宇宙 牛頓曾說地球自轉是因為“被踢了一腳”,是誰“踢”的這一腳呢
很久以前,人們一度認為地球上之所以有白天和黑夜,是因為太陽圍著地球轉動,然而隨著科學的發(fā)展,人們逐漸認識到這種說法是錯誤的,實際上,地球一直在自轉才是造成日夜交替現(xiàn)象的真正原因。于是人們開始探索由此引發(fā)的下一個問題,即:地球已經自轉了45億年,它的初始動力來自于哪里?
對于這個問題,牛頓曾說地球自轉是因為“被踢了一腳”,是誰“踢”的這一腳呢?牛頓的答案是:上帝。大家都知道,雖然牛頓提出的這種觀點,可以完美地解釋宇宙萬物為何可以如此有條不紊的運行,但是這種觀點卻是不可證偽的,因此不在現(xiàn)代科學的研究范圍內。那么從科學的角度來看,如果要說地球自轉是因為“被踢了一腳”,那么是誰“踢”的這一腳呢?
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由于現(xiàn)在還沒有制造出時間機器,我們并不能回到45億年前進行實地勘察,所以科學家只有根據(jù)之前總結出來的自然規(guī)律,以及觀測到的各種現(xiàn)象來推測這個問題的答案。就目前來看,在諸多理論中,“星云假說”在科學界得到的認同度是最高的。
該理論認為,我們太陽系的前身是一片跨度幾光年的星云,在幾十億年前,在它附近的一次超星新爆發(fā)破壞了這片星云的引力平衡,于是這里的物質就開始向一個共同的質量中心坍塌。在這個過程中,大量的物質在引力的作用下向這片星云的質量中心不斷聚集,這使它們在整體上擁有了一個角動量。
隨著星云中心的質量持續(xù)增加,這片星云就越轉越快,最終的演化結果是,這片星云中的絕大部分物質形成了太陽,而太陽剩下的“邊角料”就形成了圍繞著太陽運行的各種天體(當然包括我們地球)。由角動量守恒定律可以推測出,地球會繼承之前的角動量,而地球自轉的初始動力就來自于此。也就是說,地球“被踢的這一腳”,是太陽系形成之前的那次超新星爆發(fā)“踢”的。
【 宇宙|牛頓曾說地球自轉是因為“被踢了一腳”,是誰“踢”的這一腳呢】
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值得一提的是,“星云假說”之所以獲得了科學界的認同,是因為科學家在宇宙中找到了一些證據(jù)。上圖為2014年11月6日,歐洲南方天文臺(ESO)發(fā)布的由阿塔卡瑪大型毫米波天線陣(ALMA)捕捉到的“金牛座HL”,該恒星系距離地球大約450光年,其年齡還不足100萬年,正處于恒星系形成的初期。通過觀測,科學家認為該恒星系的狀態(tài)是符合“星云假說”的理論推演的。
看樣子我們找到了這個問題的答案,然而對于喜歡刨根問底的人來講,這個答案顯然是不太令人滿意的,因為我們還沒有搞清楚,超新星爆發(fā)以及后續(xù)的星云旋轉,其初始動力又是來自于哪里?
在過去的日子里,科學家通過長期的觀測,發(fā)現(xiàn)了一個驚人的事實——我們的宇宙正處于一個加速膨脹的過程中。根據(jù)這個現(xiàn)象,科學家利用“時間回溯”的方式推演出在大約137億年前,宇宙是處于一個溫度極高并且密度大得無法形容的“奇點”狀態(tài),這就是著名的“宇宙大爆炸”理論。
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需要指出的是,“宇宙大爆炸”理論看上去相當?shù)姆艘乃迹鼌s是目前關于宇宙起源的主流理論,因為這個理論有不少證據(jù)的支持,比如說宇宙微波背景輻射就是“宇宙大爆炸”的余暉,又比如說通過該理論計算出的宇宙中氦、氘和鋰-7等輕元素的豐度,與實際測量的值基本相符。
歸根結底,超新星爆發(fā)以及后續(xù)的星云旋轉,其初始動力都是來自于引力勢能,在“宇宙大爆炸”理論的基礎上,我們可以理解為,這些引力勢能都是來自于“宇宙大爆炸”的。我們可以看到,如果追根溯源的話,促使地球自轉了45億年的初始動力,其實就來自于此。
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現(xiàn)在就有了一個終極的問題,那就是“宇宙大爆炸”的初始動力又是來自于哪里?很遺憾的是,當科學家將宇宙回溯到“奇點”狀態(tài)時,所有已知的物理規(guī)律都失效了,這就意味著,現(xiàn)在的我們還不具備探索在“宇宙大爆炸”之前的能力。所以這個問題的答案,我們暫時還無從得知,不過近百年來人類科學進步的速度快得驚人,相信在不久的未來,科學家們就能夠給出完美的解釋。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關注我們,我們下次再見`
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