火星邊跑邊雞啄米似的點頭,地球也一樣,原因還不完全明瞭

天空之城 2021/01/11 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知识不会,只是姿势不对;科学凡此种种,用人话讲才能听懂

文/天空之城

 

很多人都玩過陀螺,當它在平面上旋轉的時候,會繞著自己的軸轉動,如果沒有摩擦力,沒有各種阻力,陀螺將繞著自己的軸不停地旋轉下去。

但現實中的陀螺顯然不是完美的陀螺,平面也不是完全理想的平面,周圍氣流也可能會發生改變,所以陀螺在運行中自轉軸會稍有晃動,運行一段時間後會因為各種力量影響,晃動越來越大,最終倒下。

那麼星球在太空中轉動,會不會也發生晃動呢?

來自美國宇航局(NASA)噴氣推進實驗室航空工程師亞曆克斯·科諾普利夫(Alex Konopliv)團隊的一項新研究表明,火星也在太空中晃動,平均207天晃動一周,這意味著火星的自轉軸實際並未指向一個方向,而是在太空中不斷畫圈。

這種晃動被稱為錢德勒擺動,火星是宇宙中已知第二顆出現錢德勒擺動的星球。那麼第一顆是誰呢?

當然是地球。

錢德勒擺動(Chandler wobble),又稱為錢德勒震顫,1891年由美國天文學家賽斯·卡羅·錢德勒發現,指地球自轉軸相對於地球表面的小幅度運動。

錢德勒擺動是地球自由章動的一種,而地球的自由章動是指在地球上某種內力作用下,或地球上物質移動調整時,引發的地球自轉速度變化及擺動。

1891年錢德勒發現了兩種擺動,一種是氣候變化如大氣、海洋、陸地水、冰川等物質的質量遷移,包括風和洋流引發的受迫擺動,週期為一年,所以稱為周年極移。

另一種就是錢德勒擺動,週期為433天,在地球表面的擺動幅度約為3到6米,與地球內核的質量分佈、角動量、大氣層、海洋或地殼有關,但實際原因並不明朗,目前認為海洋洋底壓力變化和大氣質量變化可以解釋60%左右的錢德勒擺動。

總而言之,地球的晃動和地球高度活躍有關,包括地表大氣、水的運動及內部的各種運動等,導致了質量達60萬億億噸的龐然大物,在太空裡也會不由自主地「踉蹌」前行。如果在地球的自轉軸上裝上一個雞頭,你在太空裡觀察就會發現,地球一邊跑,一邊還在不斷地點頭,就像雞啄米一樣,是不是很好玩呢?

不僅地球,火星也會雞啄米!

NASA團隊利用2001火星奧德賽號、火星勘測軌道飛行器和火星全球勘測者號衛星18年來收集的資料資料,對火星的擺動進行了計算,結果發現,火星同樣也出現了錢德勒擺動,只是幅度比地球要小得多,在地表上只有約10釐米,週期為206.9±0.5天。如果從火星北極觀察,其運動方向近似為逆時針方向。

這就讓人有些百思不得其解了。

按照物理規律,任何非理想狀態的自由擺動,都會受到阻尼導致振幅下降,最終停止下來。地球並不是一個完美的剛體,所以錢德勒擺動也會因地球內部的非完全彈性而逐漸變慢,最終在約68年的時間裡消失而不再搖頭晃腦雞啄米。

正是因為地球高度活躍的性質,錢德勒擺動才得以不斷激發,讓地球在經歷了早就已經數不清的無數個68年後,依然在太空裡一邊跑路一邊點頭。

而火星已差不多成為一顆「死」的行星,地核早已冷卻,也沒有火山爆發,表面也沒有海洋、湖泊和河流,怎麼45億年了還在太空裡邊跑變搖頭晃腦呢?按理說早就該停下來,踱著方步,四平八穩地矜持前行,不應該再像地球一樣雞啄米似的輕佻吧?

目前科學家們還無法解釋這個現象,不過火星上也有稀薄的大氣層,火星擺動的幅度也比地球小得多,會不會這就是激發錢德勒擺動的原因呢?研究人員認為,可能還要到火星的地殼、地幔中才能找到真正的原因,或許未來更多的研究會揭穿這個謎底。

這項研究去年10月發表在《地球物理研究快報》上。

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