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假如地球停止自轉，在哪里可以僥幸活下來？

返樸 >《待分類》

2022.06.15 北京

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作者 | 可可

監(jiān)制 | 中國科普博覽

小時候，你看著夜晚的天空，月亮從山頭后若隱若現(xiàn)，到了深夜月亮卻已經(jīng)跑到了頭頂。老師會告訴我們，“那是因為地球無時無刻不在轉動，晝夜交替、日升月沉也正是源自于地球自轉?！?/span>

圖片來源：Veer圖庫

真的這么簡單嗎？假如打破砂鍋問到底，你可能會發(fā)現(xiàn)自己其實回答不出下面這兩組看起來非常簡單的問題。

1. 地球為什么有自轉？其他星球也在自轉嗎？有沒有不自轉的星體？

2. 假如自轉停止，地球將會怎樣？有沒有人能夠從這樣的滅世天劫中幸存下來？

那這次，就讓我們堅持打破砂鍋看看，地球自轉里面，到底藏了多少我們不了解的秘密？

1

地球為什么會不停自轉？

先說結論，不自轉的天體僅在理論上有存在的可能，而實際中的天體都在進行著某種形式的自轉。

其原因主要有以下兩點：第一，天體的誕生過程將不可避免地具有一定的初始角動量；第二，角動量為零的天體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這種情形哪怕是瞬間出現(xiàn)也無法長期維持。聽起來好像有點繞，不過沒關系，我們用大白話具體解釋上述兩個原因。

星球的形成從形式上來看大致分為兩種情況，第一種是形成天體的物質相互聚集，不斷發(fā)生碰撞摩擦，最終形成星球。好比是制作棉花糖，熔化后的糖絲從機器噴口噴出，逐漸纏繞形成一大坨。第二種是原本已經(jīng)存在的天體，因為某些原因發(fā)生了爆炸，拋射出了某些物質，這些物質又形成了天體。好比是拋向空中的飛盤被獵槍擊中，迸射出無數(shù)的小顆粒。

太陽系形成過程想象圖丨圖片來源：公有領域

從這兩種形成方式來看，無論是哪一種，天體各部分的角動量之和很難恰好為零。也就是說，天體會自然而然地“轉起來”（即天體在誕生時就具有一定的初始角動量）。而且根據(jù)角動量守恒定律，這種轉動還停不下來，也正是由于這個原因，天體從誕生過程開始的那一刻就已經(jīng)在自轉了。

下面我們再看看第二個原因。假設確實存在初始角動量為零的天體，但這種“完美狀態(tài)”不可能長時間保持。這是由于宇宙中處處存在著來自其它天體的引力，而且這些天體的自轉和公轉又可能導致引力狀態(tài)的變化。好比是在驚濤駭浪中失去動力的小船，即便剛開始時是靜止的，最后也免不了隨波逐流的命運。

太空探測器于2000年12月初拍攝到的愛神星完整自轉（周期約為5小時16分鐘）丨圖片來源：NASA

綜合以上兩點，宇宙中的天體，不轉是相對的，轉是絕對的，這也契合了馬克思主義哲學“相對靜止，絕對運動”的觀點。

也有人提出疑問——月球朝向人類的總是同一面，這豈不是說明月球不會自轉？其實，這是一個似是而非的謬誤。

我們可以用自己的右手握拳當作地球，左手的掌心當做月球朝向地球的一面，當你試著讓左手在繞右手運動的同時還一直保持手掌向著右拳，就會發(fā)現(xiàn)左手實際上必須不停轉動。（實際上，月球的自轉和公轉恰好是同步的，這種現(xiàn)象稱為潮汐鎖定或者受俘自轉。）

月球自轉的示意圖。注意左右兩側月球朝向的區(qū)別，左側月球始終自轉，且僅有一面朝向地球。丨圖片來源：維基百科

2

假如停止自轉，地球將會怎樣？

地球從誕生之初就在自轉，在這數(shù)十億年中，地球的自轉周期一直在發(fā)生變化，但自轉這一狀態(tài)從來不曾改變。如果我們放飛自我，腦洞全開，設想地球忽然間停止自轉，會產(chǎn)生怎樣的后果？

我們知道，地球各地自轉的角速度相同，但線速度有所不同，赤道最大，兩極最小。赤道附近地球自轉的線速度大約為465米每秒，所以如果身處赤道，居家躺平一整日，也可以實現(xiàn)“坐地日行八萬里”。即便是在北京這樣的中緯度地區(qū)，自轉線速度也可以達到370米每秒。

假設地球在0.1秒內停下，一切沒有附著于地表的物體都將在慣性的作用下維持之前的運動狀態(tài)飛出地球。而根據(jù)計算，此時北京附近附著在地表的物體將會受到相當于370g（g代表重力加速度，9.8m/s²）的加速度作用，即使不粉身碎骨也早就肝腸寸斷了。

當然，高緯度地區(qū)受到的影響會相對較小，那么小到什么程度呢？假如緯度達到80度，地球停轉后人體一樣會向著自轉方向飛出，而且線速度仍然達到60米每秒，同樣毫無生還機會。

不過，假設地球并非在極短的瞬間停止自轉，而是慢慢停下，情況會稍微好上一丟丟。比如，我們設定地球在1分鐘內停轉，此時位于北京的人在地球自轉方向上受到的加速度已經(jīng)不到1個g。雖然還是十分恐怖，但是假如有合適的緩沖，還是有希望撿回性命甚至毫發(fā)無傷的。

很多人會說，既然地表不安全，那么地球停轉之前我乘飛機在天上等著就是了。想法當然很好，但要知道地球表面的大氣層本來也是與地球自轉同步的，即擁有相同運動狀態(tài)的。

一旦地球停轉，大氣仍然會在慣性作用下向著自轉方向運動，也就是說，你在北京上空也會面對時速接近1440米的超級風暴。無論是什么樣的飛機，恐怕都無法抵御這樣狂暴的氣流。那么海面上又會發(fā)生怎樣的現(xiàn)象呢？一旦地球停轉，即便是緯度不算低的渤海都將掀起超音速巨浪。整個地球表面都將被前所未有的超級海嘯所席卷。不過，更恐怖的還在后面。

假如我們的設想再“嚴謹”一點，把能量守恒的因素也考慮進去。地球這樣的龐然大物在自轉時，實際上蘊含著巨大的動能。假如地球停轉，這些動能必將轉換為內能，也就是說地球在停轉的同時會發(fā)熱。

根據(jù)估算，地球停轉時轉化出的內能，可以讓地球溫度升高數(shù)百度。而在動能最大的地表，溫度上升可能會達到數(shù)千度。此時的地表毫無疑問將是一派煉獄的景象，甚至整個地球都可能熔化為液態(tài)。

總之，假如今晚地球真的停止轉動，無論身在何處，所有人都會在瞬間粉身碎骨，而地球本身也將從宇宙中消失。不過即便地球自轉的周期會有變動，自轉本身仍將永恒存在，地球停轉也僅僅是思想游戲罷了。

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