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地球還會(huì)轉(zhuǎn)多久

2007-12-31 00:00:00張榮昌
科學(xué)大眾(中學(xué)) 2007年8期

地球還能轉(zhuǎn)多久,是個(gè)很難回答的問(wèn)題,甚至多數(shù)人從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò),但這個(gè)問(wèn)題實(shí)實(shí)在在地存在著。從美國(guó)著名物理學(xué)家格拉肖的回答中,你可以領(lǐng)略到,這確實(shí)是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。想象一下,地球毀滅時(shí)人類會(huì)怎樣?在那之前人類要做什么準(zhǔn)備?

地球還會(huì)轉(zhuǎn)多久?這確實(shí)是個(gè)好問(wèn)題,因?yàn)楫?dāng)我們能夠思考時(shí),我們就一直考慮這個(gè)問(wèn)題。我們知道:地球在繞著自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。軸線是指一條想象出來(lái)的北極和南極之間的線,這條線精確地通過(guò)地球的中心點(diǎn)。一切都在隨同地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),也包括我們?nèi)祟?。?dāng)然我們感覺(jué)不到這一點(diǎn),因?yàn)榈厍蛱罅?,它的運(yùn)動(dòng)在我們看來(lái)顯得緩慢之極。但我們能從每天有早晨和晚上察覺(jué)到地球在轉(zhuǎn)動(dòng)。如果你和你父母所在的地方朝向太陽(yáng),這就是白天:如果它避開太陽(yáng),這就是黑夜。我們就想象一個(gè)玩具陀螺好啦,你給它必要的推動(dòng)力,它就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而和陀螺不一樣的是,地球不僅在原地轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)還繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)圓圈兒。仔細(xì)看去,這不是真正的圓圈兒,而是一個(gè)橢圓。

原始爆炸,令行星圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)

現(xiàn)在我們想象一下三個(gè)球狀體,一個(gè)是地球,一個(gè)是月球,還有一個(gè)是太陽(yáng)。三個(gè)球自身都在轉(zhuǎn)動(dòng);此外,它們還不停地在所謂的公轉(zhuǎn)軌道上活動(dòng)著。地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)一圈就是一年。月球繞著地球轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)一圈大約4個(gè)星期。太陽(yáng)繞著銀河系的中心轉(zhuǎn),這個(gè)中心是一個(gè)大得令人難以置信的空間,太陽(yáng)、月亮,以及所有的星星都在這個(gè)空間里。這一轉(zhuǎn)動(dòng)大約要轉(zhuǎn)2.5億年。這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)得讓我們簡(jiǎn)直無(wú)法想象。你們既然想知道地球還將轉(zhuǎn)多久,就一定也想知道,這一切是如何開始的,是什么時(shí)候開始的??上覀冎袥](méi)有哪個(gè)人清楚地知道這些。我們猜測(cè),幾十億年前發(fā)生過(guò)一次大爆炸:原始爆炸。在爆炸過(guò)程中產(chǎn)生了原子,隨同這些原子一起也產(chǎn)生了各種物質(zhì)。各種物質(zhì)堅(jiān)固的部分,組成了繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的各種行星。但是太陽(yáng)究竟是什么時(shí)候生成的,這一點(diǎn)我們只能大約地估計(jì),因?yàn)檫@涉及用我們的時(shí)間概念無(wú)法理解的一段時(shí)間。

地球好像夾心巧克力糖

地球?yàn)槭裁蠢@著自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng),這一點(diǎn)我們不知道。不過(guò)我們已經(jīng)漸漸地接近我們的目標(biāo)了:運(yùn)動(dòng)受到阻力而停止。

