宇宙中的一切包括宇宙,都在時刻不停的運動中,可以毫不夸張地講,天地間沒有不動的物體或物質,地球當然也不例外 。

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地球的自轉
地球是太陽系八大行星之一,是一個碩大的巖質球體,略扁,就是說地球的赤道半徑略大于極半徑 。地球赤道半徑為6378.14公里,極半徑為6356.755公里,平均半徑為6371.004公里 。當然,極半徑比赤道半徑少了21公里,對于如此之大的一個星球來說,是微不足道的 。所以從太空中看地球,地球就是圓的 。

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阿波羅13號所拍攝的地球畫面
地球是太陽系內從里往外數的第三顆行星,是四顆類地行星(水星、金星、地球和火星)中最大最重的一顆 。地球周長4萬多公里,體積為10832億立方千米,表面積約5.1億平方公里,重達60萬億億噸 。地球平均密度為5.52g/cm3,表面巖石的密度為2.73g/cm3,這表明地球內部都是超高壓狀態下的重金屬物質 。

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地球的內部結構示意圖
地球這么大、這么重,為何能浮在太空中不掉下去呢?這就是牛頓的萬有引力作用在“拉”著地球,使它有規律地在特定軌道中圍繞著太陽做橢圓周運動 。假如沒有太陽的吸引力,太陽系中的天體全亂了套,肯定會互相撞在一起或滑向星際空間,抑或是沉入無邊的黑暗中 。但話又說回來,宇宙空間里是沒有東西南北、上下左右的 ,即便是沒有太陽的引力作用,地球又會掉到哪里去呢?

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漂浮在宇宙空間里的地球
地球一邊在自轉,一邊在圍繞太陽公轉,地球自轉的線速度為每秒465米(以赤道為準),角速度為每小時15o,赤道地區速度最快,隨著緯度增加而依次遞減,在南北極點上,地球自轉速度為零 。地球的公轉線速度為每秒約30公里,角速度約為每天1o 。地球自轉一圈約4萬多公里,在24小時內(一天)完成,因此角速度為15o 。地球公轉一圈約9.4億公里,在一年(365天)內完成,角速度為每天約1o(0.98o) 。地球的公轉軌道是個橢圓形,因此出現了遠日點與近日點 。每年的夏至日,地球離太陽最遠,為1.52億公里 。
同理,每年的冬至日,地球離太陽最近,為1.471億公里,平均1.49億公里 。對于北半球來說,離太陽最近的時候恰恰是冬至日,離太陽最遠的時候卻是炎熱的夏至日 。而南半球則正好相反 。這說明,地球上的季節變化與地球距離太陽的遠近無關,地球是傾斜著身子圍繞太陽公轉的,且會搖擺 。地球的搖擺造成了太陽光在赤道兩側北回歸線、南回歸線之間來回地“掃描”,因此帶來了四季的變化 。

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地球的晨昏線
古語曰:坐地日行八萬里!就是說,我們地球人即使是一動不動,一晝夜間也狂奔了四萬多公里!在赤道地區,地球自轉的線速度為每秒鐘465米,換算成時速為1670公里,這樣的速度即便是最快的飛機也追不上,跟導彈有得一拼 。而地球的公轉則更快,時速達108000公里,這個速度秒殺地球上的一切飛行器 。在一年中,地球帶著我們自轉了1440萬公里,公轉了9億4千萬公里,這么多的里程,讓我們心有余悸 。換個說法,你一覺醒來,早就不在睡前的那個位置了,而是遠離那個位置80多萬公里!

