【№1：認知】

天圓地方：天空是圓的、大地是平坦的，這是古代人們對「地球」結構的認知。

當太陽(yáng)下降到地平面之下，夜晚就降臨了，當太陽(yáng)上升到地平面之上，白晝就出現了。這是古代人們對晝夜的理念。

古代的人們還認為地球是處于靜止狀態(tài)的，是不會(huì )旋轉的，因為太陽(yáng)線(xiàn)在天幕上不停地轉動(dòng)而導致太陽(yáng)會(huì )出現東邊升起，西邊沉落的現象。現代的人們都知道每經(jīng)過(guò)24小時(shí)會(huì )體驗一次白天和夜晚的變更，這是因為地球的自轉所導致的。與此同時(shí)，地球不僅在自轉，而且還會(huì )以橢圓形的軌道圍繞著(zhù)太陽(yáng)公轉，公轉的結果就是給地球帶來(lái)了季節的變化和夜晝的變更、使地球生命繁衍生息。

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【№2：了解】

• 「地球的自轉」：指的是地球圍繞地軸旋轉的運動(dòng)。

在赤道上，地球自轉的線(xiàn)速度為465米/秒，地球自轉的平均角速度為15度/小時(shí)，仰望天空中任何的天體都是東邊升起，西邊落下的，這些都是地球自轉帶來(lái)的現象。

地軸所處的空間位置可以說(shuō)得上是很穩定的，北端一直指向北極星附近的區域，從北天極的上空 俯視地球，自轉的方向是從西向東逆時(shí)針旋轉的，自轉一圈的時(shí)間約為23小時(shí)56分4.09秒，這個(gè)時(shí)間也就是天文學(xué)上所說(shuō)的「恒星日」，但是現在我們所說(shuō)的一天是24小時(shí)，在天文學(xué)上稱(chēng)為「太陽(yáng)日」。需要注意的是「恒星日」所選擇的參考物是太陽(yáng)這顆恒星，因為地球一邊自轉一邊公轉，所以3分56秒的時(shí)間差正是地球公轉和自轉重疊的結果。

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「地球的自轉」也是古人記錄時(shí)間的重要依據，但是由于潮汐摩擦的原因，地球的自轉速度會(huì )以100年2毫秒的速度減慢，潮汐摩擦還是造成月球每年以3-4厘米的速度離開(kāi)的地球原因，地球的自轉速度除了隨著(zhù)時(shí)間而減慢之外，還會(huì )出現“有時(shí)快，有時(shí)慢”的現象，目前科學(xué)界對這個(gè)奇異的現象無(wú)法作出科學(xué)的解釋。

「地球的自轉」給地球帶來(lái)的好處就是：地球自轉會(huì )造成白天和夜晚的變更、季節的變化，晝夜變更又會(huì )導致地球表面的溫度變得適宜生命的生存。

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• 「地球的公轉」：指的是地球圍繞太陽(yáng)旋轉的運動(dòng)。

假如可以在宇宙深空俯視太陽(yáng)系，那么看到的景象是地球以逆時(shí)針的方式圍繞太陽(yáng)公轉，公轉的軌道路線(xiàn)呈現為橢圓形，這就是「公轉軌道」，太陽(yáng)就位于橢圓形軌道里兩個(gè)焦點(diǎn)其中之一的位置上。

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比如每年的1月3號地球會(huì )運行到離太陽(yáng)最近的區域，這個(gè)位置叫做「近日點(diǎn)」，每年的7月4號地球會(huì )運行到離太陽(yáng)最遠的區域，這個(gè)位置叫做「遠日點(diǎn)」。地球公轉的方向也是逆時(shí)針從西向東運動(dòng)的，軌道的長(cháng)度約為9.4億千米，地球公轉的平均角速度是1度/天，平均線(xiàn)速度是30千米/秒，地球運行到「近日點(diǎn)」時(shí)公轉的速度是最快的， 運行到「遠日點(diǎn)」時(shí)公轉的速度是最慢的，繞日公轉一圈花費的時(shí)間是365.25天。

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• 「黃道平面」指的是地球公轉軌道所處的平面。
• 「赤道平面」指的是地球自轉的平面。
• 「黃赤交角」指的是「黃道平面」與「赤道平面」兩個(gè)平面的交角。

