地球最初自转一周为0.37小时

江发世

1、太阳系

太阳系是由行星、彗星等天体绕中心星球太阳所组成的绕转运动组合体。

在太阳系中有系中系，如行星和卫星所组成的行星系，卫星和绕其转动的子卫星所组成的卫星系，等等。太阳系是一个年老的、规则的、中心式的椭圆星系。

1.1、太阳系的一些特征:

（1）、 星球轨道形状特征

绕太阳公转的星球轨道形状为：近圆形、椭圆形、抛物线形和双曲线形。在太阳系中，水星、金星、地球、火星等，它们的绕太阳公转轨道形状为近圆形，而外围的其它行星公转轨道为椭圆形。太阳系的彗星公转轨道为椭圆形、抛物线形和双曲线形，图1-1是太阳系模式图，图1-2是彗星轨道图。

图1-1 太阳系模式图

图1.2 彗星轨道图

（2）、 星球公转方向特征

绕太阳公转的星球，九颗行星都为逆时针方向公转，而有些彗星如哈雷彗星为顺时针方向绕太阳公转。

（3）、星球自转方向特征

太阳系的金星自转方向为顺时针，它的自转与它的公转方向相反。而其它八颗行星都为逆时针方向自转并同公转方向相同。

（4）、星球分布特征

太阳系的九颗行星公转轨道面都在太阳赤阳面两侧附近，而彗星的公转轨道面从太阳两极到太阳赤道各纬度都有分布。图1-3是彗星轨道倾角即在太阳周围不同纬度的分布图。

图1-3 彗星在太阳周围分布图

（5）、星球运动姿势特征

地球是倾斜在轨道上自转，天王星是躺着在轨道上自转，其它几颗星球为直立或倾斜在轨道上自转。

（6）、太阳系内星系特征

由彗星和行星绕太阳旋转所形成的太阳系的上述五个特征，对于由卫星绕行星旋转所形成的行星系来说基本相同。

1.2、模拟试验

一个太阳系成因理论或叫假说不仅能解释太阳系的特征，而且也能解释行星系和其它星系的特征。

为了研究太阳系的成因和解释太阳系的特征，用一块磁铁和一个小铁球，做以下试验：

1.2.1、 试验一

小铁球用线吊起来挂在空中不动，将用线吊着的磁铁块和小铁球在一个水平面上，磁铁块在小铁球的西面，由北向南运动，如图1-4。

图1-4 磁铁快从铁球西侧运动示意图

试验结果如下(见图1-5)：

当两者相距适当的运动距离，如果磁铁块运动速度慢，在靠近小铁球时，小铁球就被磁铁块吸了去(图1-5A)；当磁铁块以适当的速度运行时，小铁球就会沿着一个近圆形轨迹绕磁铁块转动(图1-5B)；当磁铁块以较快的速度从小铁球一侧通过时，小铁球就是一个抛物线弧形或双曲线弧形从磁铁块一侧运动过去（图1-5C）。同时小铁球也产生如图E方向的自传。

图 1-5 试验一结果示意图

1.2.2、试验二

如同试验一，不同的是：让磁铁块在小铁球的东侧由南向北运动，如图1-6。

图1-6 磁铁快从铁球东侧运动示意图

试验结果如下：

公转和自传方向就完全反向了。

1.2.3、试验三

如同试验一，不同的是，让小铁球沿F方向自传，然后磁铁块在小铁球西侧由北向南运动，如图1-7。

图 1-7 试验三模拟试验结果示意图

试验结果如下：

小铁球仍然沿F方向转动，只是自传速度变慢了。

1.3、太阳系起源

太阳从宇宙中捕获行星、彗星产生绕转运动组合体，形成太阳系。

1.3.1、 绕太阳公转轨道形状的成因

太阳系成员的轨道形状由进入太阳系时的相对速度和相对距离等因素决定。太阳所捕获的行星或彗星其运动速度小了，就“掉”进太阳了；速度正好，其轨道形状为近圆形；其速度大一点，轨道形状为椭圆形；如果速度再大一点，其轨道形状就成为抛物线形或双曲线形。

