地球自轉(zhuǎn)
地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運(yùn)動形式，地球繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的轉(zhuǎn)動，從北極點(diǎn)上空看呈逆時針旋轉(zhuǎn)，從南極點(diǎn)上空看呈順時針旋轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)一周的時間是1日。
目錄
[隱藏]“地球自轉(zhuǎn)”，只是在描述地球自身繞日運(yùn)行的姿態(tài)，它相對于太陽的位置而言，每24小時旋轉(zhuǎn)一周；相對于恒星的位置而言，每23小時56分旋轉(zhuǎn)一周，這是現(xiàn)行時間標(biāo)量的依據(jù)，是太陽日和恒星日日長的由來，也是地球出現(xiàn)朝、晝、暮、夜的原因 ?！暗厍蜃赞D(zhuǎn)”這一概念揭示的是“地球在自轉(zhuǎn)”這一自然現(xiàn)象。地球自轉(zhuǎn)：地球繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的轉(zhuǎn)動。地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運(yùn)動形式，自轉(zhuǎn)的平均角速度為 7.292×10-5弧度／秒，在地球赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為 465米／秒。一般而言，地球的自轉(zhuǎn)是均勻的。但精密的天文觀測表明，地球自轉(zhuǎn)存在著3種不同的變化。地球自轉(zhuǎn)一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉(zhuǎn)周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。
其實(shí)，古希臘的費(fèi)羅勞斯、海西塔斯等人早已提出過地球自轉(zhuǎn)的猜想，中國戰(zhàn)國時代《尸子》一書中就已有“天左舒，地右辟”的論述，而對這一自然現(xiàn)象的證實(shí)和它被人們所接受，則是在1543年哥白 尼日心說提出之后。
然而，地球?yàn)槭裁磿赞D(zhuǎn)？自轉(zhuǎn)的原因是什么？自轉(zhuǎn)的動力從哪里獲得？為什么選擇現(xiàn)在的方向、姿態(tài)、速度自轉(zhuǎn)？這些都是現(xiàn)代科學(xué)至今沒有解決的問題。它不是要求去重復(fù)說明“地球在自轉(zhuǎn)”這種已被證實(shí)的自然現(xiàn)象，而是要求弄清地球自轉(zhuǎn)現(xiàn)象背后的原因，要求弄 清地球自轉(zhuǎn)的動力來源及其制約因素。
“地球自己轉(zhuǎn)”已經(jīng)是在說明地球自轉(zhuǎn)的原因，它要肯定的是：地球自轉(zhuǎn)的動力在于“自己”，在于地球內(nèi)部而不是外部，在于自身具有的內(nèi)力而不是外力。否定“地球自己轉(zhuǎn)”并不是否定“地球在自轉(zhuǎn)”這一現(xiàn)象，而是否定地球內(nèi)部有推動自己旋轉(zhuǎn)的動力，如同水磨旋 轉(zhuǎn)的動力并不在于磨體內(nèi)部一樣。故“地球在自轉(zhuǎn)”不等于“地球自己轉(zhuǎn)”，它們是兩個不同的概念，若把兩者等同起來，便是一種“誤等”。
所有的行星都會自轉(zhuǎn)的。
地球繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的轉(zhuǎn)動，從北極點(diǎn)上空看呈逆時針旋轉(zhuǎn)，從南極點(diǎn)上空看呈順時針旋轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運(yùn)動形式，自轉(zhuǎn)的平均角速度為 7.292×10^(-5)弧度／秒，在地球赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為 465米／秒，除兩極外，地球上任意一點(diǎn)的角速度都為15°/時。一般而言，地球的自轉(zhuǎn)是均勻的。但精密的天文觀測表明，地球自轉(zhuǎn)存在著3種不同的變化。
地球自轉(zhuǎn)一周的時間是1日，如果以距離地球遙遠(yuǎn)的同一恒星為參照點(diǎn)，則一日時間的長度為23時56分4秒，叫做恒星日，這是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。如果以太陽為參照點(diǎn)，則一日的時間長度為24小時，叫做太陽日，這是我們通常使用的地球自轉(zhuǎn)周期。
1、南、北半球發(fā)生晝夜交替
2.不同地方的時間差異
1）經(jīng)度不同，地方時不同，經(jīng)度相差15度，時間相差1小時。
2）全球被劃分為24個時區(qū)。
3）各時區(qū)區(qū)時采用本時區(qū)中央經(jīng)線（時區(qū)數(shù)乘以15度）的地方時。
4）時差：相差幾個時區(qū)，區(qū)時就相差幾個小時。
5）日界線：國際日期變更線，180度經(jīng)線。
6）北京時間：東八區(qū)區(qū)時（120度E的地方時)。
3、物體偏向
4,日月星辰的東升西落
地軸在地面上的運(yùn)動，叫做極移。