地軸垂直于「黃道平面」與「赤道平面」的交角是66度33秒，「黃道平面」和「赤道平面」之間的「黃赤交角」是23度27秒。由此可知地球不是“挺直”球體圍繞太陽(yáng)公轉的，那么又是什么原因導致地球可以擁有一個(gè)永動(dòng)的機制呢？宇宙中的天體都存在旋轉的現象，或者可以說(shuō)旋轉就是宇宙深空中的物質(zhì)運動(dòng)的基本方式，但是要科學(xué)地探研這些問(wèn)題，首先要明確太陽(yáng)系和地球是怎么樣形成的，因為地球的公轉和自轉的運行方式與太陽(yáng)系的形成有著(zhù)密不可分的關(guān)系。

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【№3：探研真相】

目前大多數的天文學(xué)家認為「太陽(yáng)系」是通過(guò)原始星云積聚的方式形成的，「原始星云」也就是一些氣體云，但是氣體云的密度是非常稀薄的，憑內眼是根本無(wú)法看見(jiàn)的，由于受到某種擾動(dòng)的影響，再加上萬(wàn)有引力的作用，使得氣體云向中心收縮積聚，經(jīng)過(guò)上億年的漫長(cháng)演變，隨著(zhù)中心區域的物質(zhì)溫度越來(lái)越高，密度也越來(lái)越大，最后中心區域達到了可以引發(fā)熱核反應的程度，因此演化成了恒星·太陽(yáng)。形成了太陽(yáng)之后，周?chē)臍堄鄽怏w物質(zhì)又慢慢地以旋轉的方式積聚在一起，從而形成了一個(gè)盤(pán)旋氣體層，經(jīng)過(guò)碰撞、收縮積聚等一些復雜的過(guò)程，在氣體層中漸漸積聚成固體的顆粒，經(jīng)過(guò)上千萬(wàn)年甚至是上億年的時(shí)間演化，微行星、原始行星就這么形成了，直至形成了一個(gè)完整的太陽(yáng)系天體系統。

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測量物體直線(xiàn)運動(dòng)的快或慢，用物理學(xué)的代名詞表達就是“速度”，但是物體旋轉的狀態(tài)又用什么代名詞來(lái)衡量呢？

答：「角動(dòng)量」——圍繞定點(diǎn)旋轉的物體的角動(dòng)量=質(zhì)量×速度×距離。

「角動(dòng)量守恒定律」是物理學(xué)中非常重要的一條定律,它所表達的是：一個(gè)轉動(dòng)著(zhù)的物體在不受到外力作用的影響情況下,那么這個(gè)物體的角動(dòng)量就不會(huì )因為物體的形狀發(fā)生改變而變化。

舉例說(shuō)明：

一個(gè)帶翅膀的“玩具陀螺”,當它在旋轉的時(shí)候突然把翅膀收縮回去，這個(gè)時(shí)候質(zhì)心與定點(diǎn)的距離變小了,“玩具陀螺”的旋轉速度就會(huì )加快,因為這樣才能保證“玩具陀螺”的角動(dòng)量不變。

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「角動(dòng)量守恒定律」在地球自轉速度產(chǎn)生中起著(zhù)主導性的作用，原始星云本來(lái)就攜帶著(zhù)「角動(dòng)量」,太陽(yáng)系形成之后,原始星云的角動(dòng)量不但不會(huì )消失而且是一直存在的,「角動(dòng)量」只不過(guò)是隨著(zhù)星云系統演化過(guò)程中被分發(fā)到該星云的每個(gè)星體中去了，每個(gè)星體都在原始星云中分配到各自的「角動(dòng)量」。由于「角動(dòng)量守恒定律」行星在積聚收縮的時(shí)候旋轉的速度也會(huì )變得越來(lái)越快。地球繞太陽(yáng)的公轉、地月系統的相互繞轉以及地球的自轉，以上這些把地球誕生至今所得到的「角動(dòng)量」全部瓜分了。

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【№4：真相大白】

相信很多人都會(huì )有這樣一個(gè)想法，那就是地球的自轉一直是以勻速的速度運動(dòng)的,如果地球的自轉速度不是勻速的，那么每一天的時(shí)長(cháng)是會(huì )存在差異的。物理學(xué)家牛頓同樣也是這樣認為的,牛頓認為宇宙中的任何天體的運動(dòng)都是非常有規律的，并且是井井有條按照各自的軌道運行，如果不是這樣的話(huà)，那么宇宙必定是一個(gè)混亂的狀態(tài)。

但是，根據目前的研究證實(shí)地球每時(shí)每刻都在發(fā)生著(zhù)變化,這就說(shuō)明地球是處于一個(gè)極其不穩定的狀態(tài)中，地球的自轉速度是在逐漸變慢的，其中最有說(shuō)服力的就是“古生物鐘”——通過(guò)對比保存有反應周期性生長(cháng)變化的石紋化石，通過(guò)這些化石就可以推斷出生物的年齡以及地球自轉速度的變化，推斷結果如下：

