地球移动速度有多快？若停止自转会发生什么？

作为一个地球人，很容易相信我们是站着不动的。毕竟我们在周围的环境中没有感觉到任何运动。但是当你观察天空时，你可以看到我们在移动的证据。一些最早的天文学家提出，我们生活在一个地心宇宙中，这意味着地球是万物的中心。他们说太阳围绕着我们旋转，导致了日出和日落——月亮和行星的运动也是如此。但有些事情与这个愿景并不相符。有时，一颗行星在继续向前运动之前会在天空中后退。我们现在知道，这种运动——被称为逆行运动——发生在地球在其轨道上“追赶”另一颗行星的时候。例如，火星的轨道比地球离太阳更远。在地球和火星各自的轨道上，地球追上了这颗红色的行星并经过它。

一段新的延时视频结合了德斯科vr卫星史诗般的摄像机拍摄到的3000张照片，显示了一年中地球的自转，从100万英里外就可以看到。图片：NASA Goddard via YouTube

博科园-科学科普：当地球经过它时，行星在天空中向后移动，过了一会儿，它又向前走了。另一个关于以太阳为中心的太阳系的证据来自视差，即恒星相对于其他恒星的位置的明显变化。对于一个简单的视差的例子，举起你的食指在你面前的手臂的长度。只用你的左眼看，闭上你的右眼。然后闭上你的右眼，用你的左手看看手指。手指的明显位置发生变化。这是因为你的左眼和右眼看着手指的角度略有不同。当我们看星星时，地球上也会发生同样的事情。绕太阳公转需要365天。如果我们在夏天看一颗恒星(相对靠近我们)，在冬天再看一次，它在天空中的明显位置会发生变化，因为我们在轨道上的位置不同。我们从不同的角度看星星，通过一些简单的计算，利用视差我们也可以算出到恒星的距离。

自转有多快？

地球自转是恒定的，但速度取决于你所处的纬度。根据美国国家航空航天局(NASA)的数据，地球最大部分的周长约为24,898英里(40,070公里)。(这个地区也叫赤道。)如果估计一天有24小时，就用周长除以一天的长度。它在赤道处的速度为每小时1037英里(每小时1670公里)。然而在其他纬度，不会移动得那么快。如果我们在地球的中点移动到纬度45度(北纬或南纬)，可以用纬度的余弦(三角函数)来计算速度。

一个好的科学计算器应该有一个余弦函数，如果你不知道如何计算的话，45的余弦值是0.707，所以45度的旋转速度大约是0.707 x 1037 = 733英里每小时(1180公里每小时)。随着你往更北或往南走，速度会更慢。当到达北极或南极的时旋转速度确实非常慢——在原地旋转需要一整天。太空机构喜欢利用地球自转，例如如果他们将人类送往国际空间站，首选的地点就是靠近赤道。这就是为什么国际空间站的货运任务，例如从佛罗里达发射。通过这样做和发射与地球自转相同的方向，火箭获得了加速，帮助它们飞向太空。

地球绕太阳公转的速度有多快?

当然地球自转并不是我们在太空中唯一的运动。根据康奈尔大学的数据，地球在太阳周围的轨道速度大约为每小时67000英里(107000千米/小时)，我们可以用基本几何来计算。首先必须计算出地球的旅行距离。地球绕太阳运行大约需要365天。轨道是椭圆的，但为了简化计算，假设它是圆。地球的轨道是一个圆的周长。根据国际天文学家联盟的数据，从地球到太阳的距离——被称为天文单位——是92,955,807英里(149,597,870公里)。半径(r)。一个圆的周长等于2πx r。所以在一年内,地球旅行大约5.84亿英里(9.4亿公里)。因为速度等于距离/时间,计算地球的速度是5.84亿英里(9.4亿公里)除以365.25天,结果除以24小时英里每小时或公里每小时。因此地球每天大约运行160万英里(260万公里)，即66627英里每小时(107226公里每小时)。

太阳和银河也在移动

太阳在银河系中有自己的轨道。太阳距离银河系中心约25000光年，而银河系至少有10万光年宽。据斯坦福大学(Stanford University)数据，我们被认为离该中心大约有一半的距离。太阳和太阳系似乎以每秒200公里的速度移动，或者以平均每小时44.8万英里(72万公里/小时)的速度移动。即使以这样的速度，太阳系也要花大约两亿三千万年才能绕银河系运行。银河系也相对于其他星系在空间中运动。大约40亿年之后，银河系将与它最近的邻居仙女座星系发生碰撞。它们以每秒70英里(每秒112公里)的速度向对方冲去。因此，宇宙中的一切都在运动。

如果地球停止旋转会发生什么？

你现在不可能被抛向太空，因为地球的重力比它的旋转运动要大。(后一种运动叫做向心加速度。)在其最强的点，也就是赤道，向心加速度仅能抵消地球引力的约0.3%。换句话说，你甚至都没有注意到它，尽管你在赤道的体重比在两极要轻一些。在未来的几十亿年里，地球停止自转的可能性“几乎为零”。然而从理论上讲，如果地球突然停止运动，将会产生可怕的影响。大气层仍然以地球自转的原始速度运动。这意味着所有的东西都将被从陆地上冲走，包括人、建筑物、甚至树木、表层土和岩石。

如果这个过程更循序渐进呢？这是数十亿年以来更有可能发生的情况，因为太阳和月球正在拉动地球的自转。这将给人类、动物和植物足够的时间来适应这种变化。根据物理学定律，地球自转速度最慢的时候是每365天转1圈。这种情况被称为“太阳同步”，它将迫使我们星球的一边永远面对太阳，而另一边则永远面对太阳。相比之下，地球的月球已经在地球同步旋转，月球的一面总是面对着我们，而另一面却与我们相反。

但美国国家航空航天局(NASA)表示，我们暂时回到不旋转的情况:如果地球完全停止旋转，还会有其他一些奇怪的效应。首先，磁场可能会消失，因为它被认为部分是由自旋产生的。会失去多彩的极光，而环绕地球的范艾伦辐射带也可能会消失。那么地球将会在太阳的狂怒之下赤裸。每当它向地球发射日冕物质抛射(带电粒子)时，它就会撞击地表，把所有东西都浸在辐射中，这是一个重大的生物危害。

博科园-科学科普｜ 文：Elizabeth Howell/Space