極移的原因主要有兩種，一種是地軸對于慣性軸偏離的結(jié)果，周期大約為14個月。另一種是大氣季節(jié)性運(yùn)行導(dǎo)致，其周期為一年。還有其他一些次要的原因，極移的振幅一般不超過15米。
極移的結(jié)果使地球上的緯度和經(jīng)度發(fā)生變化。
進(jìn)動：天極在天球上的位置的變化稱為進(jìn)動。
規(guī)律性：地軸的進(jìn)動是一種圓錐形的運(yùn)動，其規(guī)律性如下：
圓錐軸線垂直于地球公轉(zhuǎn)軌道平面，指向黃道兩極。
圓錐的半徑是黃赤交角。
運(yùn)動的方向是自東向西，即同地球自轉(zhuǎn)的方向相反。
運(yùn)動的速度是每年50秒點(diǎn)29，周期是25800年。
表現(xiàn)：
表現(xiàn)為天極的周期性運(yùn)動。
造成北極星的變遷。
地球赤道面和天赤道發(fā)生系統(tǒng)性的變化。
二分二至點(diǎn)每年在黃道上以50秒點(diǎn)29的速度西移。（歲差）
使回歸年小于恒星年
原因
第一，地球形狀
因?yàn)榈厍蚴且粋€明顯的扁球體，所以隆起的部位所受的附加引力總是稍大于另一側(cè)。二者之間的差值，總是存在于接近日月的一側(cè)。
第二，黃赤交角
由于黃赤交角的存在，使得日月經(jīng)常在赤道面以外對赤道隆起施加引力。這樣上述引力差就成為一個力矩，使得地軸趨近黃軸，天極趨近黃極。
第三，地球自轉(zhuǎn)
因?yàn)樯鲜龅囊Σ?，給地球的自轉(zhuǎn)的角動量增加了一個增量，使得地球的自轉(zhuǎn)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這就是地軸的進(jìn)動，也就是歲差。
美國國立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）的觀察結(jié)果表明，長時期以來呈減慢趨勢的地球自轉(zhuǎn)速度自1999年開始加快。NIST的時間測定師們稱，為調(diào)準(zhǔn)以地球自轉(zhuǎn)速度為標(biāo)準(zhǔn)的地球時間和原子時鐘的時間，自1972年起到1999年的27年來為地球的標(biāo)準(zhǔn)時鐘追加過共22閏秒的時間，但1999年后卻沒有追加過閏秒，是因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)速度加快了。
格林威治時間所說的一秒是一天的8.641萬分之一，而1972年制作的地球時鐘所定義的一秒是從銫原子中放射出的光振動91億9千2百63萬1千7百70次所需要的時間。
與銫原子振動數(shù)能維持一定速度相比，以地球的自轉(zhuǎn)為準(zhǔn)的格林威治標(biāo)準(zhǔn)時間是發(fā)生變化的，閏秒就是為了解決這種問題產(chǎn)生的一種時間概念。
ω＝2π／（24＊3600s)=7.27/100000 rad/s
地球繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的轉(zhuǎn)動。地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運(yùn)動形式，自轉(zhuǎn)的平均角速度為 7.292×10-5弧度／秒，在地球赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為 465米／秒。一般而言，地球的自轉(zhuǎn)是均勻的。但精密的天文觀測表明，地球自轉(zhuǎn)存在著3種不同的變化。
自轉(zhuǎn)速度的變化20世紀(jì)初以后，天文學(xué)的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)是，確認(rèn)地球自轉(zhuǎn)速度是不均勻的。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地球自轉(zhuǎn)速度有以下3種變化：
① 長期減慢。這種變化使日的長度在一個世紀(jì)內(nèi)大約增長1～2毫秒，使以地球自轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)所計(jì)量的時間，2000 年來累計(jì)慢了2個多小時。引起地球自轉(zhuǎn)長期減慢的原因主要是潮汐摩擦?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)在37000年以前的泥盆紀(jì)中期地球上大約一年400天左右。
②周期性變化。20世紀(jì)50年代從天文測時的分析發(fā)現(xiàn)，地球自轉(zhuǎn)速度有季節(jié)性的周期變化，春天變慢，秋天變快，此外還有半年周期的變化。周年變化的振幅約為 20～25毫秒，主要是由風(fēng)的季節(jié)性變化引起的。
③不規(guī)則變化。地球自轉(zhuǎn)還存在著時快時慢的不規(guī)則變化。其原因尚待進(jìn)一步分析研究。
地球自轉(zhuǎn)軸對于地球本體的運(yùn)動 地球自轉(zhuǎn)軸在地球本體上的位置是經(jīng)常在變動的，這種變動稱為地極移動，簡稱極移。1765年L.歐拉證明，如果沒有外力的作用，剛體地球的自轉(zhuǎn)軸將圍繞形狀軸作自由擺動 ，周期為305恒星日。1888年人們才從緯度變化的觀測中證實(shí)了極移的存在。1891年美國的S.C.張德勒進(jìn)一步指出，極移包括兩種主要周期成分：一種是周期約14個月的自由擺動，又稱張德勒擺動；另一種是周期為12個月的受迫擺動。
