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“神秘”的地球自转现象 或将不再神秘

 timtxu 2020-08-03

地球的自转,跟它的公转有关。所以,要了解地球的自转,就先要了解地球的公转。

我们都知道,地球是受到太阳引力的作用,才会围绕着太阳做公转运动,不至于逃离太阳系。但是,如果地球只受到太阳引力的作用,那么地球的公转轨道一定会越转越小,最后撞向太阳。但事实上,地球公转的速度不断在变化,与太阳的距离也时近时远,并保持在一定的范围之内,年复一年,始终不会被太阳的吸引所吞噬。因此我们断定,地球除了一个太阳对它的引力什么作用之外,一定还受到另外一个力的作用,才会让地球的公转运动,始终保持这种平衡状态。

纵观我们的太阳系,为什么所有的行星,始终在太阳的赤道面附近运动?而太阳的两极和南北半球的天空,却没有行星存在呢? 我们知道,太阳也是在不断地做自转运动的。自转,就会产生离心力,而太阳赤道的自转速度,远远大于太阳南北半球的自转速度,自转速度越快,产生的离心力就越大。由于太阳赤道产生的离心力足够大,足以跟它强大的引力相抗衡,因此才会使它赤道面上的天体,始终保持一定的平衡。也就是说,地球除了受到太阳的引力作用外,同时也受到太阳因为自转产生的离心力的作用,在这两个力的共同作用下,才会让地球的公转运动,始终保持这种平衡的状态。

当地球在近日点时,由于此时地球受到离心力的排斥作用效果最大,引力的作用效果最小,致使地球无法再进一步靠近太阳。同时地球在受到这个离心力的作用下,做逃离太阳的运动,在运动的过程中,随着引逃离运动的方向不断发生改变。随着引用的作用效果越来越大,使逃离运动的速度,也变的越来越小。直到地球运动到远日点时,地球受到离心力的作用效果最小,致使地球无法再进一步远离太阳。同样,当地球从远日点向近日点运动时,也是因为同时受到这两个力的相互作用,地球的运动方向才会不断变化,运动速度也在不断增大。周而复始,地球才会这样不断地运动下去。

对于这个离心力是如何作用给地球的,目前还不得而知。但是这个离心力的确存在,四季的形成,正好可以证明这一点。

从地图上我们就可以清楚地看到,地球北半球的陆地面积远远大于南半球的陆地面积,也就是说地球的北半球比南半球的质量更大,因此,地球的重心(即地球质量的中心,也可叫质心)并不在赤道这个圆中,而是在北半球上。那么,说明这点对我们有什么意义呢?下面这个小实验,会给我们一定的启示。

找一个尖头的自攻螺丝,用细棉线绑住两端,挂在半空中,保持螺丝两端的平衡。等螺丝静止后,拿一个磁铁,用磁铁的某一极,慢慢靠近螺丝,我们会发现,在磁铁引力的作用下,螺丝开始慢慢倾斜,有螺丝帽的这一端,会更靠近磁铁,最后先被磁铁吸住。为什么会产生这种现象呢?这是因为,螺丝带螺帽的那端会偏重,这个螺丝的重心,比较靠近螺帽端。当受到磁铁的吸引时,螺帽端受到的引力会更大,才会先被吸引,产生倾斜。

这个小实验告诉我们,当两个物体相互吸引时,它们两个重心会因为相互吸引而更加靠近。同样,当两个物体相互排斥时,它们两个重心会因为相互排斥而更加远离。我们再来看地球,当地球在远日点时,地球受太阳引力的作用效果最大,此时地球与太阳相互吸引。由于地球的重心在北半球,那么此时北半球会更加靠近太阳。当地球在近日点时,地球受太阳离心力的作用效果最大,此时地球与太阳相互排斥。由于地球的重心在北半球,那么此时北半球会更加远离太阳。因此我们可以推断,当地球在近日点时,太阳正好直射南回归线,北半球应该属于冬季。当地球在远日点时,太阳正好直射北回归线,北半球应该属于夏季。小编在得出这个推断前,并不知道地球在近日点和远日点时相对应的是什么季节。当小编得出这个推断后,立刻去查了资料,发现地球的近日点是每年的1月份(属于冬季),远日点是每年的七月份(属于夏季)。这与小编上面的推断完全吻合。因此小编相信,这绝对不只是一种巧合。这就是形成四季的根本原因,同时也印证了这个离心力的真实存在。

我们现在再来了解地球的自转。当我们有时不小心摔了一跤时,往往我们会不经意地说出这样的话:刚才重心不稳,摔了一跤。相对于地球对我们的引力作用而言,我们每个人以及地球上的每一个物体,都因为重力的作用有一个重心。人的摔跤,酒瓶的倒地,任何物体本身在移动时,物体本身的重心都会发生移动。反过来说,当物体的重心发生移动时,那么这个物体的本身就会发生相应的移动。我们坐在汽车上,当司机踩刹车减速时,我们的身体会向前倾,这说明此时我们身体的重心在向前移动。当司机踩油门加速时,我们的身体会向后仰,这说明此时我们身体的重心在向后移动。由此我们可以得出,当物体做加速运动时,物体的重心就会向运动的反方向移动。当物体在做减速运动时,物体的重心就会向运动的方向移动。

由此可见,地球由近日点向远日点运动时,当地球运动到A点(如下图所示),地球的运动方向为轨道的切线方向,即F1。由于此时地球做减速运动,因此此时地球的重心(即地球质量的中心,也可叫质心)G向地球运动的方向移动到G1。当地球运动到B点时,假如地球的重心没有发生改变,那么此时地球的重心还在G1这个位置上。然而事实上,地球在B点时的运动方向为F2,同样此时的重心为G2。由此可得,当地球从A点运动到B点时,地球的重心由G1移动到G2。当物体的重心发生移动时,物体本身就会沿着重心移动的方向移动。因此,当此时地球的重心从G1移动到G2时,地球本身就会沿着重心移动的方向移动,由此地球形成了由西向东的自转运动。同理可得,当地球由远日点向近日点运动,地球从C点运动到D点时,地球的重心由G3移动到G4,同样形成了地球的自转。

根据四季形成的原因,当天体南北半球存在质量差时,那么这个天体就会发生倾斜。当天体南北半球存在的质量差越大,倾斜度就会越大。海王星并非完全“躺着”转,它与黄道面同样有一个夹角,只是因为海王星南北半球存在质量差非常大,因此它的倾斜度也就非常大。金星是一个非常特殊的天体,它的自转方向与其它的天体刚好相反,是由东向西转的,那么这是否就意味着上面总结的天体自转规律,是不正确的?现在天文学界普遍认为,金星本来也是由西向东自转的,由于受到天体的撞击,使其自转方向发生了改变。按照天体自转的这个规律,可以推断,金星现在的自转速度一定在慢慢减慢,直到停止,再慢慢开始进行由西向东的自转。因此,只要能证明金星现在的自转速度是在减慢的,就能证明这个天体的自转规律是正确的。

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