Question

地球自转的动力来源来自哪里？为什么可以一直转？

Answer 1

地球大约在45亿年前形成，从形成那一天起，地球就开始自转和公转。直到现在，地球还在一直转动。那么，地球转动的动力源是什么呢？地球在未来会停止转动吗？地球是不是永动机呢？

要了解地球能够不断转动的原因，需要追溯到地球乃至整个太阳系的起源。最初的太阳系没有太阳，也没有各大行星和卫星，只有一团飘荡在宇宙空间中的尘埃和气体云。在太阳星云附近，有颗大质量恒星发生了超新星爆发，它所释放出的冲击波引发星云中心坍缩成太阳。

在太阳形成过程中，它的引力不断吸收星云，导致星云越转越快，并且变得越来越扁。最终，绝大部分的星云聚集在一起形成了太阳。剩余的星云继续环绕太阳旋转，形成了原行星盘。在原行星盘中，尘埃和气体之间不断发生碰撞，形成微行星，而它们又在引力的作用下聚集形成了包括地球在内的各大天体。

根据角动量守恒，原行星盘中的物质形成地球之后，地球会继承原先的角动量，所以地球会自转和公转。除非在形成地球时，物质碰撞刚好完全抵消掉自转角动量，地球才不会自转。但这种情况几乎不可能发生，因为只要一些扰动，地球的自转角动量就不会为0。

正因为如此，宇宙中的天体都会有自转。至于那些被潮汐锁定的天体，例如，月球，并不意味着那些天体没有自转，只是它们的自转和公转达到同步而已。同样地，地球也会公转，不然早就掉进太阳中。

太阳系的各大天体形成之后，大部分的原始星云都已经被消耗殆尽。在空旷的太空中，地球的自转和公转运动没有受到阻力的影响，地球的角动量不会被消耗掉，所以地球可以一直转动数十亿年而不停歇，并且在未来还会继续转动下去。

不过，这并不意味着地球是永动机。热力学第一和第二定律已经表明，永动机无法被制造出来。虽然地球一直在转动，但地球并没有对外做功，所以地球不是永动机。

另外，虽然太空中没有阻力，但月球的潮汐力会让地球的自转速度变得越来越慢。目前，地球的自转周期是45亿年前的4倍。再过百亿年的时间，地球的自转周期会增加到目前的47倍。在那之后，地球被潮汐锁定，它的自转速度不再变慢。

只要未来太阳不摧毁地球，地球的转动就不会停止。但根据广义相对论，地球与太阳的相互作用会持续辐射出引力波。经过漫长的时间之后，地球的角动量会被逐渐消耗掉，导致地球最终撞上早已成为黑矮星的太阳。

“天行健”，地球等一切天体似乎永远都不知疲倦的运转。

地球绕着太阳转一圈是365.256天（一年），称为公转，所以有了春夏秋冬;地球绕着自己的自转轴转一圈就是一天（23时56分4秒），因此有了白天黑夜;地球自转方向是由西向东，于是有了太阳的东升西落。

地球在40亿年前的自转是6小时/天，在一颗火星大小的小行星重重撞击后，速度逐渐减弱，形成现在的约24小时/天，而那颗小行星与地球撞击后的碎片在近亿年后形成了现在的月球。当然月球也是有自转的。
于是有人就会问：地球等天体的自转动力来源于哪里？为什么能一直转？
人类在出现文明后就已对这个问题进行研究，从17世纪到现在可以说是众说纷纭：比如角动量说，太阳带动说，重力不对称说，月球潮汐力说、暗能量…

地球自转的原因都是物理学上的猜测，而宇宙中一切都是运作不息的，每个星体或天体都会受到宇宙各种力的作用，各星体为了平衡就形成了不同的自转或公转。

美国国立研究所长期观测发现地球自转速度从1999年开始加快，地球速度变快的直接原因，就是人类发射的人造卫星，因为人造卫星都是利用地球的自转。

我们都知道永动机并不存在，但是如果从太空中看地球的状态的话，它就像是一个永动机，一直在不停的自转，同时也在围绕太阳公转，地球形成的46亿年来都是如此！

不过运动的物体都需要受到某方面的力才会运动，地球之所以一直在自转和公转，也是因为受到了某些力的作用。这些力实际上绝大部分来自于地球形成的过程中，地球现在的自转和公转运行状态，除了太阳的引力之外，基本上都是原先所获取的物质对地球的撞击力的作用惯性使然。