實(shí)際觀測到的張德勒擺動就是歐拉所預(yù)言的自由擺動。但因地球不是一個絕對剛體，所以張德勒擺動的周期比歐拉所預(yù)言的周期約長40％。張德勒擺動的振幅大約在0.06″～0.25″之間緩慢變化，其周期的變化范圍約為410～440天。極移的另一種主要成分是周年受迫擺動，其振幅約為0.09″，相對來說比較穩(wěn)定，主要由于大氣和兩極冰雪的季節(jié)性變化所引起。
將極移中的周期成分除去以后，可以得到長期極移。長期極移的平均速度約為0.003″／年，方向大致在西經(jīng)70°左右。
地球自轉(zhuǎn)軸在空間的運(yùn)動 地球的極半徑約比赤道半徑短1／300，同時地球自轉(zhuǎn)的赤道面、地球繞太陽公轉(zhuǎn)的黃道面和月球繞地球公轉(zhuǎn)的白道面，這三者并不在一個平面內(nèi)。由于這些因素，在月球、太陽和行星的引力作用下，使地球自轉(zhuǎn)軸在空間產(chǎn)生了復(fù)雜的運(yùn)動。這種運(yùn)動通常稱為歲差和章動。歲差運(yùn)動表現(xiàn)為地球自轉(zhuǎn)軸圍繞黃道軸旋轉(zhuǎn)，在空間描繪出一個圓錐面，繞行一周約需 2.6萬年。章動是疊加在歲差運(yùn)動上的許多復(fù)雜的周期運(yùn)動。
日本東京工業(yè)大學(xué)的一個研究小組在最新一期美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，地幔最深層處礦物的導(dǎo)電性能遠(yuǎn)高于下層地幔的其他部分，這可能是使地球自轉(zhuǎn)速度發(fā)生周期性變化的重要原因。
地球自轉(zhuǎn)一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉(zhuǎn)周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。但是科學(xué)家們尚不清楚自轉(zhuǎn)周期發(fā)生這種變化的具體原因。
東京工業(yè)大學(xué)教授廣瀨敬的研究小組人員之前發(fā)現(xiàn)與地核相鄰的地幔最深層處存在厚約200公里的礦物層，他們給這種礦物起名為后鈣鈦礦。
在研究中，科研人員在實(shí)驗(yàn)室中模擬了后鈣鈦礦在地球內(nèi)部所處的環(huán)境，即約130萬標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、2500攝氏度，并在這種狀態(tài)下測定了后鈣鈦礦的導(dǎo)電率，他們發(fā)現(xiàn)后鈣鈦礦層的導(dǎo)電性能是下層地幔其他部分的10倍至1000倍。
研究人員認(rèn)為，流經(jīng)后鈣鈦礦層的電流較強(qiáng)，這加強(qiáng)了固態(tài)地幔與液態(tài)外層地核之間的電磁耦合作用，結(jié)果導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)發(fā)生周期性的微小變化。
地球在自轉(zhuǎn)時同時公轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)一周需用23小時56分4秒，公轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)了59秒(角度單位)，需用3分56秒，時間，自轉(zhuǎn)加上公轉(zhuǎn)用的時間共24小時
原子鐘走的最準(zhǔn)
原子鐘的原理是：利用原子中電子能級躍遷所發(fā)射光的頻率，經(jīng)多次分頻后得到時鐘的頻率（如秒）。因?yàn)樵幽芗壏€(wěn)定精確，受溫度等干擾極小，所原子種所標(biāo)示的時間最準(zhǔn)確。目前我國標(biāo)準(zhǔn)授臺在西安。
最準(zhǔn)確的原子鐘是以銫原子的固有振動頻率來調(diào)節(jié)的銫原子鐘，它可以精確到計(jì)算1500萬年時間誤差僅為1秒，而光原子鐘的準(zhǔn)確度可能是目前銫原子鐘的100至1000倍。科學(xué)家認(rèn)為，新型光原子鐘能使人們更精細(xì)地理解物質(zhì)世界的時間，對基本物理常數(shù)作更精確地計(jì)量。由于準(zhǔn)確計(jì)時對于高速數(shù)據(jù)傳輸、同步電視發(fā)送、銀行轉(zhuǎn)賬結(jié)算、發(fā)送電子郵件、衛(wèi)星軌道的精確控制、深太空導(dǎo)航以及航天器的對接等極為重要，新型光原子鐘的應(yīng)用將對上述領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
在人類開發(fā)鐘表技術(shù)的歷程中，20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的原子鐘使計(jì)時達(dá)到“天文數(shù)字般”的準(zhǔn)確。原子鐘是根據(jù)原子固有振動而制成的，也就是精確測量出特定原子釋放的微波頻率。1967年，科學(xué)家采用銫原子鐘技術(shù)以微波頻率給“秒”作定義，即1秒鐘等于“銫133原子兩個基態(tài)能級的轉(zhuǎn)換所經(jīng)過的9， 192，631，770個輻射周期”所需要的時間。
