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出品 | 科普中國

作者 | 可可

監製 | 中國科普博覽

小時候，你看著夜晚的天空，月亮從(cong) 山頭後若隱若現，到了深夜月亮卻已經跑到了頭頂。老師會(hui) 告訴我們(men) ，“那是因為(wei) 地球無時無刻不在轉動，晝夜交替、日升月沉也正是源自於(yu) 地球自轉。”

圖片來源：Veer圖庫

真的這麽(me) 簡單嗎？假如打破砂鍋問到底，你可能會(hui) 發現自己其實回答不出下麵這兩(liang) 組看起來非常簡單的問題。

1. 地球為(wei) 什麽(me) 有自轉？其他星球也在自轉嗎？有沒有不自轉的星體(ti) ？

2. 假如自轉停止，地球將會(hui) 怎樣？有沒有人能夠從(cong) 這樣的滅世天劫中幸存下來？

那這次，就讓我們(men) 堅持打破砂鍋看看，地球自轉裏麵，到底藏了多少我們(men) 不了解的秘密？

1

地球為(wei) 什麽(me) 會(hui) 不停自轉？

先說結論，不自轉的天體(ti) 僅(jin) 在理論上有存在的可能，而實際中的天體(ti) 都在進行著某種形式的自轉。

其原因主要有以下兩(liang) 點：第一，天體(ti) 的誕生過程將不可避免地具有一定的初始角動量；第二，角動量為(wei) 零的天體(ti) 處於(yu) 不穩定狀態，這種情形哪怕是瞬間出現也無法長期維持。聽起來好像有點繞，不過沒關(guan) 係，我們(men) 用大白話具體(ti) 解釋上述兩(liang) 個(ge) 原因。

星球的形成從(cong) 形式上來看大致分為(wei) 兩(liang) 種情況，第一種是形成天體(ti) 的物質相互聚集，不斷發生碰撞摩擦，最終形成星球。好比是製作棉花糖，熔化後的糖絲(si) 從(cong) 機器噴口噴出，逐漸纏繞形成一大坨。第二種是原本已經存在的天體(ti) ，因為(wei) 某些原因發生了爆炸，拋射出了某些物質，這些物質又形成了天體(ti) 。好比是拋向空中的飛盤被獵槍擊中，迸射出無數的小顆粒。

太陽係形成過程想象圖丨圖片來源：公有領域

從(cong) 這兩(liang) 種形成方式來看，無論是哪一種，天體(ti) 各部分的角動量之和很難恰好為(wei) 零。也就是說，天體(ti) 會(hui) 自然而然地“轉起來”（即天體(ti) 在誕生時就具有一定的初始角動量）。而且根據角動量守恒定律，這種轉動還停不下來，也正是由於(yu) 這個(ge) 原因，天體(ti) 從(cong) 誕生過程開始的那一刻就已經在自轉了。

下麵我們(men) 再看看第二個(ge) 原因。假設確實存在初始角動量為(wei) 零的天體(ti) ，但這種“完美狀態”不可能長時間保持。這是由於(yu) 宇宙中處處存在著來自其它天體(ti) 的引力，而且這些天體(ti) 的自轉和公轉又可能導致引力狀態的變化。好比是在驚濤駭浪中失去動力的小船，即便剛開始時是靜止的，最後也免不了隨波逐流的命運。

太空探測器於(yu) 2000年12月初拍攝到的愛神星完整自轉（周期約為(wei) 5小時16分鍾） 丨圖片來源：NASA

綜合以上兩(liang) 點，宇宙中的天體(ti) ，不轉是相對的，轉是絕對的，這也契合了馬克思主義(yi) 哲學“相對靜止，絕對運動”的觀點。

也有人提出疑問——月球朝向人類的總是同一麵，這豈不是說明月球不會(hui) 自轉？其實，這是一個(ge) 似是而非的謬誤。

我們(men) 可以用自己的右手握拳當作地球，左手的掌心當做月球朝向地球的一麵，當你試著讓左手在繞右手運動的同時還一直保持手掌向著右拳，就會(hui) 發現左手實際上必須不停轉動。（實際上，月球的自轉和公轉恰好是同步的，這種現象稱為(wei) 潮汐鎖定或者受俘自轉。）

