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    地球自轉一週需要23時56分4秒平太陽時。我們的地球以每秒29.79公里的速度,沿著一個偏心率很小的橢圓繞著太陽公轉。走完大約10億公里的一圈路程要花365天又6小時。

    地球環繞太陽運轉的同時,自身也在不停地旋轉著,這種旋轉運動就叫做“地球自轉”。旋轉1周就是1天,約等於24小時。

    地球圍繞太陽的運動,叫做“地球公轉”在太陽引力的控制下,地球在一個近似圓形的軌道上繞太陽執行,公轉一週為1年。日地平均距離是1.5億公里,地球在1年內繞了一個約9.4億公里長的大圈子。地球繞這樣大的一個圈子需要在365.25天,地球始終保持著自轉軸指向一定的地方,它的北端總是指向天空中的北極。地球的赤道面(與自轉軸垂直的圓面)與地球軌道平面(黃道面)是斜交的,其交角是23°26′。地球就是這樣傾著身子繞太陽作公轉運動的。

    地球同太陽系其他八大行星一樣,在繞太陽公轉的同時,圍繞著一根假想的自轉軸在不停地轉動,這就是地球的自轉。

    幾百年前,人們就提出了很多證明地球自轉的方法,著名的“傅科擺”使我們真正看到了地球的自轉,但是,地球為什麼會繞軸自轉?為什麼會繞太陽公轉呢?這是一個多年來一直令科學家十分感興趣的問題,粗略看來,旋轉是宇宙間諸天體一種基本的運動形式,但要真正回答這個問題,還必須首先搞清楚地球和太陽系是怎麼形成的。地球自轉和公轉的產生與太陽系的形成密切相關。

    現代天文學理論認為,太陽系是由所謂的原始星雲形成的,原始星雲是一大片十分稀薄的氣體雲,50億年前受某種擾動影響,在引力的作用下向中心收縮。經過漫長時期的演化,中心部分物質的密度越來越大,溫度也越來越高,終於達到可以引發熱核反應的程度,而演變成了太陽。在太陽周圍的殘餘氣體則逐漸形成一個旋轉的盤狀氣體層,經過收縮、碰撞、捕獲、積聚等過程,在氣體層中逐步聚整合固體顆粒、微行星、原始行星,最後形成一個個獨立的大行星和小行星等太陽系天體。

    我們知道,要測量一個直線運動的物體運動快慢,可以用速度來表示,那麼物體的旋轉狀況又用什麼來衡量呢?一種辦法就是用“角動量”。對於一個繞定點轉動的物體而言,它的角動量等於質量乘以速度,再乘以該物體與定點的距離。物理學上有一條很重要的角動量守恆定律,它是說,一個轉動物體。如果不受外力矩作用,它的角動量就不會因物體形狀的變化而變化。例如一個芭蕾舞演員,當他在旋轉過程中突然把手臂收起來的時候(質心與定點的距離變小),他的旋轉速度就會加快,因為只有這樣才能保證角動量不變。這一定律在地球自轉速度的產生中起著重要作用。

    形成太陽系的原始星雲原來就帶有角動量,在形成太陽和行星系統之後,它的角動量不會損失,但必然發生重新分佈,各個星體在漫長的積聚物質的過程中分別從原始星雲中得到了一定的角動量。由於角動量守恆,各行星在收縮過程中轉速也將越來越快。地球也不例外,它所獲得的角動量主要分配在地球繞太陽的公轉,地月系統的相互繞轉和地球的自轉中,這就是地球自轉的由來,但要真正分析地球和其他各大行星的公轉運動和自轉運動還需要科學家們做大量的研究工作。

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