據(jù)該科研小組發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的論文介紹，他們發(fā)明的光原子鐘是以一個冷卻的汞離子（去掉一個電子的汞原子）的光頻為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，汞離子的光頻傳到一個激光振蕩器上，這個振蕩器的作用像傳統(tǒng)時鐘的鐘擺產(chǎn)生“滴答”動作一樣。所不同的是，新的光原子鐘每秒產(chǎn)生的“滴答”次數(shù)是1.064× 1024，次數(shù)如此之多，研究人員不得不用借助于高速激光與光纜，以便“數(shù)”出這些“滴答”次數(shù)以達(dá)到計(jì)時目的。
地球自轉(zhuǎn)軸在地球本體上的位置是經(jīng)常在變動的，這種變動稱為地極移動，簡稱極移。1765年L.歐拉證明，如果沒有外力的作用，剛體地球的自轉(zhuǎn)軸將圍繞形狀軸作自由擺動 ， 周期為 305 恒星日。1888年人們才從緯度變化的觀測中證實(shí)了極移的存在。1891年美國的S.C.張德勒進(jìn)一步指出，極移包括兩種主要周期成分：一種是周期約14個月的自由擺動，又稱張德勒擺動；另一種是周期為12個月的受迫擺動。
實(shí)際觀測到的張德勒擺動就是歐拉所預(yù)言的自由擺動。但因地球不是一個絕對剛體，所以張德勒擺動的周期比歐拉所預(yù)言的周期約長40％。張德勒擺動的振幅大約在0.06″～0.25″之間緩慢變化，其周期的變化范圍約為410～440天。極移的另一種主要成分是周年受迫擺動，其振幅約為0.09″，相對來說比較穩(wěn)定，主要由于大氣和兩極冰雪的季節(jié)性變化所引起。
將極移中的周期成分除去以后，可以得到長期極移。長期極移的平均速度約為0.003″／年，方向大致在西經(jīng)70°左右。
傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，太陽和行星皆形成于一團(tuán)巨大的原始旋轉(zhuǎn)星云物質(zhì)。當(dāng)這些原始旋轉(zhuǎn)星云物質(zhì)在自身引力作用下自行收縮時，由于角動量守恒，星云物質(zhì)越收縮，越致密，旋轉(zhuǎn)也就越來越快，當(dāng)星球形成后，星云物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)角動量就變成了尋求的自轉(zhuǎn)角動量。
首先，太陽系起源于一團(tuán)星云物質(zhì)，本身就是一種假說，所以，上述傳統(tǒng)的關(guān)于地球自轉(zhuǎn)起源的解釋也就是不確定的東西。我們不應(yīng)該把這種解釋視為金科玉律。
其次，這種傳統(tǒng)解釋有許多不能自圓其說的地方。按照這種觀點(diǎn)，原始星云應(yīng)是按照同一方向以基本相同的角速度旋轉(zhuǎn)的，這樣形成的星球則應(yīng)該是質(zhì)量越大，其自轉(zhuǎn)速度也越快，太陽系所有的天體應(yīng)該是朝同一方向公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。然而，太陽系的現(xiàn)狀卻偏偏不是這樣。一是太陽的質(zhì)量約為行星總質(zhì)量的750倍，占整個太陽系質(zhì)量的99%以上，但是它的角動量卻只有全系統(tǒng)的2%，行星的質(zhì)量雖小，其角動量卻很大；二是太陽系絕大多數(shù)天體是按逆時針方向旋轉(zhuǎn)的（包括公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)），但金星和少數(shù)衛(wèi)星卻是按順時針方向旋轉(zhuǎn)的。
正因?yàn)閭鹘y(tǒng)的關(guān)于地球自轉(zhuǎn)的解釋有許多漏洞，所以有學(xué)者提出了一些新的解釋。
美國有一位天文學(xué)家認(rèn)為，原始行星不自轉(zhuǎn)。太陽對原始行星的吸引使其朝太陽的一邊隆起，凸出來。當(dāng)原始行星繞太陽公轉(zhuǎn)時，這個隆起部分偏離朝太陽的方向，但是太陽對隆起部分的吸引又把它拉回朝向太陽的方向，這樣就強(qiáng)迫行星自轉(zhuǎn)起來。當(dāng)然，這位天文學(xué)家的解釋也有許多問題，例如，為什么大多數(shù)行星斜著身子按逆時針自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，而金星是按順時針自轉(zhuǎn)，天王星是躺著身子自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)？
現(xiàn)代科學(xué)研究表明，行星的自轉(zhuǎn)并非一成不變的。最為突出的是我們的地球，其自轉(zhuǎn)有明顯的波動：一年中，8月間地球自轉(zhuǎn)最快，3—4月間自轉(zhuǎn)最慢。在各個世紀(jì)和不同的年份自轉(zhuǎn)也不是均勻的，如17世紀(jì)地球自轉(zhuǎn)比較快，20世紀(jì)30—40年代自轉(zhuǎn)加快，60—70年代自轉(zhuǎn)減慢，到了80—90年代自轉(zhuǎn)又加快。
地球的自轉(zhuǎn)在不斷地變化，這說明有一處原動力在為地球的自轉(zhuǎn)加速和減速。那么，這一原動力是什么呢？
有人說，地球自轉(zhuǎn)變化與南極有關(guān)。南極的巨大冰川，現(xiàn)在正在慢慢融化，也就是說，南極大陸的冰塊在減少，重量正在減輕。這樣，地球失去了平衡，影響了自轉(zhuǎn)速度。但是，這種變化是單向的，它不可能既給地球自轉(zhuǎn)加速，又給自轉(zhuǎn)減速。
