度日如秒是神話

丁敏

“由于地球自轉放緩的原因，地球將迎來史上第26次‘閏秒，國際標準時間也將在格林尼治時間2015年6月30日實施一個正閏秒，即增加1秒。”這是設在法國巴黎的國際地球自轉和參考系統服務地球定向中心在2015年1月向世界發布的公告。

每天增加一秒，雖然對軍事、航天事業等有重大影響，卻不會引起我們日常生活的一丁點兒改變。但是，假如把一天減少到只有一秒，我們的生活又會發生怎樣的變化呢？

我們知道：地球上的萬物隨著地球自轉而圍繞所在的緯度平面做勻速圓周運動（將地球看成正球體）。根據牛頓定律和萬有引力定律，質量為m的物體的受力情況可表示為：F萬=F向+G重。其中，F萬為萬有引力，F向為提供物體做勻速圓周運動的向心力，G重是物體受到的重力，G重=mg（g為地球上某一點的重力加速度）。在地球自轉周期T=24小時的情況下，物體受到的向心力非常小，通過F向=mR（2π/T）2，可得F向=0.0338g，與重力相比，這個數值可以忽略不計。

當地球的自轉速度不斷變大時，物體受到的向心力會逐漸變大，受到的重力會越來越小。當地球上的物體逐漸飄起來時，它們就處于完全失重狀態。此時，萬有引力等于向心力，F萬=F向，即GMm/R2=mv2/R=mR（2π/t）2，其中，G=6.672x10-11N·m2/kg2 ，M=6.0×1024kg，R=6.4×106m，t是這種情況下地球的自轉周期，v是物體做勻速圓周運動的線速度。經計算，可得出T=1.4h（小時），v=7.9km/s，這是物體將要脫離還未脫離地球時的線速度。

如果地球再轉快些，地球上的物體所受到的萬有引力就不足以提供它做勻速圓周運動所需要的向心力了，那么物體就會偏離原來運行的軌道，做離心運動。

假如“度日如秒”能夠實現，也就是說地球的自轉周期為1s，而物體還能隨地球一起自轉，那么，根據以上公式，可得出此時的線速度=7×107m/s，是“飄”起來時速度的8860000倍，約為光速（3×108m/s）的1/10。這時，物體受到的離心力將遠遠大于地球引力，不要說人，就連密度無比大的地殼和地幔都會被甩飛！毫無疑問，地球的大氣層將變得異常稀薄，根本無法支持人類呼吸。

可見，人們常說的度日如年也許在理論上可以實現，但度日如秒則是永遠無法企及的神話！