第一次证明地球自转的著名实验——傅科摆
十六世纪,1514年,波兰天文学家哥白尼提出了地球自转的同时围绕太阳公转的观点。十七世纪,伽利略也曾论证了地球在转动。可是他们的观点在当时一直不被大众认可,因为缺少实际展现地球自转的直观实验演示。直到1851年1月3日,法国物理学家傅科证实了地球的自转。地球在自转这个事实才被越来越多的人认可。
1851年,傅科进行了著名的傅科摆实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤,摆长为67米,将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央,使它可以在任何方向自由摆动。实验当天,人们蜂拥而来观看这一“异想天开”的实验。
奇迹出现了,人们亲眼看到傅科摆每摆动一次(周期为16.5秒),摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米,每小时偏转11°20'。傅科摆在法国巴黎需要31小时47分重复一次轨迹,在北极或南极的极点需要23小时56分4秒。振动面旋转方向,北半球为顺时针,南半球为逆时针。。傅科摆实验获得了巨大的成功,被评为“物理最美实验”之一。
地球自转变快了,每日正在变短
因为地球绕太阳公转一周的时间需要365天5小时48分46秒(回归年合365.24219天)。公历的平年只有365天,大概比回归年短约0.2422天。每四年累积约一天加到了2月的最后一天(即2月29日),使当年长度变为366天,这一年就为闰年。
自1960年开始改用原子钟当作时间参考标准后,科学家们发现地球自转没有一天是刚好24小时整的,不是等于86400秒,而是有误差,相差了千分之一秒左右。
1970年来地球自转时间比24小时略长,为了保持与地球自转一周的时间一致,科学家在1972年增加了“闰秒”。闰秒的作用是使原子钟时间配合地球自转真实时间,视误差增加或减少1秒。
从整体趋势来看,地球自转速度是逐年变慢的。地球在4亿年前一天只有22个小时左右,再往前推,地球诞生之初可能一天只有几个小时。为什么地球自转会变慢,从研究结果来看,可能是月球引发的潮汐现象让地球自转变慢。
目前地球每过100年就会增加1.6毫秒,所以,世界时间在6月底或12月底视情况调整“闰秒”。而从1972年以来,闰秒已添加了27次,其中最近一次增加闰秒是在2016年12月31日。
然而从2020年开始,地球自转时间明显少于24小时。2020年7月19日,地球自转时间比24小时短了1.4602毫秒。这是人类有记录以来最短的一天!此前记录的最短一天是在2005年,而这一纪录在之前的12个月里被刷新了28次。在过去的12个月里,原子时间总共延迟了19毫秒。所以,2020年是地球最近50年来自转速度最快的一年。
地球会自转是因为太阳系形成之时,地球获得了初始的角动量。我们都听过质量守恒和能量守恒,角动量守恒也是类似的定律。因为月球重力、降雪水平和山体侵蚀等原因,在角动量守恒定律影响下,地球自转变慢了。
因为冰川消融所产生的质量差(主要是格陵兰岛)、由地球内部向地表输送热量引起的地幔中岩石物质的缓慢蠕动(地幔对流)、末次冰期(第四纪冰河时代)后冰盖消融地壳逐渐回弹的现象(冰后回弹)等原因,地球自转轴也会有微小的变动。科学家测量结果表明,地球自转轴每年大约漂移10厘米,通常是向加拿大东北部的哈德逊湾移动,而自1899年以来,地球的自转轴已经移动了大约10.5米。
目前地球自转速度变快,一天的时间变短了,为了保持原子时钟与地球自转同步,未来我们将需要增加负的闰秒,可能在某年的6月底或12月底,原子钟时间需要减去1秒钟。
为什么要调整原子钟时间?
因为标准时间无处不在地影响着我们的生活,跟我们日常的工作和生活息息相关。
我们的手机都需要跟基站对时,所有的无线通信网络都会使用统一的标准时间,每时每刻都在同步。一旦时间错乱了,将产生大量的通信问题。
我们导航的GPS或北斗系统,也需要跟标准时间对应,否则,可能会导致导航时产生了误差,一不小心把车开过了,开到河里那就麻烦了。
我们使用的电脑也会自动进行网络对时,否则,如果时间不对了有些软件可能会产生问题。
小天最后总结,每天变短了没关系,珍惜时间才最重要。一万年太久,只争朝夕,方能不负韶华!
小编叫小天,尽量分享一些自己看到的信息,希望每篇几分钟即可快速看完,欢迎大家关注,谢谢!