有一種令大多數(shù)人信服的解釋是：季風(fēng)影響地球自轉(zhuǎn)。有科學(xué)家計(jì)算過，每年由季風(fēng)從大陸轉(zhuǎn)移到海洋，又從海洋轉(zhuǎn)移到大陸的空氣，重量竟達(dá)300萬億噸。這么大重量的物質(zhì)從地球一處轉(zhuǎn)移到另一處，足可以影響地球的重心，改變地球的角動量分布，使地球自轉(zhuǎn)發(fā)生加速或減速變化。
傅科是用一種特殊的擺來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。這個擺由一根長60余米的纖細(xì)金屬絲懸掛一個27千克重、直徑約30厘米的鐵球所組成。當(dāng)時人們把這種從未見過的“超級擺”稱之為“傅科擺”。
為了證明地球在自轉(zhuǎn)，法國物理學(xué)家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的擺動實(shí)驗(yàn)，傅科擺由此而得名。實(shí)驗(yàn)在法國巴黎的一個圓頂大廈進(jìn)行，擺長67米，擺錘重28公斤，懸掛
點(diǎn)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大，因而基本不受地球自轉(zhuǎn)影響而自行擺動，并且擺動時間很長。在傅科擺實(shí)驗(yàn)中，人們看到，擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉(zhuǎn)動，擺動方向不斷變化。分析這種現(xiàn)象，擺在擺動平面方向上并沒有受到外力作用，按照慣性定律，擺動的空間方向不會改變，因而可知，這種擺動方向的變化，是由于觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉(zhuǎn)動的結(jié)果，地球上的觀察者看到相對運(yùn)動現(xiàn)象，從而有力地證明了地球是在自轉(zhuǎn)。傅科擺放置的位置不同，擺動情況也不同。在北半球時，擺動平面順時針轉(zhuǎn)動；在南半球時，擺動平面逆時針轉(zhuǎn)動，而且緯度越高，轉(zhuǎn)動速度越快；在赤道上的擺幾乎不轉(zhuǎn)動。傅科擺擺動平面偏轉(zhuǎn)的角度可用公式θ°=15tsinφ來求，單位是度。式中φ代表當(dāng)?shù)氐乩砭暥?，t為偏轉(zhuǎn)所用的時間，用小時作單位，因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)角速度1小時等于15°，所以，為了換算，公式中乘以15。
傅科擺的擺動作為地球自轉(zhuǎn)的有力證據(jù)，現(xiàn)已為世界所公認(rèn)。中國北京天文館的大廳里就有一個傅科擺，一個金屬球在一根系在圓穹頂上的長長細(xì)線下來回?cái)[動著。
2010年2月27日的智利地震震歪地軸，地球每天自傳減速約1.26微秒。
美國宇航局下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的地球物理學(xué)家理查德·格羅斯說，在當(dāng)?shù)貢r間26日印度洋發(fā)生地震的瞬間，印度洋底的一個地質(zhì)板塊被另一個所擠壓而向下沉，地球的質(zhì)量向地心集中，進(jìn)而導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)周期縮短了3微秒，地球軸心也傾斜了大約2厘米。
但是科學(xué)家也認(rèn)為，由于地球的自轉(zhuǎn)周期經(jīng)常發(fā)生細(xì)微的變動，印度洋大地震對其影響可能是短期的，也不會太顯著。
美國太空總署2004年10月21日表示，科學(xué)家及大學(xué)研究員首次準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)，人造衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動時會被些微拖離原有的軌道，此結(jié)果證實(shí)了地球轉(zhuǎn)動會令周遭的時間及空間結(jié)構(gòu)變形，亦都證明了愛因斯坦在1915年發(fā)表的“廣義相對論”是對的。
物理科學(xué)家薩拉蒙指出：“地球轉(zhuǎn)動時會扭曲旁邊的時空，愈接近地球，變形的情況愈嚴(yán)重。以往人們從未偵察過時空變形這種被稱為“結(jié)構(gòu)拖曳效應(yīng)”的現(xiàn)象。這次是我們首次實(shí)實(shí)在在且直接地錄得對象轉(zhuǎn)動時引起的變形現(xiàn)象。”
令人造衛(wèi)星偏離軌道
美國太空總署地球系統(tǒng)技術(shù)聯(lián)合中心的帕夫利斯指觀察結(jié)果與保齡球在糖漿轉(zhuǎn)動相似，帕夫利斯說：“保齡球旋轉(zhuǎn)時會牽動旁邊的糖漿，所有在糖漿的物品都會在保齡球周遭移動。相同地，地球轉(zhuǎn)動時會牽動周遭的時空結(jié)構(gòu)，令接近地球的人造衛(wèi)星偏離軌道。
