地球角速度(地球角速度与线速度的关系)

       大约46亿年前，我们的地球诞生了，自诞生之日起，地球就一直在转动，不仅仅围绕太阳公转，同时还在自转，而且这种转动一直持续到今天，长达46亿年之久。

为什么地球会自转？而且自转这么长时间呢？

其实，在太阳系形成之初，各大天体已经开始自转了，其中就包括我们的地球，这一切还要从太阳系的诞生说起。

在太阳系诞生之前，可以说是一片“混沌”，主要由星际云和尘埃组成，由于密度温度并不均匀，造成了引力分布也非常不均匀，某个区域引力更强，在引力的作用下星际云和尘埃开始逐渐向内坍缩。

结果就是质量变得越来越大，引力也会变大，进而吸引更多的星际云和尘埃，就像滚雪球一样，到了某个临界点，在核心部分就会引发核聚变，宣告恒星的诞生。

在这个过程中，通常会形成巨大的吸积盘，而且吸积盘通常也是不对称的，于是不对称的吸积盘就会发生旋转，产生原始的角动量，而这种角动量就是太阳地球等天体不断旋转的初始动力。

除了原始的角动量之外，还有其他宇宙事件会造成天体的转动，比如说天体大碰撞。科学家们推测，我们的地球刚诞生不久，就遭受到一颗火星大小的小行星的撞击，碰撞如此剧烈，以至于让地球失去了一部分，这部分后来就形成了月球，同时剧烈的碰撞也让地球获得了角动量。

那么地球为什么能自转这么长时间呢？长达46亿年之久。

原因也很简单，因为惯性。在不受外力的情况下，物体总是会倾向保持初始状态，地球也是如此。太空中几乎是真空状态，地球在自转过程中几乎不会受到任何摩擦力，加上地球的质量巨大，惯性也就很大，所以地球依靠惯性能一直转动。

不过，地球的自转速度并不是固定的，会随着时间推移发生变化。比如说，一亿年前的地球，当时还处于恐龙统治时期，地球自转速度比如今要快得多。

那么，地球自转速度为什么会变慢呢？

刚才所说的天体碰撞确实会影响地球自转速度，不过天体碰撞毕竟是小概率事件，而影响地球自转速度的主要因素是“潮汐引力”，主要是来自月亮的“潮汐引力”，这种力量就像一根无形的绳子一样拉拽着地球，让地球的自转速度变慢。

月球的一面一直朝向地球，就是因为潮汐引力的作用，这种现象也被称为“潮汐锁定”。

潮汐引力最明显的表现形式就是大海的潮起潮落。在涨潮落潮的过程中，地球的形状也会不断发生变换，在圆形与椭圆之间来回转变，这样就会产生净力矩，拉拽地球，自转速度自然就会变慢。

当然，潮汐作用是相互的，月球对地球有潮汐作用，同时地球也会对月球产生潮汐作用。这就意味着，在遥远的未来，地球也会出现其中一面一直朝向月球的现象，但是出现这种现象需要的时间太长了，以至于直到地球毁灭，也不会出现。

地球自转速度变慢，就相当于损失了角动量，这部分角动量到哪里了呢？毕竟角动量不可能无缘无故消失。

地球损失的角动量其实给了月球，具体表现为月球的运动轨道升高，也就是说，月球与地球的距离会变远。

通过计算，科学家们得出这样的结论：月球正以每年3.8厘米的速度远离地球。3.8厘米在浩瀚宇宙看起来微不足道，但漫长的时间之后，经过日积月累，效果也会体现出来。

当然，月球的潮汐作用并非影响地球自转速度的唯一因素，还有其他因素，地球自身结构的改变也会影响到自转速度，而地震海啸等都会影响到地球的结构分布。

为什么会这样呢？

现实中有很明显的例子说明这点。比如说花样滑冰，运动员在做旋转动作时，一开始通常会张开双臂，旋转之后会收紧双臂，然后运动员的自转速度就会变快，利用的原理就是角动量守恒。

运动员张开双臂先用力给自己一个角动量，然后收紧双臂，身体结构的改变会让运动员的自转速度变快。

地球就像一个超级“花样滑冰运动员”，自身结构的改变同样会影响自转速度。2011年发生的日本超强地震就影响到了地球自转速度，不过这种影响并不明显。

总体来讲，月球的潮汐引力作用是影响地球自转速度的主要因素，而且这种影响是一直存在的，一直会让地球的自转速度变慢。

科学家们通过计算得知，一百年时间里，地球自转周期会慢1.7毫秒，也就是每天会增加1.7毫秒，换算成每年就是0.6秒。

0.6秒看起来非常短暂，但日积月累之下，就会体现出明显的效果。结果就是，每隔几年时间，人类就需要修改地球上的时间，这就是“闰秒”的由来。

最明显的例子就是，过去的半个世纪以来，人类为地球时间增加了27闰秒，原因就在于地球自转速度变慢了，必须定期调整一天的时间！