我们所在的太阳系诞生于一片原始星云之中，其中最先形成的是太阳，它比地球大致早形成了约3亿年，两者在形成过程上其实是很相似的，在星云物质聚集形成太阳的过程中，大量的物质聚集到太阳系的中心，在这些物质奔向原始太阳的过程中，必然会有极快的速度，大量物质以极快的速度撞击，给了原始太阳以初始的自转力量，虽然物质都是以不同的角度撞击，但是在原始太阳的引力掌控了太阳系的运转趋势之后，继续撞击的物质的撞击角度就开始大部分和原始太阳的自转方向趋同了，这些来自大量撞击物质角动量的力量，最终促成了太阳的自转状态，也造就了太阳的黄道面，而在太阳形成的过程中，太阳之外的黄道面上也有一些物质聚集，形成了原始的行星和矮行星等，我们的地球就是其中之一。

地球自转形成状态基本和上面所讲的太阳一样，也是有大量物质快速撞击带来的力促成的，每一次大的撞击都足以在某种程度上影响地球的运行状态，6500万年前灭绝恐龙的小行星撞击，也会轻微改变地球的自转和公转状态的。不过地球的公转状态还是主要受太阳引力的影响，同时也是地球运行的初速度与太阳的引力达成了平衡，才会一直运行在太阳的宜居带中的。

可见，地球并非永动机，它的自转和公转都会受到外力的影响，其运行状态也正是因为外力的施加作用促成的，实际上地球的自转速度一直在变化中，一般认为地球刚形成的时候每天的时间只有6个小时左右，种种外力作用使得地球的自转运行速度变慢，其中月球的潮汐力影响比较大，它会使地球自转的时间渐渐变长。

按照地球目前的运行趋势来看，地球自转的速度正在变慢，它的运行趋势将会受到月亮和太阳运行状态的影响，如果月球和地球互相潮汐锁定，那么地球上每天的时间（自转一圈）将会长达如今的一个月；还有就是太阳对地球的潮汐锁定作用了，如果地球被太阳潮汐锁定，简单来说，地球上一天（自转一圈）的时间就会长达如今的一年。

自有永有的上帝，创造了万有，并掌管着万有，动力来源于上帝。

目前关于地球能够持续不断地进行自转的动力来源问题，科学界的主流观点就是角动量守恒。也就是说，一个在没有受到外界干扰的物体，如果本身一开始就在旋转，那么这种旋转的趋势就可以一直保持下去。

在太阳系的形成初期，在现在的太阳周围，存在着一个巨大的超新星，发生爆发之后，喷洒出大量的能量和星际物质。原始星云中的星际尘埃，在长期的碰撞中逐渐吸附聚焦，质量逐渐增大，在此过程中又因为万有引力的作用，吸引越来越多的气体和尘埃，当质量聚集到一定程度后，触发了内核的聚变反应，向外散发着光和热，太阳就逐渐形成了。在太阳形成之后不久，在稍远一些的轨道上，也逐渐由星际物质聚集成了岩质行星，在更远的轨道上被太阳风吹走的较轻气体逐渐聚集了气态行星。在这些行星的形成过程中，势必经历了大量、频繁的物质撞击，然后或聚集、或分离，如此反复，才慢慢组合成了行星的“雏形”。

那么，在数不胜数的撞击中，不可能每次都撞到行星的正中心，因此行星就会获得推动自身转动的源动力，而在这些撞击过程中，肯定会有一个最大质量、最大速度的撞击，决定着行星最后的转动方向和转动速度，最后随着游离星际物质的逐渐减少，撞击次数不断减少，这种转动的方向和速度就占据了绝对主导地位，一直保持下去。

由于星际空间的物质非常稀薄，地球在自转过程中受到的摩擦力非常小，因此动力损耗也比较低，这种高速的自转可以一直在相对稳定地进行保持。但是，摩擦力小并不代表着没有摩擦，在地球形成之后的40多亿年 历史 进程中，在星际物质阻力、月球潮汐力、太阳潮汐力等外界因素的影响下，地球的自转速度其实一直是在逐渐减小的，从形成之初的自转一周仅需要4个小时，5亿年前已经减至20个小时，目前是24个小时，未来自转周期还会进一步拉长，不过这个过程会相当地缓慢，我们根本感觉不出来而已。

　　在宇宙中没有绝对静止的物体，受到各种外力的大质量的天体为了保持自身运动的平衡性必然依靠自转来维系平衡性。小质量的粒子由于运动的速度极快，也必须依靠自转来维系自身运动的平衡。这一点可以参考陀螺的运动原理，自转的物体在运动中对外力的耐受性较高。

物理里面有个 角动量守恒定律 。即一个转动物体。如果不受外力矩作用，它的角动量就不会因物体形状的变化而变化。形成太阳系的原始星云原来就带有角动量，在形成太阳和行星系统之后，它的角动量不会损失，但必然发生重新分布，各个星体在漫长的积聚物质的过程中分别从原始星云中得到了一定的角动量。由于角动量守恒，各行星在收缩过程中转速也将越来越快。地球也不例外，它所获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转，地月系统的相互绕转和地球的自转中，这就是地球自转的由来。

