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地球在围绕太阳公转的同时,也在围绕着地轴作周期性的公转,正是因为有了自转和公转,在地球上才得以形成白天和黑夜,才有了春夏秋冬四季的变迁,也正因为有了公转带来的离心力,我们才得以不被太阳巨大的引力所俘获。有人脑洞大开,想问问地球如果突然停止转动,会发生什么样的情况,我们的第一反应就是地球不会再有黑夜和白天之分,也没有四季的变化。如果再深入想一下,地球就会失去公转离心力的作用,从而加速向太阳坠落。情况仅是这样吗?地球在太阳系内的运动这里我们不考虑太阳系在银河系、以及银河系向巨引源两方面的运动情况,仅考虑地球在太阳系内的转动情况,这样会更加直接,不会影响最终的分析结果。在太阳系内,地球的转动主要分为两种情况,一个是自转,另一个是公转。对于自转来说,地球围绕着地轴转动一周的时间为23小时56分4秒,这个转动轴是围绕地球质心转动所假想出来的轴线,在外部天体和地球组成物质的共同影响下,这个自转轴的连线并不是固定不变的,会有微弱的周期性变动,但是我们常用的就是通过连接地球南、北极点的连线来代表地球的自转轴。地球自转轴与围绕太阳公转的黄道平面,呈现的有一个夹角(23度26分),这个夹角与黄赤交角的和为90度,因而地球自转轴的倾角与黄赤交角相等。从自转的速度上看,在赤道处的自转线速度最大,平均值为米/秒,从赤道向两极这个自转线速度呈现逐渐降低,到达两极点后自转线速度为0。对于公转来说,地球围绕着太阳以一个椭圆形的轨道进行公转,公转轨道的偏心率0.%,因此会产生一个近日点和一个远日点,而太阳处在这个椭圆轨道的一个焦点上,其中地球在近日点时与太阳的距离约为1.亿公里,远日点距离为1.亿公里,二者相差万公里。根据开普勒定理,行星在沿着椭圆轨道围绕恒星公转时,其单位时间内与恒星连线扫过的面积相等,因此地球围绕太阳公转时的速度是不一样的,在近日点时快,平均线速度为30.3公里/秒;在远日点时慢,平均线速度约为29.3公里/秒,在一年的公转周期里平均线速度约为29.8公里/秒。地球停止转动所需要的能量按照牛顿物理学定律,我们知道任何物体都有保持静止和匀速运动的状态,这就是物体所固有的惯性,物体的质量越大,其惯性也越大。以一定的加速度改变物体的静止或者匀速运动状态,所需要的外力也就越大。由于地球的质量非常巨大,如果要在瞬间使地球的运动速度变为0,按照动量守恒定律,当一个与地球同等质量、速度方向正好相反的星体,与地球发生正面碰撞,在这种情况下,地球肯定会在巨大能量的撞击下而分崩离析。当然,还有可能是地球受到其它大质量天体的引力作用,在与太阳、其它行星等引力扰动的综合作用之下,或许能够将地球进行减速,但是这个过程都不可能在一瞬间完成。那么,如果我们不考虑是什么原因造成地球突然停止运动的情况,而只是假设出现这样的一种结果,那么地球在得到多少能量的输入时会突然停止呢?这里我们就应用能量守恒进行一下模拟。当然,我们在分析时也不考虑组成物体各种分子、原子的总静能,只从动能的变化来考虑。而通过地球自转和公转线速度的数值来看,由于自转线速度与公转线速度差距太大,我们这里就将自转忽略,仅用公转的运动来计算整体的动能。动能计算公式为:Ek=m*v^2/2,这里m为物体的质量,v为物体的运动速度。我们将地球的质量5.*10^24千克、公转平均线速度29.8*10^3米/秒代入,最后计算出的动能值为:5.3*10^33焦耳。也就是说,在瞬间外力给予地球的输入能量要达到这个数值,方可以使地球停止运动。地球会如何地球突然停止之后引发的后果,我们可以从两个方面来理解。第一个方面,就是地球表面的物体,在地球突然停止运动之后,仍然有继续按原有趋势进行运动的惯性,也就是说,无论是山体的突出部分、楼宇、树木、海水,还是地球的大气层、围绕着地球运转的月亮、人造卫星、空间站等,仍然会以每秒29.8公里的速度向前运动,所以,在这种情况下,在地球周围的卫星、大气层等原本围绕的物体,会在惯性下继续向前飞奔,如果这些物体处在原先地球行进方向的另一侧,则不可避免地会高速撞向地球,其它的则会在星际空间中游荡,直至被其它行星的引力所捕获。与此同时,地球表面的各种建筑物、树木、山体、海水以及表层的土壤和岩石,则会在巨大的惯性作用下被甩出,这个速度已经远大于第二宇宙速度,因此将会永远离开地球。第二个方面,就是由外力输入的巨大能量,对地球整体结构造成的影响。根据万有引力公式,我们可以计算出地球组成物质在脱离地球无限远的地方所做的功,即结合能为E=G*m*dm/r=3*G*m^2/(5r)=2.25*10^32焦耳。而刚才我们计算出的外力输入的总能量为5.3*10^33焦耳,已经大于了地球的结合能,因此地球的组成物质将不会再结合在一起,完全地分崩离析了。总结一下由于地球突然停止,围绕着地球运行的天体和人造物体已经地球表面的物体,将在地球解体的同时被甩出,这些物质在其固有的惯性作用下继续向前行进,直至被其它天体引力所捕获,加入另外的行星系统。与此同时,将地球突然停止所需要的外力,其输入性能量已经大于地球的结合能,因此地球势必会在瞬间解体,地球也将不复存在。这种情况想想就得了,在实际状态下不可能发生。地球是我们赖以生存的家园,地球的哪怕一丝微小的变动,都将会对生态系统包括我们的人类造成严重影响。更多精彩推荐
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