地球自转速度是不是越来越慢了?
是的,地球自转速度是在变得越来越慢的,不过变慢的速度我们可以忽略不计。
地球自转的时候,海水由于受到引力(来自太阳和月亮),会偏向自转相反的方向,会让地球自转受到一定的阻力。这个阻力虽小,但积少成多也是会让地球自转越来越慢的。
据科学研究,地球每一百年时间都会减少自转时间1.6微秒,也就是平均每天慢0.0015秒。可见,我们知道的每天24小时其实并不准确的,每天的时长其实都是出于变动中,只不过变动很小,以至于我们觉察不到而已。
有科学家根据以上理论计算出,地球再过6300万年就会停止自转,但也有科学家反对。不过我们可以想象,由于阻力的存在,停止自转是个时间问题,迟早的事情。但由于地球质量不均衡,自转并不会挺下来,而是与公转同步,当然,我们也可以把这种情况算作停止自转,因为相对于太阳而言,确实地球没有自转了。
就像我们熟悉的月亮,月亮始终都是同一面面向地球,他的自转周期和公转周期是一样的。如果地球停止自转,效果也会和月亮一样,自转周期和公转周期一样,约等于365天,而地球密度较大的一面由于引力较大,会一直面向太阳,就一直处于白天,而另一面则始终是黑夜。
不过,这些都是理论上的,地球到那个时候还是否存在都说不清楚的,人类是否存在就更不一定了。
的确是的,地球已经因为收到太阳引力的作用,靠近太阳一侧所受的引力比较大,久而久之就会使得地球转速越来越低。就像月球被地球潮汐锁定一样,说不定有经过几十亿年之后地球也会被太阳潮汐锁定。
几亿年前,地球一年是400天,现只剩365天,长期趋势,地球自转的确在变慢,也许,再过几亿年,一年就只有300天了;从1972年以来,地球慢了22秒,但是,从1999年后,就又恢复正常了。
现在说地球自转变慢,如果地球自转慢慢变停,或者逆转,对生物有啥影响?
虽然问题有点夸张,但是也可以存在以上现象。自转变停可以参考离太阳最近的水星,正面400多度,背面零下200多度,自己想想看突然变停带来的温差,但是生命的形式是多样化的。如果是逆转情况有N种可能性,随便答复你的话就不太负责了。
地球公转为什么变慢?
地球公转速度会越来越慢,但不会一直慢下去。因为公转速度是受控于公转轨道半径。即现在公转轨道半径还在缓慢的增加,所以公转速度才随着缓慢的变慢。
而一旦宇宙大爆炸的动力,被星系惯性蚕食为0,太阳公转半径就会停止增加,公转速度也随之停止变慢。
而后,就会产生逆转,即公转轨道半径缓慢减小,同时公转速度也开始缓慢提速。
而自转,由于潮汐力,由于大自然的变化,致使地球的重心产生摆动,致使吸收地球自转的能量,所以形而上学的认为地球会越来越慢,甚至认为地球将来还可能停转。
之所以说形而上学,可能宇宙中还有我们没有认识到影响,从而使地球不至于停转。
地球自转一周的时间是23小时56分4秒,为什么我们把24小时规定为一天的时间?
这个问题不难回答,不错地球的一天与地球的自转有关,可以说就是自转的结果。不过虽然有关,但地球的一天却是用太阳每次经过我们头顶的时间间隔来衡量的。人们把太阳每次经过我们头顶的时刻叫做“正午”,把两个正午之间的时间间隔定为一天的时间,这也符合人的日常体验。这个时间定为24小时正,至于为什么不定成23或者10小时等等,因为与本题无关,这里不再赘述。
人们把这个24小时的“一天”称为“太阳日”,因为这是以太阳为参照物来确定的。由于地球公转的原因,“太阳日”确定的“一天”时间比地球真正自转一圈(自转360度)的时间要长一些,相对应地球转过的度数大于360度。地球自转一圈的确定需要一个相对地球质心静止的参照物,由于地球一直在绕太阳公转运动,很难找到相对地球质心静止的参照物,所以只能以遥远的恒星作参照物,
因为它们距我们实在是太遥远了,即便它们相对地球以很大的速度运动,可它们相对地球的位置,几十年几百年甚至上千年几乎都看不出移动,足够做参照物。于是人们把地球相对恒星自转一圈的时间称为“恒星日”。它是地球正好转360度所用的时间,“太阳日”则是地球自转稍稍大于360度所用的时间。
“太阳日”比“恒星日”长的时间用“太阳日”的时间标准去衡量为3分56秒。所以地球自转一周的时间为23小时56分04秒。
很简单,因为我们采用的是太阳日,而不是恒星日。年月日属于历法时,是参考地球、月亮和太阳的运动人为规定的。
恒星日是地球自转周期,恒星日是以遥远的恒星为参考系时地球自转360度的周期,即23小时56分4秒。
