一直有個疑問：為什麼地球會旋轉？

從初生太陽系擁有巨大角動量說起。

圖片來源: Shutterstock

日復一日，地球每天的自轉，使得日出和日落成為了我們日常生活的一部分。自從46億年前地球形成以來，這已經成為了地球的日常工作，這一工作也將持續到世界末日的到來——也許是太陽膨脹成一顆紅巨星并吞噬了地球。但是，為什麼地球會旋轉呢？

地球是由圍繞在新生恆星周圍的氣體與塵埃組成的星盤所形成的。在這個旋轉的圓盤中，塵埃和岩石碎片粘在一起，從而形成了地球。來自於加州大學洛杉磯分校的天體物理學家Smadar Naoz解釋道，隨著它的成長，太空中的岩石不斷地與這個新生的行星相撞，這樣的撞擊力成為了推動它旋轉的力量。由於在早期的太陽系中，所有的碎片都是以大致相同的方向繞著太陽旋轉，這些碰撞也使得地球——以及太陽系中的大多數物體——都以相同的方向旋轉。

那麼我們就要問啦，為什麼一開始太陽系就在旋轉呢？塵埃和氣體雲由於自身重量而坍縮時形成了太陽以及太陽系。大部分的氣體凝結而成為了太陽，而剩下的物質則在周圍形成行星盤。在坍塌之前，氣體分子和塵埃粒子各做各的，但在某一個時刻，一些氣體和塵埃巧妙地在一個特定的方向上多移動了一點，開始了旋轉運動。而當氣體雲正式開始坍縮時，雲層開始加速旋轉——就像花樣滑冰運動員在旋轉時收起胳膊和腿，會讓旋轉的速度更快。

因為在太空中並沒有什麼東西可以讓物體慢下來，因此一旦開始旋轉，它就會持續不斷地旋轉下去。在這種情況下，這個不斷旋轉的太陽寶寶有很多的角動量，這個量描述了物體持續旋轉的趨勢。因為，當太陽系形成時，所有的行星可能都以同一個方向旋轉。

然而到了今天，一些行星都有了自己的個性，有自己的旋轉方式。金星的自轉與地球的自轉方向相反，而天王星的自旋軸則呈90°傾斜。科學家們不確定這些行星為何自轉方向會與其它行星不同，但他們提出了一些猜想。對於金星來說，也許是碰撞導致了它的自轉與眾不同，也或許它一開始和其它行星自轉的方向是相同的，但隨著時間的推移，太陽對於金星上厚厚雲層的引力作用，加上金星地核與地幔之間的摩擦，導致了金星的自轉變成由東向西。2001年一項發表在《自然》上的研究表明，太陽與其它行星之間相互的引力作用可能是導致金星自轉減慢並逆轉了方向的原因。

據《科學美國人》報道，就天王星而言，科學家們認為撞擊——一塊巨大的石頭所帶來的撞擊，或是兩種不同物體連續兩次的撞擊——會使它失去平衡。

儘管有各種各樣的干擾，太空中的一切物體都在朝著某一個特定的方向旋轉。「旋轉是宇宙中物體的基本行為，」Naoz說道。

小行星在旋轉，恆星在旋轉，星系也在旋轉（根據NASA的說法，太陽系繞著銀河系轉完一個圈需要2.3億年）。宇宙中速度最快的物體是那些密集、飛速旋轉的脈衝星，它們是大質量恆星的屍體。一些脈衝星的直徑相當於一個城市，且每秒可以自轉數百次。2006年一項發表於《科學》雜誌的研究公布了速度最快的被稱為「Terzan 5ad」的脈衝星，每秒能旋轉716次。

而黑洞的速度則可以更快，2006年發表在《天體物理學雜誌》上的一項研究發現，一個名為GRS 1915+105的黑洞可以每秒旋轉920到1150次。

但它們的旋轉也會慢慢減速。Naoz表示，當太陽形成時，它繞著它的軸旋轉一次需要四天。而現在，太陽旋轉一次大約需要25天。Naoz說，由於太陽的磁場與太陽風相互作用，從而減慢了它的旋轉。

甚至地球的自轉速度也變慢了。來自月球的引力也會以一種稍微減慢地球速度的方式牽引著地球。2016年發表在《英國皇家學會學報》上的一篇關於古代日食的文章表示，在過去的2740年里，地球自轉減慢了大約6個小時。即一個世紀的時間裡減慢了1.78毫秒。

所以，雖然明天太陽會升起，但可能會晚一點。

蝌蚪五線譜編譯自livescience，譯者 李彤馨，轉載須授權

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！