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行星為什么會(huì)旋轉(zhuǎn)?你考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題么?

為什么行星會(huì)旋轉(zhuǎn)?什么力量導(dǎo)致它們旋轉(zhuǎn)?

其實(shí)沒有力導(dǎo)致行星旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)行星旋轉(zhuǎn)來(lái)自角動(dòng)量守恒。角動(dòng)量由L=m*w*r給出,其中m是質(zhì)量,w是以弧度每秒為單位的角速度,r是圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。由于角動(dòng)量守恒,如果軌道半徑減小那么它的角速度必然增加(當(dāng)質(zhì)量不變時(shí))。

所有的行星和恒星系統(tǒng)都是從密集的星際云層的崩塌中誕生的。最初的星云可能非常大(甚至數(shù)千光年)。想象一下星云的一部分從一光年的大小坍縮到太陽(yáng)系的大小,這是系統(tǒng)規(guī)模的巨大變化。所以,星云在最初非常微弱的旋轉(zhuǎn)會(huì)在坍縮發(fā)生時(shí)急劇增加。事實(shí)上,這是行星形成的障礙之一:由于角動(dòng)量過(guò)大,必須有一種方法可以在其形成恒星之前失去角動(dòng)量。

總之,像太陽(yáng)這樣的恒星從形成它的太陽(yáng)星云的原始角動(dòng)量開始旋轉(zhuǎn)。不僅如此,行星的所有軌道運(yùn)動(dòng)(包括旋轉(zhuǎn))都來(lái)自于這種原始的角動(dòng)量。

你的意思是星云的原始角動(dòng)量導(dǎo)致行星的軌道運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)(大部分)。但在軌道運(yùn)動(dòng)的情況下,我們有重力,這給了我們一些運(yùn)動(dòng)上的限制(例如開普勒定律)。

我所說(shuō)的是,如果原始的太陽(yáng)星云中沒有初始角動(dòng)量,那就不存在行星。如果一個(gè)絕對(duì)沒有旋轉(zhuǎn)的星云坍縮,那么只會(huì)有一顆位于中心的不旋轉(zhuǎn)的恒星,而不會(huì)有任何行星。行星形成一個(gè)原始星盤,它本身的形成只是因?yàn)樾窃频某跏冀莿?dòng)量。旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)力學(xué)當(dāng)然受到萬(wàn)有引力等力的控制,開普勒定律是引力的直接結(jié)果。

在旋轉(zhuǎn)的情況下是否也有一些定律?

在旋轉(zhuǎn)中唯一需要記住的就是它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)從運(yùn)動(dòng)中心徑向指出的離心加速度。因此,必須有一些力來(lái)抵消這種加速度;否則星體將會(huì)直接飛走(在軌道運(yùn)動(dòng)的情況下)或者將崩潰(在旋轉(zhuǎn)的情況下)。在軌道運(yùn)動(dòng)的情況下,反作用力是引力;引力使星體不斷向中心靠攏,這樣直接抵消了向心加速度產(chǎn)生的力。

對(duì)于一個(gè)旋轉(zhuǎn)的物體,星體自身的自粘附將其保持在一起。這導(dǎo)致了一個(gè)物體在能夠保持自身的條件下旋轉(zhuǎn)速度的限制。如果旋轉(zhuǎn)得太快,星體中的元素所受到的向外加速度可能大于使它們粘合在一起的力。并且如果發(fā)生這種情況,星體就會(huì)破裂。除此之外,沒有關(guān)于旋轉(zhuǎn)的真正定律(注意,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)涉及角動(dòng)量守恒,就像線性運(yùn)動(dòng)保留線性動(dòng)量一樣)。

相關(guān)知識(shí)——轉(zhuǎn)動(dòng)

在天文學(xué)中,轉(zhuǎn)動(dòng)是一種普遍觀察到的現(xiàn)象。恒星、行星和類似星體皆繞著自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),第一次測(cè)得太陽(yáng)系中的行星旋轉(zhuǎn)速率是以視覺特征量測(cè)得到。而星體的轉(zhuǎn)動(dòng)主要是以都普勒頻移或觀察表面活動(dòng)特征方式量測(cè)。

躺著自轉(zhuǎn)的天王星

在地球的參考坐標(biāo)中,這種轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心加速度會(huì)些微的抵銷重力,所產(chǎn)生的影響之一是物體在赤道的重量會(huì)稍微少一點(diǎn),另一個(gè)則是地球會(huì)略微變成一個(gè)橢圓球體。行星的旋轉(zhuǎn)所造成的另一效應(yīng)為進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象,如同陀螺儀一般,行星自轉(zhuǎn)軸會(huì)有些微的擺動(dòng),但要千年才能觀察到此角度變化,而目前地球自轉(zhuǎn)軸與其軌道平面(黃道面)的夾角為23.45度。

透過(guò)長(zhǎng)時(shí)間曝光攝影技術(shù)拍攝的星跡,是相對(duì)不動(dòng)的星星隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的光跡,為地球自轉(zhuǎn)的證據(jù)之一

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.

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翻譯:天文志愿文章組-Zalintyle

審核:天文志愿文章組-

排版:零度星系

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來(lái)自:http://curious.astro.cornell.edu/our-solar-system/56-our-solar-system/planets-and-dwarf-planets/general-questions/218-why-do-planets-rotate-intermediate?

本文由天文志愿文章組- Zalintyle翻譯的作品,如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán),請(qǐng)于三十日以內(nèi)聯(lián)系運(yùn)營(yíng)者刪除。

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