文章目录
- 什么是旋转？
- 宇宙中天体的旋转
- 地球为什么旋转？
地球的公转多少(为什么地球自转公转？)
月球绕地球转，地球绕太阳转，属于公转；月球、地球、太阳等行星都在围绕一个假想的轴旋转，属于自转。
那么天体为什么会旋转呢？地球诞生至今已有45亿年的历史。让我们通过地球的自转来揭示其背后的原理。
什么是旋转？
所谓旋转，就是物体围绕一个点或一个轴的圆周运动。最典型的旋转现象是“陀螺旋转”，陀螺绕一个轴快速旋转。需要注意的是，在现实世界中，很多天体的轨道只是近似圆形，一般为椭圆形，这与数学中几何图形旋转的定义略有不同。
有旋转的方向，在平面上通常分为逆时针旋转和顺时针旋转。这很容易理解。旋转的方向与钟表中时针的方向相同，称为顺时针旋转，否则称为逆时针旋转。
让我们用数学来解释一下。如下图所示，平面被直角坐标系分割成四个有限的图像。一个图形围绕原点旋转，依次经过4-3-2-1个有限的图像，这就是顺时针旋转。如果你依次通过1-2-3-4个极限图像，它会逆时针旋转。
太阳每天在西方升起和落下，因为地球绕着它的旋转轴从西向东旋转。从北极空开始，地球逆时针旋转，而从南极开始，地球顺时针旋转。可见旋转的方向也是相对的，描述需要一个参考系作为基础。
宇宙中天体的旋转
1.天体的旋转分为自转和公转。
旋转的天体绕着它的轴做圆周运动，旋转轴通常穿过质心。天文观测表明，宇宙中几乎所有的天体都有自转。理论上有不旋转的天体，比如斯瓦西黑洞，但这类黑洞虽然不旋转，但黑洞周围的吸积盘可能会旋转。
天体的自转可分为差自转和刚体自转。区别在于不同纬度的角速度是否相同，如果相同，就是刚体转动，反之亦然。比如恒星和气态行星属于差自转，而像地球这样的岩石行星等天体则被认为是刚性自转。然而，刚体只是一个理想的物体。
上图为太阳自转不良。由于不同纬度的角速度不同，自转周期也不同。
公转是一个天体围绕另一个天体运动，其轨道一般为圆形或椭圆形。
在一些人的认知中，小质量天体在引力的作用下，围绕大质量天体旋转。表面上看起来是这样，但严格来说，并不完全正确。比如地球绕着太阳转，更准确地说，地球绕着地球和太阳的共同质心转。因为太阳的质量比地球大得多，所以它们的共同质心位于太阳内部。木星的质量大于太阳系其他七大行星的总质量，而太阳和木星的共同质心位于太阳表面之外。
如图所示，木星和太阳围绕着共同的质心旋转。
2.太阳系中天体的旋转
在太阳系中，太阳处于中心，太阳周围有八颗行星和其他小天体(小行星和彗星)，它们都围绕着太阳旋转。地球是八大行星之一。
地球围绕地轴旋转，同时也围绕太阳旋转。地球自转一次约24小时，自转一次约365天(一年)。同样，月球围绕地球旋转，同时自转。自转和公转周期均为27.32天。太阳是银河系中的恒星之一。除了自转，太阳还围绕银河系的中心旋转。进行一场公共革命大约需要2亿年。
3.银河系本身有自己的自转，那么银河系围绕着什么旋转呢？
大约50个星系，包括银河系和仙女座星系，共同组成了当地的星系团。当地星系团的质心位于银河系和仙女座星系之间。它们不仅围绕这个共同的质心旋转，而且在重力的作用下以螺旋的方式相互靠近。几十亿年后，银河系和仙女座星系将合并。
银河系和当地的星系团一起，围绕位于处女座星系团中的处女座超星系团的中心旋转。银河系位于处女座超星系团的边缘。据估计，银河系大约需要1000亿年才能转过来。处女座超星系团由100多个星系团或星系团组成，包括局部星系团，跨度超过1亿光年，包含超过4万个像银河系一样大小不一的星系。不清楚宇宙本身是否有自转。
通过以上的介绍，相信大家对天体的自转现象都有了深刻的认识。接下来，我们应该回到我们的祖国，揭示“地球为什么旋转？”。
地球为什么旋转？
地球诞生至今已有45亿年，地球一直不停地旋转。那么是什么力量迫使它不断旋转呢？这要从两个方面来回答:公转和自转。
一切都在运动。力不是维持物体运动的原因，但它可以改变物体的运动状态。当组合外力为0时，物体总是保持静止或匀速直线运动。这种保持静止或运动的原始状态的性质称为惯性，通常用质量来衡量。天体的质量越大，其运动状态就越难改变。万物诞生于大爆炸，万物运动的初始动力也由此而来。
太阳的引力是地球保持旋转的原因。重力提供的向心力和地球惯性提供的离心力保持平衡，使地球不是落向太阳或远离太阳，而是以固定的椭圆轨道绕太阳旋转。
不需要外力来保持地球旋转。Tai 空是真的空。在没有摩擦力的情况下，地球在Tai 空的运动主要受太阳和月亮引力的影响。几十亿年来，由于太阳和月球引力产生的潮汐作用，地球的自转速度越来越慢。10亿年前，地球上每天可能只有不到20个小时。物体保持旋转状态不变的性质可以用转动惯量来衡量。物体的惯性矩越大，其保持旋转的能力就越强。
地球的自转是怎么来的？
其实无论是地球的公转还是自转，自转的根本原因都是转动惯量和角动量的守恒。
至于角动量是如何产生的，我们要从太阳系的起源说起。太阳系起源于由大量粒子组成的星云。粒子总是不断运动。在重力的相互作用下，粒子之间有一个力矩，所以会产生角动量。如果星云的质量分布不均匀，总角动量不可能为零，那么整个星云系统就会旋转。星云在引力作用下收缩形成恒星，新生的恒星将继承原星云的角动量。在收缩过程中，随着半径的减小，由于角动量守恒，转速会加快。比如花样滑冰，运动员可以通过调整姿势来控制旋转速度。