是什麼力量驅使地球如此永不停息地運動——在圍繞地軸自轉的同時,又在一個橢圓形軌道上環繞太陽公轉,帶來晝夜交替和季節變化,使人類及萬物繁衍生息?

天文學家認爲,太陽系是由古代的原始星雲形成的。原始星雲因受到某種擾動影響,再加上引力的作用而向中心收縮。經過漫長的演化,中心部分物質的氣溫越來越高,密度也越來越大,最後演變成了太陽。太陽周圍的殘餘氣體,慢慢形成了一個旋轉的盤狀氣體層,最終形成了一個完整的太陽系天體。

牛頓像

大家知道,如果要測量物體直線運動的快慢,應該用速度來表示,但如何來衡量物體旋轉的狀況呢?物理學中有一種辦法就是用“角動量”。一個繞定點轉動的物體,它的角動量就是質量乘以速度,再乘以該物體與定點的距離。牛頓的角動量守恆定律指出,一個轉動的物體只要不受外力作用,它的角動量就不會因物體形狀的變化而發生變化。例如一個芭蕾舞演員,當他在旋轉的時候突然把手臂收起來,他的旋轉速度就會加快,以保持角動量不變。

地球的自轉和公轉也遵循這一規律。因爲原始星雲原本就帶有角動量,在形成太陽系之後,它的角動量仍然不會損失,但已經進行了重新分佈,各個星體在漫長的演變過程中都從原始星雲中得到了各自的角動量。由於角動量守恆,行星在收縮的過程中轉速也將越來越快。地球也是這樣,它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以及地球的自轉中。