一直有个疑问,火星上有

日期:2019-05-06编辑作者:vnsr威尼斯城官网登入

  很多人都相信,在茫茫宇宙中,地球不可能是唯一有生命的星球。在地球以外的所有星球中,与地球最为相似的就是火星:它们有相同的自转周期,它们自转轴倾斜的角度也相同,它们都有大气,都有冰冠因而也都有水。火星上也有与地球十分相似的四季变迁;在夏天,冰冠缩小,在冬天则又变大。

原标题:地球为什么会旋转?那得从初生的太阳系拥有巨大角动量说起

原标题:一直有个疑问:为什么地球会旋转?

  因此,地外最有可能存在着生命的应该是火星。

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从初生太阳系拥有巨大角动量说起。

  人们甚至还有理由认为,火星上可能存在着比我们人类更先进的文明。

地球自46亿年前诞生以来,便日日旋转不休,为世间万物带来日升日落,直到太阳在若干年后化为红巨星、将地球吞噬殆尽为止。但话说回来,地球为什么会自转呢?

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  这种想法的基础可追溯到法国天文学家拉普拉斯(1749~1827)于1799年提出的太阳系起源学说。

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图片来源: Shutterstock

  拉普拉斯认为,太阳系肇始于一团巨大的尘埃——气体云,它在旋转着,并在自身的引力作用下缓慢地收缩。

地球是由围绕着初生太阳的气体与尘埃盘形成的。在这个不断旋转的尘埃盘中,星星点点的尘埃与岩砾渐渐聚集到一起,逐渐形成了地球。

日复一日,地球每天的自转,使得日出和日落成为了我们日常生活的一部分。自从46亿年前地球形成以来,这已经成为了地球的日常工作,这一工作也将持续到世界末日的到来——也许是太阳膨胀成一颗红巨星并吞噬了地球。但是,为什么地球会旋转呢?

  尘埃——气体云不断收缩,它的旋转速度也不断加快。最后,它的自转速度快得使赤道隆起部分的物质“腾空”了,于是就留下一道物质构成的环,后来这个环又凝缩而形成一颗行星。

加州大学洛杉矶分校天体物理学家斯玛达尔·那奥兹解释道,随着新生的地球渐渐长大,太空岩石不断与之相撞,使地球开始旋转。由于早期太阳系中的所有物质几乎都沿同一方向围绕太阳旋转,受到这些撞击的影响,地球也开始朝这个方向旋转。

地球是由围绕在新生恒星周围的气体与尘埃组成的星盘所形成的。在这个旋转的圆盘中,尘埃和岩石碎片粘在一起,从而形成了地球。来自于加州大学洛杉矶分校的天体物理学家Smadar Naoz解释道,随着它的成长,太空中的岩石不断地与这个新生的行星相撞,这样的撞击力成为了推动它旋转的力量。由于在早期的太阳系中,所有的碎片都是以大致相同的方向绕着太阳旋转,这些碰撞也使得地球——以及太阳系中的大多数物体——都以相同的方向旋转。

  尘埃气体云继续收缩,从它脱离出来一道又一道的物质环,它们形成了一颗又一颗的行星,最后在中央部分留下的物质聚焦成为太阳。

但太阳系一开始又为何会旋转呢?太阳和太阳系都是在一团气体尘埃云在自身重量的作用下发生坍缩形成的。

那么我们就要问啦,为什么一开始太阳系就在旋转呢?尘埃和气体云由于自身重量而坍缩时形成了太阳以及太阳系。大部分的气体凝结而成为了太阳,而剩下的物质则在周围形成行星盘。在坍塌之前,气体分子和尘埃粒子各做各的,但在某一个时刻,一些气体和尘埃巧妙地在一个特定的方向上多移动了一点,开始了旋转运动。而当气体云正式开始坍缩时,云层开始加速旋转——就像花样滑冰运动员在旋转时收起胳膊和腿,会让旋转的速度更快。

  按照拉普拉斯的上述理论,太阳系中越是外围的行星年龄便越老,越往里的行星越年轻。因此,地球要比火星年轻,金星又比地球更年轻。当时的人满可以由此设想:金星也许是一个原始的世界,它阴湿而多云,很可能布满着丛林,恐龙在那儿爬行,智慧生命则尚未萌芽。事实上,直到20世纪50年代,科学幻想作家们还经常这样描绘金星上的景象。

其中大多数气体都凝聚成了太阳,其余物质则形成了围绕太阳旋转的气体尘埃盘。在发生坍缩之前,气体分子和尘埃粒子一直在四处运动,但到了某个特定时间点,部分气体和尘埃碰巧朝某个方向移动了些许,使整个系统开始旋转。而当气体云坍缩之后,气体云的旋转便会随之加速,就像花样滑冰选手夹紧胳膊和腿之后、便可以转得更快一样。

因为在太空中并没有什么东西可以让物体慢下来,因此一旦开始旋转,它就会持续不断地旋转下去。在这种情况下,这个不断旋转的太阳宝宝有很多的角动量,这个量描述了物体持续旋转的趋势。因为,当太阳系形成时,所有的行星可能都以同一个方向旋转。

  按照上面的思路,火星上的智慧生物则在千百万年以前已经达到和超越人类目前的水平。它们的超级文明会不会已经使它们变得像神那样善良,抑或像恶魔那样可怕?