1.3.2、 太阳各纬度都有星球分布的成因

独立在宇宙中运行的天体，它可以从各个方向和各种角度飞近太阳的身边，这些天体能够从太阳两极处和各纬度及赤道被太阳捕获而成为太阳系的成员。因此在太阳赤道面附近和极处及各纬度都有星球分布。

1.3.3、 行星集中在太阳赤道附近的成因

太阳是一个巨大的引力球，这个引力球是绕轴自转的，自转就会产生离心力。离心力在球的极处最小，在近赤道处离心力大。所以太阳系年龄老的行星在太阳自转离心力场的作用下集中到太阳赤道面附近。

地质力学创始人李四光做了球体离心试验，试验如下：

图1-8是地质力学的模拟实验：在直径20厘米的泡沫塑料球体上，涂16层聚醋酸乙烯乳液，构成厚约3毫米的薄膜，经电动机旋转加力（500转/分），在近球体赤道附近，于试料上形成一系列近东西向的褶曲。地质力学所作的上述模拟试验完全证明，所有旋转球体都会产生自两极向赤道方向的离心力，其表面物质也将在离心力作用下产生变化。

图1-8 地质力学的模拟试验

1.3.4、 星球直立、倾斜和躺在轨道运行的成因

在太阳系中，在轨道上直立自转的行星，它们就是在太阳赤道面被太阳捕获的。倾斜在轨道上自转的行星，是在太阳相应的纬度处被太阳捕获的，后来在太阳离心力场的作用下运行到了现在的位置。横躺在轨道上自转的天王星，是在太阳极处被太阳捕获的，以后在太阳引力场的离心力作用下来到了太阳赤道面附近。

1.3.5、 星球公转反向（如哈雷彗星）的成因

同向公轨的太阳系天体，它们是在同一侧被太阳捕获的。公转反向运行的天体，是在太阳的另一侧被太阳捕获的。

1.3.6、 星球自转反向的成因

自转反向的金星，说明它在被太阳捕获之前就已是顺时针方向自转着的。当它被太阳捕获时，所产生的潮汐扭动力小于原来已有的自转力。所以金星仍然保存原来的自转方向，只不过是自转速度已变的特别慢，自转周期特长。

1.3.7、 行星系的成因

行星周围的卫星形成过程同太阳系。而且在卫星的周围可能存在子卫星和孙卫星，小行星和彗星的周围都可以有卫星，都可以形成绕转运动组合体即星系，它们的成因和太阳系的成因一样。

在宇宙中，所有星系的成因是相同的。

1.4、 传统太阳系起源学说分类

传统太阳系起源学说为系内成因说，认为绕太阳公转的星球其形成物资来源于太阳系内。这类太阳系起源的学说高达几十家，按照太阳周围星球的物质来源可以将这些学说划分为三个学派：分出说、俘获说、共同形成说。

1.4.1、分出说

也叫灾变说。在这一学派中，有的认为是另外一颗恒星碰到太阳，碰出了物质，这些碰出的物质形成了行星。

有的认为：太阳曾经出现过巨大规模的变动，例如太阳的自转快度变快，由一个恒星分裂为两个恒星，后来因为某种原因，其中一个离开了，离开时所留下的物质形成行星。

有的认为：太阳原来是一对双星，其中一颗子星被另外靠近的一颗大星拉走了或俘获了。在子星被拉走或俘获时所留下来的物质形成了太阳系现在的行星。

也有的认为：太阳的伴星爆发成超新星，留下的物质形成了行星。另外还有的观点认为是太阳自身抛射出来的物质形成了行星。

1.4.2、捕获说

这一学派的共同看法认为是太阳先形成的。太阳形成后捕获了周围的或宇宙空间里的其它星际物质，而由这些物质形成了行星。

1.4.3、共同形成说

形形色色的各类星云说都是属于这一学派。这一学派认为：太阳系是由一个星云形成的。尽管各学者对太阳系内的星球形成和自转及公转有各自的见解，但他们都共同认为太阳系是由一个原始星云逐渐演化而形成的，或者说形成行星的物质来源于太阳或与太阳有关系的其它星球。

