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地球還會轉多久

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

地球還能轉多久,是個很難回答的問題,甚至多數人從來沒有考慮過,但這個問題實實在在地存在著。從美國著名物理學家格拉肖的回答中,你可以領略到,這確實是一個復雜的問題。想象一下,地球毀滅時人類會怎樣?在那之前人類要做什么準備?

地球還會轉多久?這確實是個好問題,因為當我們能夠思考時,我們就一直考慮這個問題。我們知道:地球在繞著自己的軸線轉動。軸線是指一條想象出來的北極和南極之間的線,這條線精確地通過地球的中心點。一切都在隨同地球一起轉動,也包括我們人類。當然我們感覺不到這一點,因為地球太大了,它的運動在我們看來顯得緩慢之極。但我們能從每天有早晨和晚上察覺到地球在轉動。如果你和你父母所在的地方朝向太陽,這就是白天:如果它避開太陽,這就是黑夜。我們就想象一個玩具陀螺好啦,你給它必要的推動力,它就會轉動。然而和陀螺不一樣的是,地球不僅在原地轉動,同時還繞著太陽轉圓圈兒。仔細看去,這不是真正的圓圈兒,而是一個橢圓。

原始爆炸,令行星圍繞太陽轉

現在我們想象一下三個球狀體,一個是地球,一個是月球,還有一個是太陽。三個球自身都在轉動;此外,它們還不停地在所謂的公轉軌道上活動著。地球繞著太陽轉,轉一圈就是一年。月球繞著地球轉,轉一圈大約4個星期。太陽繞著銀河系的中心轉,這個中心是一個大得令人難以置信的空間,太陽、月亮,以及所有的星星都在這個空間里。這一轉動大約要轉2.5億年。這個時間長得讓我們簡直無法想象。你們既然想知道地球還將轉多久,就一定也想知道,這一切是如何開始的,是什么時候開始的。可惜我們之中沒有哪個人清楚地知道這些。我們猜測,幾十億年前發生過一次大爆炸:原始爆炸。在爆炸過程中產生了原子,隨同這些原子一起也產生了各種物質。各種物質堅固的部分,組成了繞著太陽轉動的各種行星。但是太陽究竟是什么時候生成的,這一點我們只能大約地估計,因為這涉及用我們的時間概念無法理解的一段時間。

地球好像夾心巧克力糖

地球為什么繞著自己的軸線轉動,這一點我們不知道。不過我們已經漸漸地接近我們的目標了:運動受到阻力而停止。

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,你們會感覺到什么?正是阻力。在地球上,任何一件物體從高空落到地面上,都會停止運動了。但在宇宙里,這些東西將永遠繼續飛行,因為宇宙是一個沒有空氣的空間,其中也沒有阻力。盡管如此,地球還是不會永遠轉動。牛頓曾經說過,一種運動會無止境地繼續進行,如果這是一個堅硬、固態的物體的話。可是地球不硬。我們不妨把它看作是一塊夾心巧克力糖,它由好幾層組成:一層液態的核,一個中間層,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,在這個空氣層的上方還有宇宙的真空。在空氣層中有東西在運動,因為云在飄動,風在吹拂。此外在這夾心巧克力糖的各個層面中也都存在運動。這種運動以相反方向進行,就像地球表面的運動。由于相疊的各個層面在某種程度上可以說是在漂浮、運動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動的,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。有興趣的同學回家可以做一個實驗:拿一只大塑料碗,將它裝滿水并搖晃它。你會發現,如果你現在想移動它,你所用的力氣要比水在容器里靜止不動時更大。

總有一天,地球會停止運動

我們的地球就這樣慢慢地耗盡力量。因為它必須帶著所有這些因落潮和漲潮而晃動著的水不停轉動,所以它越轉越慢。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,地球轉動比較快。當時一天只有大約23個小時。在將來的某個時候,一天將會有25個小時,然后26個小時,如此等等。所以總有一天,地球會停止運動。但現在你們不必害怕,因為還要經過無限長的時間,才會發展到這個程度。但是在這段時間里,月球也會發生一些事情,這種事情同樣也起一種作用.它越來越遠離地球。它的引力越來越弱,它也自轉得越來越慢了。我們向月球發送信號,并等待信號的返回,這樣我們就能夠把月球與地球的距離測算出來,今天歲月延續的時間比從前長,雖然只長出極其微小的一點點,但就是變長了。

所以地球越轉越慢,月球越離越遠。在我們未來將會發生的事情,我們只能想象。很多物理學家認為,月球在脫離它現在的軌道后將重新回歸地球。很多人可能有疑問,月球怎么會轉身回來呢?事實肯定會是這樣的,因為月球越來越接近太陽,太陽將把它重新送回來。這一點是科學家經過長期的研究結果。現在詳細說明這些過程,實在太復雜了。月球將極其危險地接近地球,巨大的引力將作用于月球,使它破裂。它的所有各個破裂的部分將雨點般地落在地球上,并毀滅世界。你們現在大可不必為你們的家人或朋友擔心,因為還得過無數個百萬年,事情才會發展到這個地步。我相信到那時,人類早就找到了一個新的宇宙,其中有另一個太陽,另一個地球和另一個月球,人們將會有可能到那里去。這將會在哪里?沒有人知道。但是我們畢竟還有足夠的時間去發現它。

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