月球自轉的示意圖。注意左右兩(liang) 側(ce) 月球朝向的區別，左側(ce) 月球始終自轉，且僅(jin) 有一麵朝向地球。丨圖片來源：維基百科

2

假如停止自轉，地球將會(hui) 怎樣？

地球從(cong) 誕生之初就在自轉，在這數十億(yi) 年中，地球的自轉周期一直在發生變化，但自轉這一狀態從(cong) 來不曾改變。如果我們(men) 放飛自我，腦洞全開，設想地球忽然間停止自轉，會(hui) 產(chan) 生怎樣的後果？

我們(men) 知道，地球各地自轉的角速度相同，但線速度有所不同，赤道最大，兩(liang) 極最小。赤道附近地球自轉的線速度大約為(wei) 465米每秒，所以如果身處赤道，居家躺平一整日，也可以實現“坐地日行八萬(wan) 裏”。即便是在北京這樣的中緯度地區，自轉線速度也可以達到370米每秒。

假設地球在0.1秒內(nei) 停下，一切沒有附著於(yu) 地表的物體(ti) 都將在慣性的作用下維持之前的運動狀態飛出地球。而根據計算，此時北京附近附著在地表的物體(ti) 將會(hui) 受到相當於(yu) 370g（g代表重力加速度，9.8m/s2）的加速度作用，即使不粉身碎骨也早就肝腸寸斷了。

當然，高緯度地區受到的影響會(hui) 相對較小，那麽(me) 小到什麽(me) 程度呢？假如緯度達到80度，地球停轉後人體(ti) 一樣會(hui) 向著自轉方向飛出，而且線速度仍然達到60米每秒，同樣毫無生還機會(hui) 。

不過，假設地球並非在極短的瞬間停止自轉，而是慢慢停下，情況會(hui) 稍微好上一丟(diu) 丟(diu) 。比如，我們(men) 設定地球在1分鍾內(nei) 停轉，此時位於(yu) 北京的人在地球自轉方向上受到的加速度已經不到1個(ge) g。雖然還是十分恐怖，但是假如有合適的緩衝(chong) ，還是有希望撿回性命甚至毫發無傷(shang) 的。

很多人會(hui) 說，既然地表不安全，那麽(me) 地球停轉之前我乘飛機在天上等著就是了。想法當然很好，但要知道地球表麵的大氣層本來也是與(yu) 地球自轉同步的，即擁有相同運動狀態的。

一旦地球停轉，大氣仍然會(hui) 在慣性作用下向著自轉方向運動，也就是說，你在北京上空也會(hui) 麵對時速接近1440米的超級風暴。無論是什麽(me) 樣的飛機，恐怕都無法抵禦這樣狂暴的氣流。那麽(me) 海麵上又會(hui) 發生怎樣的現象呢？一旦地球停轉，即便是緯度不算低的渤海都將掀起超音速巨浪。整個(ge) 地球表麵都將被前所未有的超級海嘯所席卷。不過，更恐怖的還在後麵。

假如我們(men) 的設想再“嚴(yan) 謹”一點，把能量守恒的因素也考慮進去。地球這樣的龐然大物在自轉時，實際上蘊含著巨大的動能。假如地球停轉，這些動能必將轉換為(wei) 內(nei) 能，也就是說地球在停轉的同時會(hui) 發熱。

根據估算，地球停轉時轉化出的內(nei) 能，可以讓地球溫度升高數百度。而在動能最大的地表，溫度上升可能會(hui) 達到數千度。此時的地表毫無疑問將是一派煉獄的景象，甚至整個(ge) 地球都可能熔化為(wei) 液態。

總之，假如今晚地球真的停止轉動，無論身在何處，所有人都會(hui) 在瞬間粉身碎骨，而地球本身也將從(cong) 宇宙中消失。不過即便地球自轉的周期會(hui) 有變動，自轉本身仍將永恒存在，地球停轉也僅(jin) 僅(jin) 是思想遊戲罷了。

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