2、 地球起源

2.1、地球起源学说

依据地球形成的位置，地球起源分为两大学派：传统学派认为地球是在太阳系内形成的；本文认为地球是在太阳系外形成的。

像太阳系起源一样，认为地球是在太阳系内形成的可划分为三派：分出说也叫灾变说、捕获说、共同形成说也叫星云说。

本文的观点：地球是在太阳系外宇宙空间形成的，在运行到太阳附近时被太阳捕获，成为绕太阳转动的行星，为系外成因说。

2.2、 地球起源与演化

地球起源于太阳系之外的宇宙空间，在46亿（？）年前，地核捕获熔融物质、塑性物质、固态物质、气体和液体形成地球。

在地球演化过程中，发生一些天文与地质事件，将事件的时间段叫做地质时期。

在各地质时期，在与地球相关的宇宙空间及太阳系和地球所发生的大事件，在地球自身、地壳运动、地层、岩石、构造、古生物、古地磁、古冰川、古气候等多方面都留下了记录。

在不同的地质时期，地质作用不同，特征不同。

将地球历史划分为：地球形成时期、地壳形成时期、进入太阳系前时期、进入太阳系时期、地月系形成时期、新生时期，见表2-1。

2.2.1、地球形成时期【始古宙（宇）】

这一时期是由地核俘获宇宙高温熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体开始的，到地表熔融物质凝固形成地球最原始的外壳的一段地质时间。

在距今46亿（？）年前，在太阳系外的宇宙空间，由铁镍物质组成的地核俘获宇宙高温熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体，在地核外形成高温熔融物质巨厚层。

地核与高温熔融物质间形成内过渡层。

地球外表温度降低，熔融物质凝固，形成地球最原始的外壳。

外壳与高温熔融物质间形成外过渡层。高温熔融物质形成液态层。

在这一地质时期，地球形成分层结构，由内向外：地核、内过渡层、液态层、外过渡层、外壳。

在地球表面，由于熔融物质凝固和收缩，形成张裂、沟谷、高山。由于宇宙天体撞击，在地表形成大坑洼地。

2.2.2、地壳形成时期【太古宙（宇）】

这一时期是由地表熔融物质凝固形成地球最原始外壳开始到有沉积岩形成的一段地质时间。

地壳和地球熔融物质凝固形成的外壳是不一样的。

地壳是由火山岩、沉积岩、变质岩和陨石共同组成的地球外壳，是地球经过长期演化后而形成的。

在这一地质时期：

随着温度降低，熔融物质凝固过程中产生的水和俘获的水流动汇聚到张裂沟谷与大坑洼地中，形成地球上最初的水域海洋和湖。产生的气和俘获的大气留在地球表面，形成大气圈。

由于地核俘获宇宙物质的不均，地表各处温度高低不同产生大气流动。

在地壳形成时期，有了水和大气，产生了风化、剥蚀和搬运作用，开始形成沉积岩。

表2-1 地 质 时 期 与 特 征 表

2.2.3、 进入太阳系前时期【元古宙（宇）】

这一时期是地壳已经形成到地球进入太阳系前的一段地质时间。

这是一段没有阳光的地质时期。

在这一段的前期，地壳的风化、剥蚀、搬运和沉积作用强，高山被剥低，在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。

