角動(dòng)量守恒！事實(shí)上行星自轉(zhuǎn)的存在是因?yàn)榻莿?dòng)量的守恒。之所以行星可以快速的自轉(zhuǎn)，是因?yàn)樵谄湫纬稍缙?，它們凝聚出?lái)的氣體云具有非常小的角動(dòng)量，因此才會(huì)有了現(xiàn)在的自轉(zhuǎn)。最開(kāi)始有了氣體云運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榻莿?dòng)量是守恒的，所以它們會(huì)一直存在自轉(zhuǎn)。

回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們需要想象一場(chǎng)臺(tái)球比賽。當(dāng)你的桿擊中白球時(shí)，有時(shí)可能就會(huì)看見(jiàn)白球在打轉(zhuǎn)。大多數(shù)專(zhuān)家認(rèn)為，在大約45億年前行星形成的時(shí)候，許多物質(zhì)團(tuán)都會(huì)碰撞在一起，因此行星獲得了最初的動(dòng)能開(kāi)始自轉(zhuǎn)。

但為什么它們會(huì)朝向同一個(gè)方向自轉(zhuǎn)呢？當(dāng)我們的太陽(yáng)系只不過(guò)是一團(tuán)氣體和塵埃云時(shí)，由于附近的一顆超新星的激波反彈，導(dǎo)致了整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。當(dāng)氣體塵埃云開(kāi)始坍縮時(shí)，其自身的引力把它拉到了一個(gè)扁平的、自轉(zhuǎn)的圓盤(pán)上。由于太陽(yáng)系中的整個(gè)天體都是由同一個(gè)原始盤(pán)面形成的，所以它們的角動(dòng)量導(dǎo)致幾乎所有的東西都向同一個(gè)方向自轉(zhuǎn)。（值得注意的是有一個(gè)例外，那就是天王星和金星，天王星之所以具有奇特的逆行自轉(zhuǎn)，可能的原因是它形成后不久與小行星有過(guò)強(qiáng)烈的撞擊。）

我們的行星由于慣性而不斷的在自轉(zhuǎn)。在太空的真空中，自轉(zhuǎn)的物體會(huì)保持它們的動(dòng)量和方向——因?yàn)闆](méi)有外力作用來(lái)阻止它們的自轉(zhuǎn)。因此，我們太陽(yáng)系的其他行星——將繼續(xù)保持現(xiàn)有的自轉(zhuǎn)。

地球的自轉(zhuǎn)，圖Dna-webmaster

什么是自轉(zhuǎn)？

自轉(zhuǎn)又可以稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)，是物體圍繞其旋轉(zhuǎn)中心（或點(diǎn)）做一個(gè)圓形運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。三維的物體總是可以圍繞（一種被稱(chēng)為）旋轉(zhuǎn)軸的無(wú)數(shù)個(gè)虛線自轉(zhuǎn)。如果軸穿過(guò)其物體的整個(gè)質(zhì)量中心，就可以可稱(chēng)該物體在自轉(zhuǎn)。如果是物體圍繞一個(gè)外部點(diǎn)（例如地球圍繞太陽(yáng)）的自轉(zhuǎn)，則可稱(chēng)為公轉(zhuǎn)或軌道自轉(zhuǎn)，這通常是在引力作用下產(chǎn)生的。

天文學(xué)上的自轉(zhuǎn)

在天文學(xué)中，自轉(zhuǎn)是一種能普遍觀察到的現(xiàn)象。如恒星、行星和類(lèi)似的天體都會(huì)在它們各自的軸線上自轉(zhuǎn)。首先我們會(huì)通過(guò)跟蹤它們的目視特征來(lái)測(cè)量太陽(yáng)系中行星的轉(zhuǎn)速。其次通過(guò)多普勒頻移或跟蹤其表面活動(dòng)的特征來(lái)測(cè)量恒星的自轉(zhuǎn)（如太陽(yáng)表面的黑子）。

這種自轉(zhuǎn)在地球的參考系中會(huì)引起一種離心加速度，從而可以稍微抵消其對(duì)赤道附近引力的影響。一種有趣的效應(yīng)是物體在赤道處（感受）的引力會(huì)稍微小一點(diǎn)。另一種效應(yīng)則是赤道稍微隆起，并導(dǎo)致整個(gè)地球的形狀不是那么的圓（扁球體）。

進(jìn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。圖：NASA, Mysid

行星自轉(zhuǎn)也會(huì)導(dǎo)致另一種現(xiàn)象，這就是進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象（歲差）。此現(xiàn)象與陀螺儀類(lèi)似，行星軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，軸線相對(duì)于背景星體會(huì)出現(xiàn)一定程度的輕微“擺動(dòng)”，這種現(xiàn)象就是行星軸向進(jìn)動(dòng)（我們也叫歲差）。目前，地球的軸向與其軌道平面（黃道）的傾斜度是23.44度，但是這個(gè)角度會(huì)在數(shù)千年中緩慢的變化。

ESO 3.6米望遠(yuǎn)鏡上空的星跡。圖：ESO/A.Santerne

自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)

雖然自轉(zhuǎn)常常被用作公轉(zhuǎn)的同義詞，但在許多領(lǐng)域中，特別是在天文學(xué)和與其相關(guān)的領(lǐng)域中，公轉(zhuǎn)，通常被稱(chēng)為軌道自轉(zhuǎn)。詳細(xì)的說(shuō)，公轉(zhuǎn)就是當(dāng)一個(gè)物體繞另一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)，而自轉(zhuǎn)是指繞一個(gè)物體中心軸的運(yùn)動(dòng)。衛(wèi)星繞著行星公轉(zhuǎn)，行星繞著恒星公轉(zhuǎn)（如地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)），恒星繞著銀河系中心緩慢地公轉(zhuǎn)。然而星系各組成部分的運(yùn)動(dòng)是非常復(fù)雜的，但它們通常有一個(gè)公轉(zhuǎn)的分量。

逆行自轉(zhuǎn)

在我們太陽(yáng)系的大多數(shù)行星中，包括地球，其自轉(zhuǎn)方向都與繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向相同的。不過(guò)有些例外的行星，那就是金星和天王星。天王星相對(duì)于它的軌道幾乎是躺在黃道面上逆行自轉(zhuǎn)的。目前的推測(cè)是，天王星一開(kāi)始的自轉(zhuǎn)方向與其它行星一樣為順行自轉(zhuǎn)的，但可能在其早期的歷史中受到過(guò)天體的巨大撞擊，因此才變成了今天我們所見(jiàn)的逆行自轉(zhuǎn)。金星逆行自轉(zhuǎn)的原因被認(rèn)為可能是緩慢地向后旋轉(zhuǎn)（或者“上下倒置”）。另外矮行星冥王星（以前被認(rèn)為是一顆行星）則為不同于上述情形的異常情況。

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