帕夫利斯以及馬里蘭大學(xué)的學(xué)者監(jiān)察2個圍繞地球的人造衛(wèi)星，發(fā)現(xiàn)人造衛(wèi)星在地球扭曲空間時真的偏離軌道。帕夫利斯表示：“我們量度地球與人造衛(wèi)星之間的距離，準(zhǔn)確度達(dá)幾毫米，而且我們已將所有已知的力量剔除，例如潮汐力量及引力模型錯誤等。所以結(jié)果不可能被其它力量影響?！薄凹す獾厍騽恿W(xué)衛(wèi)星”1號及2 號就是負(fù)責(zé)量度地球與衛(wèi)星距離的探測儀器，它們只是一大塊金屬片，表面鑲有反射器，能將地面發(fā)射站發(fā)出的激光反射，令控制站能輕易追蹤它們及量度探測器的距離。
證明地球自轉(zhuǎn)
1.牙簽法
先用一只臉盆裝滿水,放在水平且不易振動的地方，待水靜止后，輕輕放下一根木質(zhì)細(xì)牙簽,并在牙簽的一端做一個記號，記住牙簽的位置，過幾個小時后(最好在10個小時以上)，再去看時你就會發(fā)現(xiàn)，牙簽已經(jīng)轉(zhuǎn)動了一定角度，看起來好像是牙簽在轉(zhuǎn)動,其實(shí)它并沒有轉(zhuǎn)動,而是地球在轉(zhuǎn)動。在北半球，牙簽作順時針轉(zhuǎn)動，因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)在北半球看起來是逆時針方向的。南半球則與北半球相反。
2.炮彈法
地球時刻不停地自轉(zhuǎn),地面上水平運(yùn)動的物體,必然相對地發(fā)生持續(xù)的右偏(北半球)或左偏(南半球).根據(jù)這種現(xiàn)象，人們分析射出的炮彈運(yùn)動的方向，就能證明地球在自轉(zhuǎn)。
3.重力加速度法
地球在時刻不停地自轉(zhuǎn)，由于慣性離心力的作用，地面的重力加速度必然是赤道最小，兩極最大；地球不可能是正球體，而必然是赤道略鼓，兩極略扁的旋轉(zhuǎn)橢球體.重力測量和弧度測量的結(jié)果，證實(shí)了這些觀點(diǎn)的正確性，也就從一個側(cè)面證實(shí)了地球的自轉(zhuǎn).
4.深井測量法
地球時刻不停自轉(zhuǎn)，由于自轉(zhuǎn)速度隨高度而增加，物體自高處下落的過程中，必然具有較高的向東的自轉(zhuǎn)速度,而必然墜落在偏東的地點(diǎn)。為了證實(shí)這一點(diǎn),有人曾在很深的礦井中進(jìn)行試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果是：自井口中心下落的物體,總在一定的深度同礦井東壁相撞，從另一個側(cè)面證實(shí)了地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動.
5. 傅科擺
證實(shí)地球自轉(zhuǎn)的儀器，是法國物理學(xué)家傅科于1851年發(fā)明的。地球自西向東繞著它的自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，同時在圍繞太陽公轉(zhuǎn)。觀察地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng)并不難。用未經(jīng)扭曲過的尼龍釣魚線，懸掛擺錘，在擺錘底部裝有指針。擺長從3米至30米皆可。當(dāng)擺靜止時，在它下面的地面上，固定一張白卡片紙，上面畫一條參考線。把擺錘沿參考線的方向拉開，然后讓它往返擺動。幾小時后，擺動平面就偏離了原來畫的參考線．這是在擺錘下面的地面隨著地球旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的現(xiàn)象。
由于地球的自轉(zhuǎn)，擺動平面的旋轉(zhuǎn)方向，在北半球是順時針的，在南半球是反時針的。擺的旋轉(zhuǎn)周期，在兩極是24小時，在赤道上傅科擺不旋轉(zhuǎn)。在緯度40°的地方，每小時旋轉(zhuǎn)10°弱，即在37小時內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周。
顯然擺線越長，擺錘越重，實(shí)驗(yàn)效果越好。因?yàn)閿[線長，擺幅就大。周期也長，即便擺動不多幾次（來回?cái)[動一二次）也可以察覺到擺動平面的旋轉(zhuǎn)、擺錘越重，擺動的能量越大，越能維持較長時間的自由擺動。圖中拍照的是懸掛在北京天文館球形展覽大廳天花板上的傅科擺擺錘部分。
“地球在自轉(zhuǎn)”不等于“地球自己轉(zhuǎn)” ，康德拉普拉斯關(guān)于地球自轉(zhuǎn)動力來源于地球內(nèi)部的“星云假說”誤導(dǎo)了地球科學(xué)。地球無故不會轉(zhuǎn)，它內(nèi)部沒有動力！現(xiàn)地球之所以24小時自轉(zhuǎn)一周，是因?yàn)樗谝悦啃r10萬多公里的速度繞日公轉(zhuǎn)，且途中遇到太陽風(fēng)的側(cè)面推力，使高空產(chǎn)生等離子西風(fēng)環(huán)流，高空西風(fēng)又推動地面西風(fēng)和向東涌的洋流，進(jìn)而推動地球自西向東旋轉(zhuǎn)。
一，地球在自轉(zhuǎn)≠地球自己轉(zhuǎn)
今天人們所說的“地球自轉(zhuǎn)” ，只是在描述地球自身繞日運(yùn)行的姿態(tài)，它相對于太陽的位置而言，每24小時旋轉(zhuǎn)一周;相對于恒星的位置而言，每23小時56分旋轉(zhuǎn)一周，這是現(xiàn)行時間標(biāo)量的依據(jù)，是太陽日和恒星日日長的由來，也是地球出現(xiàn)朝，晝，暮，夜的原因。 “地球自轉(zhuǎn)”這一概念揭示的是“地球在自轉(zhuǎn)”這一自然現(xiàn)象。 ?