由于太空中没什么东西阻碍它们的运动,一旦开始旋转,就会一直旋转下去。这个初生的太阳系拥有巨大的角动量。而物体的角动量越大,就越容易维持继续旋转的趋势。因此当太阳系形成后,可能所有行星都是朝着同一方向旋转的。

然而到了今天,一些行星都有了自己的个性,有自己的旋转方式。金星的自转与地球的自转方向相反,而天王星的自旋轴则呈90°倾斜。科学家们不确定这些行星为何自转方向会与其它行星不同,但他们提出了一些猜想。对于金星来说,也许是碰撞导致了它的自转与众不同,也或许它一开始和其它行星自转的方向是相同的,但随着时间的推移,太阳对于金星上厚厚云层的引力作用,加上金星地核与地幔之间的摩擦,导致了金星的自转变成由东向西。2001年一项发表在《自然》上的研究表明,太阳与其它行星之间相互的引力作用可能是导致金星自转减慢并逆转了方向的原因。

  火星的红色,兼之它以战神的名字命名,使人们在感情上偏向于上述的后一种可能性。科幻作家普遍地对于火星抱有恐惧心理,这种情况同样持续到本世纪的50年代。

然而,如今部分行星的旋转方向已经发生了改变。例如,金星的自转方向与地球相反,天王星的自转轴则倾斜了90度。金星可能是受到了一次巨大的撞击,导致自转方向发生了翻转。

据《科学美国人》报道,就天王星而言,科学家们认为撞击——一块巨大的石头所带来的撞击,或是两种不同物体连续两次的撞击——会使它失去平衡。

  其他世界上,特别是火星上也有生命的念头同样影响着火星学家们。他们绘制的火星图也就具备了地球本身的种种地面特征:有大陆、山脉、海洋、海湾..那么,到底火星上有没有智慧生物呢?这还有待科学家们的进一步考证。

或者它在刚开始时与其它星球的自转方向相同,但受到太阳引力的拉扯、再加上金星地核与地幔之间的摩擦力,自转方向便逐渐反了过来。2001年发表在《自然》上的一篇研究指出,金星与太阳之间的引力作用和其它因素可能会导致金星自转速度减慢、最终自转方向发生反转。

尽管有各种各样的干扰,太空中的一切物体都在朝着某一个特定的方向旋转。“旋转是宇宙中物体的基本行为,”Naoz说道。

至于天王星,科学家认为它可能撞上了一块巨大的岩石、或者受到了两个天体的双重撞击,结果把它撞得“仰面朝天”。

小行星在旋转,恒星在旋转,星系也在旋转(根据NASA的说法,太阳系绕着银河系转完一个圈需要2.3亿年)。宇宙中速度最快的物体是那些密集、飞速旋转的脉冲星,它们是大质量恒星的尸体。一些脉冲星的直径相当于一个城市,且每秒可以自转数百次。2006年一项发表于《科学》杂志的研究公布了速度最快的被称为“Terzan 5ad”的脉冲星,每秒能旋转716次。

虽然存在这样那样的区别,但太空中的一切物体都会朝着某个方向旋转。“旋转是宇宙中物体的基本行为。”那奥兹表示。

而黑洞的速度则可以更快,2006年发表在《天体物理学杂志》上的一项研究发现,一个名为GRS 1915 105的黑洞可以每秒旋转920到1150次。

例如,小行星会旋转,恒星会旋转,星系也会旋转(据NASA称,太阳系需历经2.3亿年才能绕银河系旋转一圈)。宇宙中旋转最快的天体为脉冲星,即巨大恒星死亡后的残骸。有些脉冲星的直径只有一座城市那么大,但每秒可旋转数百圈之多。其中最快的一颗名为Terzan 5ad,每秒可旋转716圈。

但它们的旋转也会慢慢减速。Naoz表示,当太阳形成时,它绕着它的轴旋转一次需要四天。而现在,太阳旋转一次大约需要25天。Naoz说,由于太阳的磁场与太阳风相互作用,从而减慢了它的旋转。

黑洞甚至还能转得更快。2006年的一篇研究称,有一个名为GRS 1915 105的黑洞,每秒可旋转920至1150圈之多。

甚至地球的自转速度也变慢了。来自月球的引力也会以一种稍微减慢地球速度的方式牵引着地球。2016年发表在《英国皇家学会学报》上的一篇关于古代日食的文章表示,在过去的2740年里,地球自转减慢了大约6个小时。即一个世纪的时间里减慢了1.78毫秒。

但天体的旋转速度也会逐渐放慢。那奥兹称,当太阳刚刚形成时,每四天便可自转一圈,但如今则需25天才能完成一次自转。这是因为太阳磁场会与太阳风发生相互作用,导致自转速度减慢。

所以,虽然明天太阳会升起,但可能会晚一点。

就连地球也不例外。月球的引力会导致地球自转逐渐放慢。2016年对古代日食的一项分析显示,地球自转速度在过去的2740年中减慢了约6小时,相当于每个世纪增加1.78毫秒。

蝌蚪五线谱编译自livescience,译者 李彤馨,转载须授权

所以,太阳明日仍会照常升起,只是会稍稍晚了那么一点儿而已。

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