一種阻力可能是地面或水,也可能是空氣。如果你把手從一輛行駛的汽車車窗伸出去,你們會(huì)感覺(jué)到什么?正是阻力。在地球上,任何一件物體從高空落到地面上,都會(huì)停止運(yùn)動(dòng)了。但在宇宙里,這些東西將永遠(yuǎn)繼續(xù)飛行,因?yàn)橛钪媸且粋€(gè)沒(méi)有空氣的空間,其中也沒(méi)有阻力。盡管如此,地球還是不會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò),一種運(yùn)動(dòng)會(huì)無(wú)止境地繼續(xù)進(jìn)行,如果這是一個(gè)堅(jiān)硬、固態(tài)的物體的話??墒堑厍虿挥?。我們不妨把它看作是一塊夾心巧克力糖,它由好幾層組成:一層液態(tài)的核,一個(gè)中間層,一層外套,一層表皮以及罩在四周的外殼——這就是我們上空的空氣層,在這個(gè)空氣層的上方還有宇宙的真空。在空氣層中有東西在運(yùn)動(dòng),因?yàn)樵圃陲h動(dòng),風(fēng)在吹拂。此外在這夾心巧克力糖的各個(gè)層面中也都存在運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)以相反方向進(jìn)行,就像地球表面的運(yùn)動(dòng)。由于相疊的各個(gè)層面在某種程度上可以說(shuō)是在漂浮、運(yùn)動(dòng)和做著極其奇特的事情,所以地球不是剛體。比如地球的表皮層。我們就是在這一層運(yùn)動(dòng)的,它是我們能夠看到的地球和海洋。地球表層是我們的夾心巧克力各層中最薄的一層,其中70%被水覆蓋。最大的水面是四大洋,它們有落潮和漲潮。有興趣的同學(xué)回家可以做一個(gè)實(shí)驗(yàn):拿一只大塑料碗,將它裝滿水并搖晃它。你會(huì)發(fā)現(xiàn),如果你現(xiàn)在想移動(dòng)它,你所用的力氣要比水在容器里靜止不動(dòng)時(shí)更大。

總有一天,地球會(huì)停止運(yùn)動(dòng)

我們的地球就這樣慢慢地耗盡力量。因?yàn)樗仨殠е羞@些因落潮和漲潮而晃動(dòng)著的水不停轉(zhuǎn)動(dòng),所以它越轉(zhuǎn)越慢。并不是慢了很多,也許每年慢幾分之一秒。但是歲月卻因此變長(zhǎng)了。我們不得不一再把鐘表指針往后撥。

在先前存在恐龍的年代里,地球轉(zhuǎn)動(dòng)比較快。當(dāng)時(shí)一天只有大約23個(gè)小時(shí)。在將來(lái)的某個(gè)時(shí)候,一天將會(huì)有25個(gè)小時(shí),然后26個(gè)小時(shí),如此等等。所以總有一天,地球會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。但現(xiàn)在你們不必害怕,因?yàn)檫€要經(jīng)過(guò)無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間,才會(huì)發(fā)展到這個(gè)程度。但是在這段時(shí)間里,月球也會(huì)發(fā)生一些事情,這種事情同樣也起一種作用.它越來(lái)越遠(yuǎn)離地球。它的引力越來(lái)越弱,它也自轉(zhuǎn)得越來(lái)越慢了。我們向月球發(fā)送信號(hào),并等待信號(hào)的返回,這樣我們就能夠把月球與地球的距離測(cè)算出來(lái),今天歲月延續(xù)的時(shí)間比從前長(zhǎng),雖然只長(zhǎng)出極其微小的一點(diǎn)點(diǎn),但就是變長(zhǎng)了。

所以地球越轉(zhuǎn)越慢,月球越離越遠(yuǎn)。在我們未來(lái)將會(huì)發(fā)生的事情,我們只能想象。很多物理學(xué)家認(rèn)為,月球在脫離它現(xiàn)在的軌道后將重新回歸地球。很多人可能有疑問(wèn),月球怎么會(huì)轉(zhuǎn)身回來(lái)呢?事實(shí)肯定會(huì)是這樣的,因?yàn)樵虑蛟絹?lái)越接近太陽(yáng),太陽(yáng)將把它重新送回來(lái)。這一點(diǎn)是科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究結(jié)果?,F(xiàn)在詳細(xì)說(shuō)明這些過(guò)程,實(shí)在太復(fù)雜了。月球?qū)O其危險(xiǎn)地接近地球,巨大的引力將作用于月球,使它破裂。它的所有各個(gè)破裂的部分將雨點(diǎn)般地落在地球上,并毀滅世界。你們現(xiàn)在大可不必為你們的家人或朋友擔(dān)心,因?yàn)檫€得過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)百萬(wàn)年,事情才會(huì)發(fā)展到這個(gè)地步。我相信到那時(shí),人類早就找到了一個(gè)新的宇宙,其中有另一個(gè)太陽(yáng),另一個(gè)地球和另一個(gè)月球,人們將會(huì)有可能到那里去。這將會(huì)在哪里?沒(méi)有人知道。但是我們畢竟還有足夠的時(shí)間去發(fā)現(xiàn)它。

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