其實(shí)，古希臘的費(fèi)羅勞斯，海西塔斯等人早已提出過地球自轉(zhuǎn)的猜想，中國戰(zhàn)國時代“尸子”一書中就已有“天左舒，地右辟“的論述，而對這一自然現(xiàn)象的證實(shí)和它被人們所接受，則是在1543年哥白尼日心說提出之后。
然而，地球?yàn)槭裁磿赞D(zhuǎn)？自轉(zhuǎn)的原因是什么？自轉(zhuǎn)的動力從哪里獲得？為什么選擇現(xiàn)在的方向，姿態(tài)，速度自轉(zhuǎn)？這些都是現(xiàn)代科學(xué)至今沒有解決的問題。它不是要求去重復(fù)說明“地球在自轉(zhuǎn)“這種已被證實(shí)的自然現(xiàn)象，而是要求弄清地球自轉(zhuǎn)現(xiàn)象背后的原因，要求弄清地球自轉(zhuǎn)的動力來源及其制約因素。
“地球自己轉(zhuǎn)”已經(jīng)是在說明地球自轉(zhuǎn)的原因，它要肯定的是：地球自轉(zhuǎn)的動力在于“自己” ，在于地球內(nèi)部而不是外部，在于自身具有的內(nèi)力而不是外力。否定“地球自己轉(zhuǎn)“并不是否定”地球在自轉(zhuǎn)“這一現(xiàn)象，而是否定地球內(nèi)部有推動自己旋轉(zhuǎn)的動力，如同水磨旋轉(zhuǎn)的動力并不在于磨體內(nèi)部一樣。故”地球在自轉(zhuǎn)“不等于”地球自己轉(zhuǎn)“ ，它們是兩個不同的概念，若把兩者等同起來，便是一種”誤等“ 。
二， “誤等”誤導(dǎo)了分支科學(xué)
幾個世紀(jì)以來，人們似乎習(xí)慣于把“地球在自轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象歸結(jié)為是地球自身的行為，并未更多地意識到這兩個概念的不同，也沒仔細(xì)質(zhì)疑過“地球自己轉(zhuǎn)”的動力來源。一代代人大膽地在“地球自己轉(zhuǎn)”這一基礎(chǔ)上，開墾著一塊塊分支科學(xué)的園地，其中地質(zhì)力學(xué)，大氣動力學(xué)等，把地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的角動量，慣性，科里奧利效應(yīng)等，引為自身的力源;天體物理學(xué)用“地球自己轉(zhuǎn)”的原理，去解釋其它行星，天體的運(yùn)動;哲學(xué)家們據(jù)此概括出“事物運(yùn)動的動力都存在于事物內(nèi)部“這樣的普遍規(guī)律;還有的分支學(xué)科運(yùn)用這一原理”圓滿地“解釋過其它自然現(xiàn)象。在這樣的氣氛下，誰若撬”地球自己轉(zhuǎn)“這塊基石，難免會觸動一系列分支學(xué)科發(fā)生連鎖地震，科學(xué)界必群起而攻之。
問題是，由“誤等”誤導(dǎo)的這些科學(xué)分支已經(jīng)走到非常困難的境地。如氣象學(xué)一直以為，風(fēng)就是由于“地球自己轉(zhuǎn)”而產(chǎn)生緯向環(huán)流的，而金星243天才自轉(zhuǎn)一周，它卻有比地球更大的緯向風(fēng)，又作何解釋？地質(zhì)力學(xué)認(rèn)為，山脈是地殼跟不上“地球自己轉(zhuǎn)”的轉(zhuǎn)速而向西滑動堆擠而成的，那么金星自己幾乎不轉(zhuǎn)，它地表上兩條巨大的山系和大峽谷是怎么來的？另外抱給你一個地球，把它放在太空同樣的軌道上，它會自轉(zhuǎn)嗎？到底地球自己轉(zhuǎn)還是不轉(zhuǎn)的問題，已經(jīng)尖銳地提到現(xiàn)代科學(xué)的面前，無法回避。
三，虛構(gòu)的“星云說”
科學(xué)并沒有做錯題，結(jié)論與事實(shí)不符的原因在于被康德-拉普拉斯星云說所誤導(dǎo)。自哥白尼證實(shí)地球在自轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象后，人們就開始探索地球自轉(zhuǎn)的動因。 300年前的牛頓力學(xué)便精確地描述了地球的自轉(zhuǎn)及其進(jìn)動，但牛頓并未從物理學(xué)上論及地球自轉(zhuǎn)的動力來源，而是簡單地把它歸因?yàn)樯系鄣摹暗谝煌苿印?。