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月球圍繞地球公轉圖
那么有個問題來了:地球自轉和公轉如此之快,地球上的我們為何沒有任何感覺呢?
答案主要有三個方面的原因:
一、地球對于在它上面生活的人來說很大 。地球的自轉速度雖然快,但角速度卻很慢,每小時才15o,每秒才0.004o,假如站在北極點上看赤道上的一個人,雖然每秒鐘前進了465米,但角速度才前進了0.004度,根本就感覺不到在移動 。同理,地球的公轉速度雖然更快,但地球的邊上沒有一個固定的參照物,我們感覺不到地球在動 。而星際空間中的距離都是以光年來計算的,幾萬、幾十萬、幾百萬甚至幾億公里,在星際中就是九牛一毛,根本就不值一提 。因此地球自轉和公轉的速度,在太空距離中幾乎可以忽略不計 。

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地球的自轉
二、沒有參照物做參考 。地球的自轉和公轉雖然很快,但我們身邊沒有一個可供參考的參照物,因此我們感受不到地球在移動 。我們平常感受到的移動,都是有參照物做比照的,比如汽車開動,火車飛奔,道路或鐵路兩旁的樹木向后飛奔,這時,乘客感覺到了火車在向前奔跑 。對于路旁的樹木來說,火車和汽車是向前奔跑的,在火車上的乘客看來,樹木是向后奔跑的 。假如兩列火車并行,速度一致,這時對于兩列火車上的乘客來說,都感覺對方是靜止不動的 。
三、地球的自轉和公轉非常平穩 。地球的自轉和公轉非常的平穩,就是說很勻速 。地球自誕生46億年來,它公轉和自轉的線速度是非常均勻的,幾乎沒有變化,這對于地球這個龐然大物來說,相當地不容易,也非常奇妙 。科學家發現,在4億年以前,地球的一年是400天 。在13億年前,地球的一年是500天,一天才6個小時 。這說明,地球的自轉和公轉速度是變化的,是越來越慢的 。研究表明,每過100年,地球的一天就慢了約1秒鐘 。地球的公轉和自轉都在變慢,但變化很慢,要幾萬年、幾十萬年、幾百萬年才能感覺到明顯的變化 。
而人的一生只有短短的幾十年,所以對于地球的移動速度的變化,是很難覺察得到的 。相對時間內,地球的運行十分平穩,雖然它每秒鐘自轉了465米,公轉了30公里,但地球很大,這點距離對于它龐大的身軀來說,是微不足道的 。對于宇宙空間來說,這點距離和這點速度,基本上可以忽略 。地球運轉相當地平穩,以至于我們早已習慣了它的運動,見怪不怪了 。假若地球的自轉和公轉像開車一樣,時快時慢,時不時來個急剎車,那地球上的人們肯定會覺察到的 。

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潮汐鎖定使地球和月球都越轉越慢
當然,如果留心觀察,是會覺察到地球移動的 。比如日出日落,實際上就是地球自轉造成的 。太陽相對地球來說是固定不動的,所以叫它恒星 。是地球的自轉帶來了日夜輪回、白天黑夜的變化 。而站在地球上的人們,總覺得是太陽在天空中跑,從東方升起,西方落下,這就是相互參照物的原因 。假如站在金星上,你就會發現,太陽從西方升起,東方落下,那太陽系中只有一個太陽,它又怎么會既從東方升起又從西方升起呢!而月亮從東方升起,慢慢地滑落至西方天空,也是地球自轉的結果 。

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【阿波羅13號所拍攝的地球畫面 地球自轉的線速度角速度是什么】漩渦現象就是地球自轉造成的
其實,生活中還有很多地球自轉帶來的現象,如發射火箭、導彈等,本來是垂直發射,但火箭升空后總會向東偏移 。北半球的河流總是右岸沖刷得嚴重,河流或水池中出現的漩渦,在北半球總是逆時針旋轉,在南半球總是順時針旋轉 。你向天空中扔出一顆石子,石子總會向右偏移 。南北方向的鐵軌總是東邊比西邊磨損的嚴重,東西走向的鐵軌總是南邊比北邊磨損的嚴重等,都是地球自轉帶來的結果 。

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鐵路的兩條鐵軌磨損得不一樣
相比于自轉,地球的公轉在感覺上要更遲鈍一些,只能靠觀察太陽的高度變化和星星的位置來證明地球在公轉 。比如夏天太陽在我們頭頂上,幾乎是垂直地照射,而冬天的太陽卻斜斜地掛在天邊,幾乎與地平線平行 。
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