我们知道,太阳系的几乎所有天体包括小行星都自转,而且是按照右手定则的规律自转,所有或者说绝大多数天体的公转也都是右手定则。为什么呢?太阳系的前身是一团密云,受某种力量驱使,使它彼此相吸,这个吸积过程,使密度稀的逐渐变大,这就加速吸积过程。原始太阳星云中的质点最初处在混饨状,横冲直闯,逐渐把无序状态变成有序状态,一方面,向心吸积聚变为太阳,另外,就使得这团气体逐渐向扁平状发展,发展的过程中,势能变成动能,最终整个转起来了。开始转时,有这么转的,有那么转的,在某一个方向占上风之后,都变成了一个方向,这个方向就是现在发现的右手定则,也许有其他太阳系是左手定则,但在我们这个太阳系是右手定则。地球自转的能量来源就是由物质势能最后变成动能所致,最终是地球一方面公转,一方面自转。
地球在绕太阳公转的同时,还不停地自转着,月亮和太阳也都在
自转。据天文探测知,太阳系的大行星、小行星,甚至银河系都在自
转。自转是天体的一种十分普遍的现象。
天体为什么会自转呢?有它自身的原因,也有与其他天体互相影
响的原因。天体的自转常和它的起源联系在一起。
地球及其它行星自转的原因,主要是因为它们在形成过程中,周
围的固体块坠落于行星胎上面,坠落的撞击力,引起了地球及各行星
的自转。行星形成的晚期阶段,很大的固体块坠落于行星胎上可能改
变行星胎的自转方向,造成自转轴与公转轴之间出现了一定倾角。
太阳自转是因为整个太阳系是从一个自转着的星云收缩形成的。
星云本来是自转的,由星云形成的太阳当然也会自转,由于太阳的体
积比星云大大缩小,太阳自转比星云自转快得多,而星云是因为自身
中出现了湍涡流造成了自转。
月亮自转原因又不一样。月亮发展早期,表层曾为半熔融状态。
地球的吸引使它向着地球的那一部分略微隆起,就像潮汐那样。地球
对这个隆起的吸引使它逐渐变成老是对着地球,月球自转逐渐变慢,
一直到隆起对着地球为止,因此月球自转一周正好等于地球自转一周,
地球上的人就无法看到月亮的背面了。
首先,在太空中,物质相对而言是比较稀薄的,维系天体的自转所需要的力是比较小的
而在一个星系之中,比如地球,地球在以每小时10万多公里的速度绕日公转,且途中遇到太阳风的侧面推力,使高空产生等离子西风环流,高空西风又推动地面西风和向东涌的洋流,进而推动地球自西向东旋转。
对于其他星体,由于其表面的“空气”相对是比较稀薄的,或者是由于恒星较远,“风”力较小,因此,这种自转,也就会比较慢的。
经典的牛顿力学中最重要的推论之一就是
角动量守恒
转动的物体有一定的角动量,如果物体没有受到外部提供的力矩。那么物体就会保持原先的角动量一直转下去。
通常天体收到的力可以认为只有万有引力(弱相互作用,强相互作用 和 电磁相互作用都太小 可以忽略掉)
考虑天体之间的引力的时候,可以把天体当作质点。作为一个质点,它不会受到力矩的作用。因此角动量守恒。 当然天体不能当做质点情况下(更精细的考虑),多数情况下天体没有角动量守恒,比如地球和月球之间的相互作用,引起潮汐的作用,地球的形状也随着月球转到不同的位置而有所不同。 地球形状的轻微改变和潮汐作用使得地球和月球之间的势能改变(地月距离改变)同时也改变地球的自转。角动量不再守恒(当然在较小的时间尺度下课认为角动量近似守恒)。
万有引力呗,你去看看牛顿的万有引力学说吧