在这一段的后期，地壳活动变弱，地表温度渐渐降低，到了冰点以下，形成全球性的冰川。

在生物界，降落在地球上的原核生物开始复活和繁殖。由于没有阳光，其他降落到地球上的植物和动物处于休眠状态。

2.2.4、 进入太阳系时期【显生宙（宇）】

这一时期是太阳捕获地球，地球进入太阳系成为行星而开始的。地球进入到了有阳光的显生宙时期，是古生代的开始。

地球产生绕太阳的公转和自转。

现在的地球黄道面在太阳赤道面附近，二者夹角很小。地球倾斜在轨道上运行，地轴的倾斜方向与黄道面的夹角为66°34′，即地球的赤道面与黄道面的夹角为23°26′，如图2-1所示。

太阳

图2-1 地球倾斜在轨道上运行示意图

地球是在和太阳赤道面大约23°26′夹角方向运行（如图2-2所示）被太阳捕获，变成绕太阳旋转的行星。

图2-2 地球进入轨道方向示意图

地球如同试验一被太阳俘获，形成公转和自转。形成时，地轴和轨道面是垂直的，地轴和太阳赤道面夹角大约为66°34′。

太阳系和其他星系一样，在星系演化趋势作用下，地球由形成时的轨道面向太阳赤道面方向移动了23°26′，并已移动到太阳赤道面附近（如图2-3所示）。

图2-3 地球由被太阳捕获时轨道面向太阳赤道面演化示意图

在太阳系演化过程中，在无其他天体引力作用情况下，绕转星球的轨道形状不变，自转轴的倾斜方向和倾斜角度不变。

地球由被太阳捕获时，地轴和轨道面是垂直的，和太阳赤道面夹角大约为66°34′。由于地球轨道面向太阳赤道面方向移动了23°26′，因此形成现在的地球赤道面与黄道面夹角为23°26′。

地球被太阳捕获时地轴和轨道面是垂直的，地球两极终年无太阳光照，地球无四季。随着地球轨道面向太阳赤道面演化移动，地轴发生在轨道面上的倾斜，地球有了一年四季变化。

在这一地质时期，地球有了太阳的光照，形成了绕太阳的公转和自转，有了昼夜的变化。

在地球的内部，地核或内球偏向太阳引力的反方向，不在地球中心。

在地壳，由于地球自转形成由两极向赤道的离心力；在太阳引力作用下，由于地球自西向东转动，地壳物质形成自东向西和由两极向赤道方向的运动。形成高山、高原，形成沟谷洼地和平原。

冰川融化。

在生物界，开始爆发式出现即开始复活。

在岩石建造上，出现大量的灰岩。

2.2.5、 地月系形成时期【中生 代（界）】

这一时期是月球被地球捕获形成地月系而开始的，地球进入到了中生代时期。

月球绕地球转动，使地球的引力场、磁场发生了变化。在月球引力所形成的晃动作用下，地球的外球发生了旋转，形成地极和磁极的移动。

在生物界，动物和植物都发生了重大的变异或进化，形成高大的树木和出现大型的动物。

2.2.6、 新生时期【新生代（界）】

这一时期是一颗大彗星撞击地球而开始的（？），地球进入到了新生代时期。

这颗彗星在太阳系裂解（？），形成绕太阳的小行星带。

彗星的组成物即有岩石又有冰和大气。在冰里存在着各种生物。

在这一地质时期，地球增加了水、大气和新的生物物种。

原有的生物发生变异或进化。

地球开始有了高级生物。

3、地球最初自转速度

 40076公里

40076公里/

太阳捕获地球，地球开始有了阳光，地质时期进入显生宙的古生代，

冰川融化，生物界开始爆发式出现即开始复活，在岩石建造上出现大量的灰岩。

从地球最初自转一周0.37小时，经过5.43亿年，地球自转一周为24小时，减慢了：

24小时-0.37小时=23.63小时=83880秒。

减慢速率为：83880秒/543000000年=0.00015秒/年。

地球最初自转一周为0.37小时