上图说明:红色箭头表示太阳的自转方向,灰色箭头表示地球的自转方向,红色、灰色弯曲线分别表示太阳、地球的辐射,为了研究方便,夸大了由于星球自转辐射弯曲的程度 。
太阳和地球的辐射相互作用,是地球自转加速的动力源泉 。解析:由于太阳和地球的自转方向相同,从示意图中我们可也看出,除了地球和太阳中间的小部分(前面论述,地球的辐射半径是:4.2×1012米)阻止地球自转变慢外,绝大部分区域辐射相互作用都是加快地球自转速度的 。从图中,我们不难看出,在地球、太阳的外侧(除去地球、太阳相对部分),辐射的相互作用都是加快地球自转的 。
另外,使地球自转加速的因素还有,由于地球的辐射地球的质量在减小,地球的半径在减小(详细请查看本栏目发表的《地球的质量、半径在减小,而密度在增大》),根据角动量守恒定律,地球的自转速度也在加速 。
从上述分析我们可以得出结论:影响地球自转速度变化的主要因素是——地球、太阳辐射 。地球的辐射使地球的自转速度变慢,同时地球、太阳辐射相互作用使地球的自转速度变快,即地球辐射的小部分用于地球闰秒的产生 。次要因素是:地球质量、半径的变化,地球各层之间运动的角速度差异以及潮汐等原因 。
根据这一理论,我们可以推出几个结论并解释其现象
1、地球磁场磁极的变化 。
我在本栏目发表的《也谈地磁的起源》认为,地球的磁场是由地球的自转形成的 。如果地球的磁场曾经翻转过,说明地球的自转方向原来是由东向西自转的,由于这种情况地球辐射、太阳和地球辐射的相互作用都是地球自转速度变慢,最终翻转 。解析:当地球的自转方向顺时针(金星的自转情况)时,地球和太阳的辐射相互作用也是地球的自转速度减慢,没有平衡机制(地球的辐射始终是使地球自转变慢的),最终停止自转并进而发生自转方向翻转 。
2、地球的公转速度和自转速度的正比关系 。
有资料显示地球的公转速度和自转速度成正比或近似成正比,解析这一说法 。我在本栏目发表的《地球重力场是由于地球的辐射和自转形成的》指出,引力的表达式为:F=G(B × ρ1 × T 1× S1×ω1)(B × ρ2 × T 2× S 2×ω2)/R2,所以引力场强的大小的表达式是:E=G(B × ρ × T × S×ω)/R2,其中,R是距辐射源中心的距离,ω是辐射源自转的角速度,G是引力恒量(不是万有引力恒量) 。分析:假设太阳自转的角速度不变,太阳和地球的引力大小和地球自转的角速度成正比,引力是公转速度的量度,所以地球的公转速度和地球的自转速度成正比 。
3、解析金星的自转速度
我们知道,如何解释金星自转的缓慢,是科学家的一个难题 。其实,金星自转缓慢是由于金星的自转方向造成的 。由上述分析可知:其他行星由于自身的辐射使自转变慢,但是也由于自身的辐射和太阳辐射的相互作用,又加快自身的自转;而金星不同,自身的辐射使自转变慢,自身的辐射与太阳辐射的相互作用也是金星自转变慢,所以金星的自转缓慢 。可以推断,经过相当长的阶段,金星的自转会瞬间停止,在太阳和金星辐射相互作用下,定会和其他星星一样——逆时针自转(即由顺时针变为反时针方向自转) 。金星没有明显的磁场,也是由于金星自转速度太慢的原因,和推出的结论1相互印证 。
我们得出结论:影响地球自转变化的主要因素是地球的辐射以及地球、太阳辐射的相互作用 。地球辐射——既使地球自转速度变慢又使地球自转速度加快(对立统一)的作用,是地球自转速度基本不变的奥秘 。
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