地球在公轉(zhuǎn)過程中受太陽磁場作用產(chǎn)生自轉(zhuǎn)(電磁理論),，形成的地磁場正好與太陽磁場方向相反，兩者達到平衡,。 理由是：A,、月球沒磁場，所以月球不自轉(zhuǎn),。(實際月球自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期相同,，都是27.2天) B,、遠古時，地球距離太陽遠,，轉(zhuǎn)速也快,；現(xiàn)在地球靠太陽近，轉(zhuǎn)速慢,。(按這個說法,，地球靠太陽越近，太陽磁場越強,，地球自轉(zhuǎn)應越快) …… 這個回答估計是哪個歷史老師的臆想,。實際上，地磁場每隔數(shù)千年會不定期出現(xiàn)反轉(zhuǎn),，如果理論成立,，那么是不是地球也要出現(xiàn)反向自轉(zhuǎn)？ 3,、引力成因說 這個回答比較靠譜,，但是由于引力產(chǎn)生的機制目前仍沒有定性的解釋，因此,，太陽引力究竟如何讓地球自轉(zhuǎn)起來,，中間的解釋過程仍難說清楚。 A,、牛頓的萬有引力公式實際上只對兩個靜止的質(zhì)點成立,，而對兩個有相對運動的天體已不適用(引力傳播有速度)，解釋不了行星的自轉(zhuǎn)和進動現(xiàn)象,。 B,、愛因斯坦認為是大質(zhì)量的天體彎曲了周圍的時空，讓行星在做圓周運動時等效于勻速直線運動,。因為該理論解釋了水星軌道的進動現(xiàn)象而被廣泛認可,，但它仍然無法解釋清楚行星的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。比如,，我們無法想象一個做勻速直線的物體一定會作自旋。 原因當然是相對論有不完善的地方,。如： 如果時間可以被彎曲或膨脹,，那是不是說時間也是一種物質(zhì)？ 相對論建立在絕對的真空之上,，但是目前的宇宙中找不到絕對真空,，“彎曲的時空”可能彎曲的只是空間，空間也是物質(zhì),。 二,、為何是引力導致地球自轉(zhuǎn),？ 宇宙中所有的物體，大到天體,，小到微觀粒子都在作旋轉(zhuǎn),，旋轉(zhuǎn)是物質(zhì)運動的普遍方式。因此,，只要我們在宏觀現(xiàn)實中找到了導致物體自轉(zhuǎn)的普適法則,，在同等條件下也將適用于解釋地球自轉(zhuǎn)成因。 在現(xiàn)實中,，這類例子還真不少,。 比如，飛機飛行,、旋渦,、龍卷風、坨螺進動,、“香蕉球”等現(xiàn)象,，它們都由相同的流體動力學原因造成。即流速小的流體垂向壓強大,。 1,、“香蕉球”的成因： 如上圖,，正常的足球向前運動時,，把空氣分成大小、速度相同的兩股氣流,。而自旋的足球表面與空氣產(chǎn)生磨擦,，造成與足球自轉(zhuǎn)方向相同的氣流被加速，反之則被足球自轉(zhuǎn)減速,，從而在足球兩邊形成速度大小不一樣的兩股氣流,。 按流體動力(伯努力公式)，流速小的一方產(chǎn)生的壓強大,，足球兩邊的壓力差形成向心力,，使足球做與自旋方向相同的弧線運動。 2,、地球在做“香蕉球”運動 我們地球的空間環(huán)境也存在“空氣”(2013年找到Higgs玻色子),，引力(向心力)和公轉(zhuǎn)也是客觀存在的。不同的是地球先受到引力,，才產(chǎn)生自轉(zhuǎn),。按愛因斯坦等效原理,，無論是向心力導致地球自旋、還是地球自旋導致產(chǎn)生向心力,，兩者都成立,。 所以，正是引力導致了地球自轉(zhuǎn),。這個結論也符合太陽系中絕大部分天體自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)方向一致的觀測結果,。 找出了地球自轉(zhuǎn)的成因，也為我們解決引產(chǎn)生機制指出了方向：引力成因與空間壓力存在密切關聯(lián),。這就是本題的價值所在,。 |
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