• 距今4.4億年前的晚奧陶紀,地球圍繞太陽(yáng)公轉一圈花費的時(shí)間約為412天、
• 距今4.2億年前的中志留紀,地球圍繞太陽(yáng)公轉一圈花費的時(shí)間約為400天、
• 距今3.7億年前的中泥盆紀,地球圍繞太陽(yáng)公轉一圈花費的時(shí)間約為398天、
• 距今1億年前的晚石炭紀,地球圍繞太陽(yáng)公轉一圈花費的時(shí)間約為385天、
• 距今6500萬(wàn)年前的白堊紀,地球圍繞太陽(yáng)公轉一圈花費的時(shí)間376天、
• 目前地球圍繞太陽(yáng)公轉一圈花費的時(shí)間365.25天。

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造成地球自轉速度變慢的主要原因是因為太陽(yáng)和月球會(huì )同時(shí)對地球施加引力，使得地球發(fā)生“潮汐作用”，潮汐作用會(huì )導致地球面向和背向月球的海面發(fā)生漲潮的現象。

• 面向月球海面漲潮的原因：月球引力大于離心力。
• 背向月球海面漲潮的原因：離心力大于月球引力。

當地球海面發(fā)生潮汐現象的時(shí)候,海水與海底會(huì )相互摩擦,這個(gè)時(shí)候的海洋可以說(shuō)得上是翻滾的狀態(tài)，翻滾的海水就相當于汽車(chē)的制動(dòng)裝置，從而使得地球的自轉速度被牽制了，翻滾的海水導致了地球自轉減慢。

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【№5：目前科學(xué)界對地球自轉速率時(shí)而不同的奇異現象無(wú)法作出科學(xué)的解釋】

現在的我們是處于一個(gè)高科技的時(shí)代,這就表明可以對時(shí)間進(jìn)行更準確地測量了，記錄的時(shí)間顯示1年當中地球的自轉速率會(huì )出現“時(shí)快”、“時(shí)慢”的周期性變化現象。在春季的時(shí)候，地球的自轉速率是比較緩慢的,但是進(jìn)入秋季以后，地球的自轉速率會(huì )比春季時(shí)候的快。為此科學(xué)學(xué)家更是頭痛不已，因為目前科學(xué)界對地球自轉速率時(shí)而不同的奇異現象無(wú)法作出科學(xué)的解釋。

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本人見(jiàn)解：

周期性變化的原因是：當進(jìn)入秋季的時(shí)候，地球上的一些大氣和水分子會(huì )由于溫度的影響導致凝固成冰，結冰的的時(shí)候“潮汐作用”造成的海水翻滾現象就減少了，從而沒(méi)有減慢地球的自轉速度，反而是比春季的時(shí)候快了。

除此之外,地球公轉的速度也不是勻速運動(dòng)的，地球公轉的軌道是呈現橢圓形的,「遠日點(diǎn)」與「近日點(diǎn)」相隔的距離大約是500萬(wàn)千米，當地球從西邊的「遠日點(diǎn)」向東邊的「近日點(diǎn)」運行時(shí)，接近太陽(yáng)的時(shí)候,地球受到太陽(yáng)引力的作用就會(huì )加大,速度也就會(huì )變得快一點(diǎn)。相反地，從「近日點(diǎn)」運行到「遠日點(diǎn)」的時(shí)候,地球受到太陽(yáng)引力的作用就會(huì )減小,速度也就會(huì )減慢一些。

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【№6：黃媂·結語(yǔ)】

綜上所述，導致地球會(huì )有自轉和公轉的現象，要考慮的因素實(shí)在是太多了,當中的因素是非常復雜的，并不是簡(jiǎn)單的「遠日點(diǎn)」、「近日點(diǎn)」、“潮汐作用”、「角動(dòng)量」、「角動(dòng)量守恒定律」就能夠把這個(gè)問(wèn)題解答出來(lái)的。因為地球不止是圍繞太陽(yáng)旋轉的，太陽(yáng)系其實(shí)也是圍繞著(zhù)銀河系旋轉的,事實(shí)上銀河系也是圍繞著(zhù)中心黑洞旋轉的。

地球、太陽(yáng)系、銀河系在宇宙中不斷地旋轉著(zhù)，這種旋轉的機制可能在宇宙誕生之時(shí)就已經(jīng)存在了，地球旋轉的速度時(shí)而加速、時(shí)而減速的現象，或許與太陽(yáng)、月亮以及太陽(yáng)系其他行星的引力存在著(zhù)一定的關(guān)聯(lián)性。

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圖解：太陽(yáng)圍繞銀河系旋轉的公轉軌道



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