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66663天前
宙中的物体为什么都在旋转?此时此刻,你正在以1670公里/小时的速度狂飙,同时还有10万和79万两个更快的速度在叠加!但你为什么一点感觉都没有? 你手里的杯子不动 你在以时速1670公里旋转 同时还在以10万公里每小时飞行 79万公里每小时 你比任何交通工具都快 藏着一个物理学最大的谎言 今天我要把这个秘密彻底揭开 说实话第一次听到地球在转的时候 你想啊如果真的在转 后来才知道 而是物理学在跟我们开玩笑 直径有12700多公里 站在赤道上的人 就是每小时1670公里左右 中国的高铁最快也就350公里每小时 但是吧你可能会说 没错如果你在北京 大概是每小时1280公里 对不对可是 这就要说到 这个词听起 简单说就是运动的东西想继续运动 牛顿在300多年前就总结出来了 不然一个物体的运动状态不会改变 地球转你也转 你的房子你的城市 所有的一切都在以同一个速度旋转 步调完全一致 你当然感觉不到运动了 如果车开的很稳 只有当列车加速减速或者拐弯的时候 这时候你才知道哦 要感受到运动 但地球的自转是匀速的 没有突然加速 所以你当然感觉不到 这个原理不光适用于地球 你想想飞机 可是你坐在里面 自己在以那么快的速度飞行 你才会突然意识到 人类的感官系统进化了这么多年 走路跑步爬树 我们的内耳有个前庭系统 对匀速运动基本无感 但这个探测器只有在速度改变的时候 才会发出警报 如果速度一直保持不变 科学家是怎么知道地球在转的呢 这个问题问的好 其中最经典的要数傅科摆 傅科在巴黎的先贤祠做了一个实验 他用一根67米长的钢丝 让它像钟摆一样自由摆动 这个摆的摆动方向会慢慢改变 它只是在重力的作用下自由摆动而已 答案是不是摆在转 但地球在它下面慢慢转动 这个实验特别巧妙 就能直接证明地球在自转 你有机会可以去看看 站在那里盯着看上半个小时 说到这咱们再往大了说 地球和太阳的距离是1.5亿公里 绕一圈要走大约9.4亿公里 算下来平均速度就是这么多 你眨一下眼睛 地球就带着你跑了将近3公里 匀速运动 而是椭圆形 而且更关键的是 没有空气阻力 太阳带着八大行星、小行星、彗星 一起绕着银河系的中心旋转 直径大约10万光年 绕一圈需要大约2.3亿年
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66663天前
138亿年的时间里 也能放大成我们今天看到的各种旋转 一开始只是一个小雪团 咱们具体看看这个过程 有些地方密度高一点 地方引力更强 这些物质在聚集的过程中 他们就不会直直的掉进中心 这就像你往漏斗里倒水 它会直接流进洞里 形成一个漩涡 而且根据角动量守恒定律 转速会越来越快 如果把手臂收紧 初始角动量等于最终角动量 转速就必须变快 宇宙中的所有旋转天体 恒星是怎么形成的 在这个过程中 当中心的温度达到1000万度以上 释放出巨大的能量 而这颗恒星从一开始就是在旋转的 46亿年前 中心部分变成了太阳 逐渐变成了一个扁平的圆盘 这个圆盘里的物质互相碰撞粘合 最终成为今天的八大行星 等等,所以地球的自转和公转 地球每24小时自转一圈 这个旋转速度在46亿年里 几乎保持不变 让地球的自转慢慢减速 大概每100年 恐龙时代的一天大概只有23小时 一天可能会变成25小时 它的存在其实也跟旋转有关 月亮是在45亿年前 撞出来的碎片在地球轨道上聚集 这次撞击不光造就了月亮 可能只需要五六个小时 后来在月球引力的潮汐摩擦作用下 行星不光自转 如果你从北极上方往下看 都在逆时针方向绕着太阳转 继承了那个盘的旋转方向 虽然每个人坐的位置不一样 有个特例是金星 自转一圈要243个地球日 遭受了一次巨大的撞击 所以自转方向才会跟其他行星不一样 看看银河系 从侧面看就像一个凸透镜 有几条螺旋状的旋臂 加上大量的气体、尘埃和暗物质 它也在旋转 你可能以为银河系像个刚体一样 银河系不同部分的旋转 但这个速度差异没有想象中那么大 银河系里有大量我们看不见的物质 也就是暗物质在发挥作用 距离银河系中心大约2.6万光年 银河系的旋转速度大概是每秒220公里 这个周期被称为一个银河年 也才过了大约1/4个银河年 已经转了大约20圈 不光我们的银河系在转 最近的仙女座星系距离我们250万光年 更有意思的是 大约40亿年后会跟银河系撞在一起 合并成一个更大的椭圆星系 当然那时 詹姆斯·韦伯太空望远镜 2022年开始工作的 它拍摄了大量遥远星系的照片 已经在宇宙中旅行了130多亿年 刚诞生不到10亿年 科学家也发现了他们在旋转的证据 叫做多普勒效应 当救护车
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66663天前
004年NASA发射了一颗卫星 卫星里面有四个极其精密的陀螺仪 这些陀螺仪应该一直指向同一个方向 陀螺仪的方向有微小的偏移 跟广义相对论的预测完全一致 地球的旋转确实在拖拽周围的时空 也在扰动时空 你的每一个动作都在时空上留下痕迹 这些痕迹太小太小 从某种意义上说 记录着宇宙中所有物质的运动历史 这就引出了一个哲学问题:时间是什么 像一条河流一样 时间不是绝对的 时间也会变慢 而旋转恰恰跟时间有着密切的关系 地球的公转定义了一年 我们的时间观念 是建立在这些天体的旋转运动之上的 如果地球不围绕太阳转 时间本身可能就是运动的一种度量 没有变化就没有时间 其实也是在问为什么宇宙中存在时间 因为旋转是最基本的周期性运动 卡尔·萨根 曾经说过一句特别美的话:我们是星辰 我们是宇宙了解自己的一种方式 我们的思维是物质运动的产物 思考宇宙的奥秘时 在这个意义上 而是物质运动复杂到一定程度时 涌现出的现象 你的每一个想法 这些神经元通过电化学信号相互交流 归根结底是带电粒子的运动 遵循电磁学定律和量子力学定律 所以当你思考 这个问题的时候 恰恰就是无数微观粒子的旋转和运动 思考者和被思考的对象是一体的 说到这里你可能会觉得有点晕 咱们换个轻松点的角度想想 对我们的日常生活有什么实际意义 现在你出门肯定会用手机导航对吧 太空中的几十颗卫星发射的信号 根据相对论 同时卫星距离地球较远 弱引力场中的时间会变快 跟地面上的时钟有微小的差异 GPS的定位每天会偏差好几公里 必须把相对论效应考虑进去 可以说 而相对论的核心概念之一就是 包括旋转运动 保护我们免受太阳风 地球大气层早就被太阳风吹走了 地球表面会像火星一样荒凉 地球内部有一个液态的外核 这个外核在旋转和对流 产生磁场 外核必须旋转和流动才能产生磁场 如果地球不自转或者自转的太慢 所以 还给了我们一个保护伞 你知道海水为什么会涨潮退潮吗 月球在绕地球转的时候 形成涨潮 受到的引力较小 地球自转一圈 但有趣的是 海水的摩擦会消耗地球自转的能量 同时根据角动量守恒 月球的轨道半径每年增加大约3.8厘米 月球正在慢慢远离我们 这些 小到原子结构 它是宇宙最基本的运动形式之一 为什么宇宙
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