1755年，康德在“宇宙發(fā)展史-根據(jù)牛頓定理試論整個宇宙的結(jié)構(gòu)及其力學(xué)起源”一書中，虛構(gòu)出一種“原始星云” ，地球在這種星云的引力收縮中誕生，于是保留著收縮時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性，從此永恒地按牛頓慣性定律旋轉(zhuǎn)， “地球自己轉(zhuǎn)”的動力是地球形成時與生俱來的，地球自轉(zhuǎn)的原因在于地球物質(zhì)自身的引力，力源在地球內(nèi)部，地核的旋轉(zhuǎn)角速度應(yīng)大于地殼。 ?隨著拉普拉斯把這套虛構(gòu)的假說數(shù)學(xué)化，康德-拉普拉斯星云說誕生， “地球自己轉(zhuǎn)”被公認(rèn)為是“地球在自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的原因，并成為戰(zhàn)勝上帝推動說的有力武器。
當(dāng)然，瓊斯-捷費(fèi)利斯的碰撞潮汐說，施米特的俘獲說，本納季的新災(zāi)變說等，在地球旋轉(zhuǎn)慣性的最初來源問題上提出過不同看法和推導(dǎo)，但在地球自轉(zhuǎn)的力源問題上與康德并無兩樣，即地球內(nèi)部一直保留著某種原始的旋轉(zhuǎn)慣性。這些假說的推論過程有一個共同特點(diǎn)，即第一大前提都是虛構(gòu)的，沒有觀測和實(shí)驗(yàn)的證據(jù)。
科學(xué)不能建立在無法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的假說基礎(chǔ)之上，康德-拉普拉斯星云假說是不可靠的，不能作為科學(xué)立論的基礎(chǔ)。況且，康德所臆造的原始星云根本就不存在。如果50億年前有原始星云， 50億光年遠(yuǎn)處就不會有星光傳來，因?yàn)樾窃剖遣话l(fā)光的。現(xiàn)既然有星光傳來，說明那里沒有星云。同理， 50億年后，那里的人類看到咱們太陽的星光時，也說我們這里曾是原始星云，你信嗎？
還是抱給你一個地球，把它放在同樣的軌道上，它會不會轉(zhuǎn)呢？也許你認(rèn)為，若不預(yù)先給它一個旋轉(zhuǎn)慣量，它就不會轉(zhuǎn)。那你可錯了，又在重復(fù)宇航時代初期的思路。 60年代，原蘇聯(lián)與美國曾向太空發(fā)射探測太陽輻射的人造衛(wèi)星，讓鏡頭固定地對準(zhǔn)太陽并繞太陽公轉(zhuǎn)，可出人意料的是，衛(wèi)星在太空胡翻亂滾，鏡頭東搖西晃，根本無法給太陽拍照。衛(wèi)星內(nèi)部沒有康德式引力收縮，也沒預(yù)先給定一個旋轉(zhuǎn)慣量，衛(wèi)星為何無故而轉(zhuǎn)呢？ 一次次失敗使科學(xué)家們對傳統(tǒng)的太空觀念產(chǎn)生了懷疑，太空除引力，磁力之外，必還有第三種力，不然，太空中的物體，包括地球，無故自己不會轉(zhuǎn)。
五，太空第三種力
70年代，太空探測發(fā)現(xiàn)太陽在刮“風(fēng)” ！即太陽表面的等離子體微粒流在向四面八方猛吹，在地球軌道附近實(shí)測平均風(fēng)速約為450公里/秒，有時達(dá)到770公里/秒。微粒流中絕大多數(shù)是氫原子核，其次是氦核及少量其它元素的原子核。 這些帶電粒子流在地球軌道空間呼嘯而過，對阻攔它們前進(jìn)的一切障礙都會給予一定沖力，它把太空探測器吹得左旋右轉(zhuǎn)，把彗星的氣體和塵埃從彗頭吹出，形成幾千萬公里長的彗發(fā)，把地球磁層吹變形，迎風(fēng)面被擠壓在約8萬公里半徑之內(nèi)，而避風(fēng)面卻延長到200多萬公里之遙。
地球磁層實(shí)際就是地球磁場俘獲的等離子微粒圈層，由于它的屏蔽作用，高速撞來的太陽風(fēng)質(zhì)子流便停止在它的外沿，形成所謂“激波” 。太陽風(fēng)中每個氫原子核撞擊地球等離子圈層的力可由牛頓第二運(yùn)動定律求得。
