每天清晨阳光铺满窗台,傍晚晚霞染红河天,春天开花秋天结果,地球一场从未停歇的宇宙旅程,在我们熟悉的日常里,一边自转产生昼夜,一边绕着太阳公转造就四季。可是,是什么让地球始终保持着这份规律,46亿年都没偏离轨道?维持这场漫长运动的能量,又到底来自哪里?
地球的33万倍,正是太阳的质量。如此庞大的质量会产生强大的引力作用,这种引力不像我们能触摸到的力,却实实在在发挥着作用。地球被这种引力固定在特定范围内。稳定的生存环境,我们因这份引力牵引才得以拥有,如果没有这份引力牵引,地球早就沿着直线冲向宇宙深处。但地球并没有被引力拉向太阳,反而在固定轨道上平稳运行,这离不开另一种关键因素的支撑。

每秒约30公里的初始速度是地球在形成之初便已获得了的。这种速度让地球产生了向内的拉力,而向外的运动趋势,是太阳的引力作用。两种力量相互作用达到了精妙的平衡,这种平衡不是偶然造就的,而是太阳系形成时就奠定的基础,让地球既不会脱离太阳的引力范围,也不会被引力吞噬,始终保持着稳定的公转节奏。
略微椭圆的是地球的公转轨道。在地球离太阳较近的位置时,公转速度会稍快,到了离太阳较远的地方,速度又会相应减慢。这种速度与距离的调整,背后遵循着宇宙的基本法则之一,便是角动量守恒。物体旋转的力度,由质量、速度和轨道半径共同决定。在没有外部干扰的情况下,这份力度会保持恒定。地球公转时,速度和距离的变化始终围绕着角动量守恒调整,确保了轨道的稳定性。

探索维持地球运动的能量,答案要回到46亿年前,太阳系诞生的关键时刻。当时一片巨大的星云,自身引力的作用,让这片巨大的星云开始坍缩,体积不断缩小的同时,旋转速度也越来越快。太阳和行星由星云坍缩逐步形成。初始的旋转能量,地球从诞生那一刻起便自带。完美的真空环境,便是宇宙空间。这份能量的消耗,空气阻力无法造成。地球携带着初始能量绕太阳持续运行。
太阳系形成的过程,人类正通过陨石、彗星研究逐步还原。才明白地球的公转动力并非偶然,是宇宙演化的必然结果。而宇宙演化的必然结果,便是这场漫长运动。这份来自星云的原始遗产,让地球保持着规律运动,为生命的诞生提供了前提,稳定的温度和光照,液态水得以存在。而生物的繁衍依赖液态水的存在。我们现在能享受四季分明的生活,能观察到日月星辰的规律变化,本质上都是这份宇宙馈赠的平衡在发挥作用。

不过地球的运动并非永远一成不变,它也不是一台不会消耗能量的永动机。月球和太阳的引力会在地球上引发潮汐现象,微弱的摩擦力产生于海水涨落与地壳微小形变之间。地球的自转角动量,正被潮汐摩擦缓慢消耗。地球自转速度的减慢,正由这种潮汐摩擦导致。据测算,地球每过一个世纪,自转周期就会增加约1.7毫秒。好在这种变化极其缓慢,对地球绕太阳的公转几乎没有影响,在可预见的未来是我们熟悉的昼夜和四季依然会保持稳定。