谁来回答?高深的地球自转问题!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/24 05:05:28
我们大家知道,生鸡蛋在桌面是转动不了多长时间的。

与生鸡蛋同理,地球的外表大部分是水,内部是岩浆,

可是,地球转动了大约40亿年(虽然有些减慢),

难道地球的转动违反物理定律?

或是,我们还没有发现其中的奥秘。

是否有人用计算机模拟过如同地球质量的生鸡蛋能转动多长时间?

这个问题确实有人研究过.德国有人做过类似的研究发表在2005年KAGI会议上.当然他们研究的模型并不是楼主的"生鸡蛋"模型.而且我认为楼主的"生鸡蛋转动"模型用来研究地球的自转并不合适.
首先看看生鸡蛋的转动.生鸡蛋外头是固体蛋壳里头是液体的蛋清蛋黄,地球也是这样,外面是固体地壳里面是流体状的地幔(当然还有固体地核和地幔中携带的大的固体物质).但是请注意,首先鸡蛋不是球形,甚至也不是一个椭球,这就表示鸡蛋在旋转的时候内部的流体物质(蛋清蛋黄)会更多的撞击鸡蛋壳.这种撞击过程会消耗一定的能量,也就是把鸡蛋旋转的动能转换成内能.而地球接近一个球体形状,地壳下的液体物质和地壳的撞击相对一个地球那么大的自转鸡蛋而言弱的多.其次,很重要的一点,如果楼主要让生鸡蛋转动就要有一个加速过程,也就是让生鸡蛋从静止开始转动.由于外部是固体内部是液体,所以当楼主让鸡蛋壳开始转动的时候内部的蛋清蛋白还是静止的,然后由于蛋壳的撞击以及摩擦力里面的蛋清蛋白才开始转动.不管是从能量守恒还是动量守恒还是角动量守恒角度来看,蛋壳自转速度(线速度和角速度)都会开始被减速,同时伴随撞击和摩擦,蛋壳的动能会慢慢变成内能.而地球是从一团气体(或者等离子体)形成的,形成之初所有的气体都是以同样的角速度在旋转,然后外部的气体凝固成固体地壳内部的气体成为流体地幔,但是它们旋转的角速度还是近似相等的,也就是当地球形成类似鸡蛋的固体在外流体在内的结构时地球各部分的自转速度已经近似相等而不需要经历加速过程。
另外不知道楼主考虑过没有,生鸡蛋转动会和桌面摩擦,这个摩擦力是比较大的(相对鸡蛋的运动而言),但是地球是"悬"在近似无摩擦的真空中自转,这点也是鸡蛋自转和地球自转的决定性不同之一.
然后,由于鸡蛋形状的不对称性,根据角动量定理可以知道,其实鸡蛋在桌面自转的时候旋转轴并没有通过鸡蛋的质心,也就是说鸡蛋其实会在桌面上乱跑,当然如果转动的够快可能乱跑的就没那么明显,但是无论如何这样都会增加鸡蛋和桌面的摩擦时的动能消耗,而地球近似球对称,不存在这种问题.
最后,根据德国人的计算机模拟结果,地球自转确实受到流体地幔以及流体的大气层的影响(气体和等离子体也是流体).这种影响对地轴方向和地球自转角速度都有极微弱的改变,并且他