由于早期太阳系里所有的碎片都以大致相同的方向绕着太阳旋转,这些碰撞也使地球以及太阳系里的大多数其他东西——向那个方向旋转。但是为什么太阳系一开始就在旋转呢?太阳和太阳系是由一团尘埃和气体由于自身重量而坍缩而形成的。大部分气体凝结成太阳,而剩下的物质进入周围形成行星的圆盘。在坍塌之前,气体分子和尘埃粒子到处移动,但在某一时刻,一些气体和尘埃碰巧在一个特定的方向上移动了一点,使其旋转。

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尽管有这些干扰,太空中的一切都在向一个或另一个方向旋转,旋转是宇宙中物体的基本行为。小行星旋转、恒星旋转、星系在旋转,太阳系需要2.3亿年才能完成围绕银河系的一个循环。宇宙中一些速度最快的物体是密集旋转的脉冲星,脉冲星是大质量恒星的尸体。一些脉冲星的直径相当于一个城市的大小,每秒可以旋转数百次,2006年《科学》公布的速度最快的每秒旋转716次。黑洞甚至可以更快,2006年发表在《天体物理学》(Astrophysical
Journal)上的一项研究发现,其中一种名为GRS
1915+105的粒子可能每秒旋转920到1150次。

对于金星来说,可能是碰撞导致它的自转翻转。或者它开始像其他行星一样旋转。随着时间的推移,太阳对金星厚厚的云层的引力作用,再加上金星地核和地幔之间的摩擦,导致了自旋的翻转。2001年发表在《自然》上的一项研究表明,引力与太阳和其他因素的相互作用可能导致金星自转减慢并逆转。就天王星而言,科学家们认为撞击:一次巨大的撞击或者一次两次多次撞击(两种不同的物体)会使它失去平衡。

地球每天自转一次,使日出和日落成为地球上日常生活的一部分。自从46亿年前形成以来,它就一直如此,直到世界末日——很可能是太阳膨胀成一颗红巨星并吞噬了地球,但它为什么会旋转呢?地球是由围绕新生太阳旋转的气体和尘埃组成的圆盘形成,在这个旋转的圆盘中,尘埃和岩石碎片粘在一起形成了地球。加州大学洛杉矶分校的天体物理学家Smadar
Naoz说:随着它的成长,太空岩石继续与这个新生行星相撞,产生了推动它旋转的力量。

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博科园-科学科普|文:Marcus Woo/Live Science

当气体云坍缩时,气体云的旋转加速——就像花样滑冰运动员把胳膊和腿塞进去时旋转得更快一样。因为没有太多的空间可以让物体慢下来,一旦物体开始旋转,它通常会继续运动。在这个例子中,旋转的婴儿太阳系有很多角动量,这个量描述了物体持续旋转的趋势。因此当太阳系形成时,所有的行星可能都在同一个方向旋转。然而今天,一些行星在运动上有了自己的自旋。金星的自转方向与地球相反,而天王星的自转轴呈90度倾斜。科学家们不确定这些行星是如何形成的,但他们有一些想法。

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但事情也变慢了,当太阳形成时,它每四天绕轴旋转一次。但是今天,太阳旋转一次大约需要25天,它的磁场与太阳风相互作用,减慢了旋转(也就是角动量损失了)。即使地球自转减慢,来自月球的引力以一种稍微减慢地球速度的方式吸引着地球。2016年发表在《皇家学会学报》(Proceedings
of the Royal Society
A)上的一篇关于古代日食的文章显示,在过去的2740年里,地球自转减慢了大约6个小时,在一个世纪的时间里,只有1.78毫秒。所以,虽然明天太阳会升起,但可能会晚一点。

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