假如地球停止转动，将会对生命产生毁灭性影响。地球上的一切包括人类，将仍保持之前的速度以高达1670公里的时速继续运动，变成超音速子弹。同时，地球的磁场将不复存在，生命将暴露于致命剂量的电离辐射中。

　　由于地球存在自转，赤道转得最快，受到的离心力最大，地壳被「甩」得向外突出，形成椭球体，海洋也因此在赤道处受到限制。如果自转停止，地球将从椭圆球体成为一个近乎完美的球体。在完美的球体地球上，世界上的海洋将会重新分布，许多地区将被大水淹没。

　　如果地球停止自转，强风速度很快，接近于核弹爆炸瞬间，形成空前等级的全球风暴，将地表一切卷起，带上天空。单就强风与地球的摩擦力就足以引起大火和可怕的剥离。强风可摧毁途中一切。

　　如果地球停止自转，这个世界将会有半年白天半年黑夜。

角动量守恒

如果我们仔细观测，在宇宙中自转的天体一抓一大把，目前来看，我所知道的可能黑洞是可以不转的，不过好像好没有观测到不转的黑洞。（如果是我消息滞后了，请大佬进行补充。）

那为什么天体都会转呢？

按照目前的主流假说，也就是星云假说，恒星是由宇宙中的分子云的引力塌缩，在引力的作用下逐渐形成的。

这个过程大概是这样的，分子云不断地往一个质点聚集，形成恒星胚胎。但是其实我们要知道的是，在形成过程中发，分子云往一点聚集时，是有动能的，在整个的过程中，分子云会相互碰撞，但整体是有一个角动量的，这其实也就是自转的原初动力。而其他的行星的形成也是类似的情况，唯一的区别是恒星由于自身质量巨大，最终点亮了核聚变反应。

那为什么天体都会一直转呢？

其实在宇宙中存在这许许多多的守恒定律，我们有能量守恒，质量守恒等等，还存在一款我们不提起的守恒，那就是角动量守恒。其实也很好理解这个守恒律，说白了，就是如果你转起来，只要没有外力干扰，你就可以一直转。

这种情况在花样滑冰场上其实是比较常见的，滑冰场上摩擦力的消耗相对较低，所以，一个运动转起来后，可以通过控制自己的形体，然后达到不同的绕转速度。

而我们所在的地球，实际上，可以近似看成一个没有任何干扰的系统，所以，绕转的速度基本上不会受到很大的影响。

真的可以一直转下去么？

实际上，地球的绕转速度是在减速的，它并不是完全没有干扰因素。这么说吧，其实月球以前转的速度也很快，只不过，然后在慢慢减速，减速到和绕地球公转的速度一致了。那都有哪些因素会干扰地球的自转速度呢？

一般来说，有这么两种情况：

我们先来说第一种，

之前，我们其实是把地球近似看成了一个系统，那要破一个系统的守恒，其实只要引来外来的能量即可，最常见的就是小行星，陨石，彗星等的撞击了。

其实地球早期就遭受过大规模的小行星雨，但是这也没有给地球撞停下来，毕竟小行星相对于地球确实还是太小了。那为什么我们现在没有感觉到大规模的小行星雨呢？实际上，是因为有个大佬在保护我们，这位大佬就是木星，它利用自己的引力，挡住或者拐走了很多小行星。

其实小行星撞击相对于第二种还算是比较猛烈的，不过第二种最终起到了决定性的作用。这是因为它一直都在给地球减速。那到底是什么在起这个作用呢？

我们都知道地球上有潮汐作用，那么问题来了，潮汐的能量是从哪来的？

其实是这样的，我们都知道月球和地球之间是存在的引力的。

而月球绕着地球转一圈是一个月，而地球自己转一圈是一天，这两差不多差了30倍之多。

在这个过程中，月球其实就一直在拖后腿，我们可以现象成一辆车在开，后面还拖着东西，如果不再加速，那速度一定会一直减慢。所以其实月球公转导致，地球在自转速度会减慢。那具体是如何消耗呢？

其实是发生在潮汐的过程中，海水和海水，海水和岩石，岩石和岩石的摩擦，还有岩石的形变都会消耗地球自转的能量的，最后都以热量的形式散失，然后地球就慢慢地减速下来。距今10年前，一天大概是10个小时，相当于当时的两天半等于现在的一天。而恐龙时代一天大概就只有20个小时左右，也就是说，地球实际上就是在一直减速的。