其实地球自转一周的时间并不是固定的,相关科学研究表明,地球自转的速度正在变慢。目前地球自转一周的时间为23小时56分4秒,在几亿年前,地球上一天的时间要比现在短。因为地球自转不断变慢,所以恒星日将越来越长。
太阳日是以太阳为参考地球的昼夜交替周期,是太阳连续两次经过同一子午线的时间间隔,更符合人类在地球上的生活体验。一个太阳日也就是一天为24小时。由于地球在自转的同时还在绕太阳公转,一个太阳日地球要自转360度59分。
年的规定也与天的规定类似。我们采用的是回归年(又叫太阳年),而不是恒星年。
地球绕太阳公转一周耗时365日6时9分10秒,被称之为恒星年。回归年是指假太阳连续两次通过春分点的时间间隔,由于每个回归年的时间都不相等所以采用一个世纪的平均值365日5时48分46秒。回归年采用的是地球表面真太阳时体系,而恒星年采用的是钟表时体系。
我们规定公历的平年为365天,因此余下的时间约为每四年累计一天,于2月末加1天,使当年为366天,这一年就为闰年。
现行公历中每400年有97个闰年。按照每四年一个闰年计算,平均每年就要多出0.0078天,经过四百年就会多出大约3天来。因此每四百年中要减少三个闰年。所以现行公历的置闰规则为四年一闰、百年不闰、四百年再闰。
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这个问题其实可以转化为另一个问题更好理解:为什么已经有秒这个时间单位了,我们还要规定分、时、日、周、月呢?
当然是为了方便使用,将准确但细微的基本单位归集成显而易见方便接受的大单位甚至更大的单位,方便日常生活或科学研究使用。
这一放大或缩小过程不仅仅是时间、还包括长度、质量等物理量。在放大或缩小的过程中,单位会经历累积和拆散,误差会随着这一过程同时被累积。
将秒放大到天,误差会同时出现,这就意味着你要使用天作计时单位,就要接受和容忍比秒大得多的误差,如果不能接受这种误差,那只能放弃用天作单位,转而用更小的时、分。
那为何天这种单位还会存在呢?原因就是,它虽然不如秒精确,但已经比周、月更精确了,所以在并不需要最精确的场合,精度满足需要即可。这个规则适用于所有物理量,也是所有宇宙物质及存在被观察被识别的最基本的特征和规律。
所以各种单位的使用离不开人为规定,方便使用和实际情况永远都会有距离。不过可以放心的是,人们注意到了这种误差,并会采取措施尽量在习惯使用的基础上消除这种误差。以前有主管天历的官员,会定时修正历法,各国有各国的方式,从古时的阴历到儒略历,再到通行至今的格里历,修正方法越来越科学,结果越来越接近天文规律,误差越来越小。
因为自转一圈的同时地球绕太阳公转了大约1/365圈,所以其实自转一圈和一天本来就不是等同的。一天的概念是太阳两次经过同一经线的时间差,应该是地球自转一圈再多大约1/365圈所花的时间,大约就是24小时。反着推算地球自转一圈的时间就是24-24×1/365=23.93小时,也就是大约23小时56分钟。
在日常生活中我们的钟表显示的时间周期都是24小时,而地球的实际自转周期是23小时56分4秒,为什么要把一昼夜的时间规定为24小时呢?
这里需要明白什么是太阳日,什么是恒星日。知道了两者的区别,也就明白了为什么要用24小时来度量一天以及它的好处。
太阳日:是指太阳连续两次经过同一子午线(经线)的时间间隔,我们称它为一个昼夜,规定为24小时,并且在每个地方,正午12点的时候都是太阳在头当顶的时候,亦即太阳高度最高的时候,每过去24个小时,太阳就会重新回到原先的位置上。所以,太阳日是以太阳在穹顶之上的运动为参考的。
恒星日:遥远的恒星在天空的位置上是恒定的,当地球转过一圈之后,遥远恒星出现在相同的穹顶位置上,这就是地球的实际自转周期23时56分4秒,这是以遥远的恒星在穹顶之上的运动为参考的,是地球自转周期的实际时间。
由于地球在自转的同时还绕着太阳公转,每当地球自转完一圈(1个恒星日)时,原本地面上该这个时候正对着太阳的位置并没有重合,也就是说没在昨天同时刻的那个位置上,需要再经过3分56秒,太阳才会回到昨天的位置上,也就是需要3分56秒来弥补,这样的话,每隔24小时,太阳都会回到原先的经线位置上。
为什么我们选择24小时来规定一天的时间呢?
因为这很方便,以24小时为标准,这样各地的正午12时的时候,太阳都在各地的穹顶正中间的位置,也就是俗话中说的头当顶,这样的话,符合各地人民的生活作息生物钟,每个地方在相同的时间段时,太阳高度具有一致性。
文/科学船坞