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地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

类别:科技 发布时间:2022-12-25 05:00:00 来源:5分钟历史浅读

马路上随处可见的沥青,它其实是液体,也能流动,也能蒸发,但它的流速非常非常慢,以至于以我们人类的视角,比如观察几个小时,几个星期,甚至是几年来看,沥青都近乎于固体一般。

科学家为了展示沥青的流动特性,把一块沥青放在漏斗里,做了一个滴落实验,但这个时间持续了将近100年,这滴沥青才终于滴落。

地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

那我说这个是什么意思呢?实际上,有人认为地球45亿年都在自转,怀疑它是永动机,和我们观察几个星期都看不见沥青在流动,就判断它是固体,这两件事其实是一样的,都是我们观察世界的角度出了问题。

或者说,在我们这种平均寿命只有70——80年的物种,我们就很难去感受那些几十年都不变化,甚至是几千几万年,更有甚者几亿年都不变的这些事物,地球的自转和公转也是这个道理。

大家或许都听说过月球总是一面朝向地球,这是由于地球对月球的“潮汐锁定”造成的,那这什么意思呢?

粗略的解释就是,月球它本身在自转,它自转就会有一个能量,叫转动动能,但由于地球和月亮组成了双星系统,月球的转动动能就会由于力的相互作用原理,缓慢变成摩擦力,形成热,从而耗散掉,这个过程可以很慢,但是却不可逆。

地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

所以,一旦形成了双星系统,它们必然会相互内耗,在地月系中,很不幸,小个子的月亮被地球夺取了转动能量,所以它永远一面朝着地球。

但潮汐锁定是相互的,所以地球也在被月球,甚至是太阳“锁定”,所以,地球从诞生之初,其自身具有的自转的能量都在被不停地消耗。

当我说到这,大家应该就能明白,地球这个自转的能量迟早有一天也会消散。那么如果我们往前推着想,一个显而易见的结论就是,地球自从诞生之日起,就具备了自转和公转,也就是具备了这两种运动的能量。

通过一些简单的计算个几个科学家们测得的常数,我们可以算出,地球自转的能量为2.6×1029 J,公转的能量为2.7×1033 J。

这个能量真的太大太大,以至于我们全人类,以现在利用能源的等级,咱们当前能源利用功率为2×1013 W,把所有能利用的能源都利用上,也得要4亿年才能消耗掉地球自转的能量。

那这些初始的能量是哪来的?

咱们地球上有黄金,白银,铂金等等贵金属,它们都属于稀有金属,重金属,而这些重金属最初的来源,就是超新星爆发。

地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

可以想象,地球,金星,还有那个庞然大物木星,包括太阳,都是在上一代超新星爆发的残骸上重生的。

整个超新星爆发持续了数月,其亮度相当于整个银河系所有恒星发出的光,当然,数月后,超新星爆发结束,剩下的是一个弥漫在数光年范围内的残渣。

这些残骸有的就像粉尘,在万有引力的作用下相互靠近,形成星云,这些粉尘之间都有很大的间距,也就是具有势能,在相互靠近,聚集成碎块的时候,势能转化为动能,虽然由于微观粒子的运动轨迹无法预测,这个叫做“混沌现象”,但它们大致能分为两种结局,

有些运动的快的碎片,慢慢靠近星云中心之后就开始打转转;

那些几乎不怎么运动的碎片,就缓慢地飘向星云中心,但不怎么运动。

地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

然后,逐渐逐渐,一团没有什么规则的星云,就会变成一个圆盘状的星系。

其中,吸收了最多质量的那个,开始燃烧,变成了如今的太阳,其他的,就演变成了行星和矮行星,我们的太阳系就此诞生。

地球的公转的能量和自转的能量,就是来自于太阳系形成初期,那些形成地球的星际碎片,它们自身的角速度和线速度,再根据能量守恒,地球也就继承了这些碎片的能量,如果再往细了说,

所有碎片的角速度的矢量之和变成了地球的自转的能量;

所有碎片的线速度的矢量之和变成了地球的公转的能量。

我们刚刚是往前推着说了地球自转和公转的能量是怎么来的。那我们再具体说说,地球自转的能量会被怎么消耗掉,会在多久的未来被消耗掉。

在地球上,如果没有动力来源,没有什么机器可以一直转动下去,那是因为在地球上摩擦力无法避免,物体运动一定会受到阻力。

那在太空中,地球自转会受到阻力吗?

当然会,就拿咱们太阳系所在的本星系这个环境中,大概来讲就是每10立方厘米的空间中,会有1个原子。

地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

你别看它们数量少,但这种损耗是实实在在的,按照这种方式损失能量,地球将在3000万亿年后停止自传。

当然这个时间就比宇宙诞生的年龄还要长得多得多了。

至于刚刚提了一嘴的月球和太阳的潮汐锁定,具体来说就是。

月球对地球的潮汐锁定,大概会在100亿年这个尺度上,消耗掉地球自转的能量。

而太阳,你别看月球质量很小,甚至比地球还小,但太阳离地球太远,它的潮汐力影响要比月球小得多,预估地球被太阳潮汐锁定的时间,这个时间至少在500——1000亿年。

而由此也可以得出结论,在谁使地球自转变慢的这个角度来说,月球是最主要的因素,当然,还包括太阳,只不过太阳只占其中的10%。

地球日这一天,你要懂得珍惜地球,因为它注定“停转”

地球刚刚诞生时,一个昼夜只需要8个小时,5亿年后的寒武纪,一天就需要21小时了,45亿年后的今天,一天需要24小时,一直到现在,地球还以每年0.7毫秒的时间减慢,估计到一亿年之后,地球自转一天需要25个小时。

一台机器,在关掉电源后,从运转到停止,少则几秒钟,多则几小时,以我们人类这个“长寿”的哺乳动物来讲,我们能很轻松地得出正确的结论,然而,地球诞生了45亿年,就算我们从第一只类人猿诞生作为人类文明的开始,也不过短短20万年,这仅仅是45亿年的1/22500,用轻如鸿毛来比喻我觉得都不恰当,我们所听说的故事,大部分都来自于最近的200年左右,你自己亲身经历完整的一件事的时间,可能也不过短短10多年,对于地球经历的沧桑来说,真的不算什么。

100亿年,是我们太阳的寿命,在这之后,太阳会化作红巨星,膨胀230多倍,届时它会吞没甚至液化整个地球,届时,整个太阳系或许会一片大乱,或许会有行星坠入太阳,导致新的一轮超新星爆发,其星际尘埃或许会形成新的地球,新的太阳,周而复始地旋转下去,直到再次毁灭,再次轮回。

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