那地球会减速到什么程度呢？

其实也很简单，只要一个月等于一天了，也就是地球的自转等于月球的公转，不会拖后腿了。这时候地球和月球就相互潮汐锁定了，都是一面朝着对方。

那地球会一直这样下去么？

实际上，我们之前的分析是排除了太阳的引力因素，太阳引力也会对地球起到些微的减速作用，但效果远没有月球明显。其次，还有天外来客们的可能还会在地球被潮汐锁定进行对地球造成影响。

地球一直都在以高速自转，在赤道的自转速度大约是465米每秒，地球自转一周需要23.9344696小时，也就是一个地球日。 地球和太阳系的其他行星一样，由于其形成的方式而自转，本质上是角动量守恒。

46亿年前，太阳系形成于氢云中，氢云中单个的原子，每一个粒子都有自己的动量。氢云的一个区域通过相互引力向内收缩。当这些原子在重力作用下相互粘在一起时，它们需要平均它们的动量。有可能会平均到0，但这几乎是不可能的，也就是说，会剩下一些。 就像一个花样滑冰选手把胳膊缩进怀里后，会让自己旋转得更快一样，原始太阳系的平均粒子动量开始使它 旋转得 越来越快。

随着太阳系旋转得越来越快，它逐渐变平，形成一个巨大的旋转吸积盘。太阳在这个圆盘中心形成的，而太阳系中的其它物质都在更远的地方 聚集在一起 形成了行星、小行星、卫星和彗星。

地球是由环绕新生太阳圆盘旋转的气体和尘埃组成的，在这个旋转的圆盘中，灰尘和岩石碎片逐渐因为引力粘在一起形成了地球。地球从太阳系自身的整体运动中继承了自转，即 组成地球所有粒子的角动量共同导致了地球的自转，在没有任何外力阻止时，惯性使地球旋转了数十亿年 。

在遥远的过去，一个大约有火星那么大的物体曾经与地球相撞，这次碰撞发生在太阳系形成后的三千万到五千万年间。由此产生的撞击减缓了地球的自转，并从行星表面喷射出大量物质形成月球。在这次碰撞之前，地球的自转速度要快得多，一地球日只有6个小时左右。此外， 月球的引力以一种非常轻微的方式在使 地球的自转减速，2016年发表在Proceedings of the Royal Society A上的一篇关于古代日食的分析显示，地球自转速度在一个世纪内减慢了1.78毫秒。

地球每天自转对于我们来说绝对是一件好事，这对于整个地球的生命都是给予，如果地球没有自转，很可能生命也不会存在了。地球的自转行为允许大部分地区在白天可以沐浴在阳光下，晚上可以在黑暗中，保持一个良好的、舒适的温度。

那么说到自转，为什么地球和其他行星会旋转呢？说到这里我们需要先了解一下太阳系的形成。大约50亿年前，我们的太阳系起源于一个巨大的气体云之中。尘埃开始塌陷，变平，之后形成一个巨大的圆盘，旋转得速度越来越快。

太阳在中心形成，旋转盘（星盘）其余部分的旋转气体和尘埃聚集在一起，产生行星、卫星、小行星和彗星。当行星形成时，我们的太阳系非常不和平。各种大小的块状物质经常发生碰撞，要么聚合在一起，要么互相撞击，有时，大物体的引力会捕获轨道上较小的物体。这可能是行星获得卫星的一种方式。
科学家们认为，一个巨大的物体，也许和火星一样大，撞击了我们年轻的行星，击落的一大块最终成为我们的月球。这次碰撞使地球自转速度变了科学家估计，地球初期中的一天只有大约6小时长，月球也比今天离地球近得多。而在未来，地球的自转或许永远不会停止，因为地球自转几乎没有阻力。

俯仰君陪你解答科学问题
地球是由小质量的岩石行星不断相互撞击汇聚形成的，就像 滚雪球 一样越滚越大，直到形成今天的地球的原型。

小行星在撞击地球时，其 撞击方向并不是垂直于地表直接指向地心正面撞击 。而是与地球表面有一定的 夹角 ，这个撞击过程就给了地球自身一个 切向的速度 ，使地球自转。
那么地球为什么可以一直自转呢？
原始地球在小行星撞击下开始高速自转后，如果没有别的物体对它施加足够大的外力，那么它将 一直自转下去 。
月球的刹车作用
地球形成之初，自转速度极快。高速的自转使其地质活动剧烈，火山遍地。

直到月球出现（有人说月球是被地球捕获的，有人说月球是从地球分离出来的）。由于月球引力的 潮汐作用 ，地球上的海洋会在月球引力下对地球的自转形成 阻力 。地球的自转就这样渐渐慢了下来，以后还会越来越慢。 月球也渐渐远离地球 。

这个作用相当缓慢，我们难以察觉。但在 上亿年 的时间尺度上，点滴作用累积起来的效果是相当可观的。 史前的恐龙 看到的月球比我们现在看到的月球更大，它们所经历的一天也比我们要少几个小时。