¿Por qué gira la Tierra y seguirá haciéndolo “para siempre”?

Imagine una gran nube, a partir de la cual se forma un sistema solar. Las moléculas se mueven en todo tipo de direcciones. Pero si sumamos todas las velocidades, probablemente no haya un equilibrio perfecto. Probablemente hay una velocidad neta en alguna dirección. Eso proporciona el momento angular del sistema.

El momento angular de un sistema se conserva. Entonces, a medida que la gravedad hace que la nube se condense y se vuelva más pequeña, en realidad debe volverse más rápida para mantener el impulso. La analogía clásica es un patinador sobre hielo. Comienzan a girar con los brazos extendidos. A medida que aprietan los brazos contra su cuerpo, comienzan a girar más rápido, para conservar el impulso. Entonces, a medida que la nube se condensa, esa pequeña velocidad neta se vuelve más y más prominente.

Cuanto más rápido gira el cuerpo, más estable se vuelve sobre el eje que gira. Esto se llama estabilización giroscópica. Entonces, cuanto más pequeña se vuelve la nube, más estable se vuelve su eje de rotación. La mayor parte de la nube se condensará en la estrella, pero pequeños bolsillos se condensarán en los planetas.

A medida que los planetas se condensan, también tienen una parte del impulso del sistema y, a medida que se condensan, lo conservarán, con el mismo eje que el sol. Se puede observar que todos los planetas se ajustan a este modelo, excepto Urano y Venus. Ambos rotan en una dirección diferente a la norma de nuestro sistema. Se cree que esto se debe a colisiones durante su formación que los empujaron en una dirección diferente. Esto se cree particularmente para Urano, que está de su lado. Venus no estamos tan seguros. Es posible que los efectos de las mareas hayan tenido un papel. Las pequeñas desviaciones (como la inclinación de 23.5 grados para la Tierra) también se deben a colisiones. Es posible que la inclinación de la Tierra provenga de la colisión que creó la luna.

Nota al margen. La gente suele decir que la luna hace que el eje de la Tierra sea más estable debido a su impacto en la precesión. Esto es temporalmente cierto. Pero los efectos de las mareas de la luna en realidad están disminuyendo la velocidad de rotación de la Tierra, lo que disminuye su estabilidad giroscópica a largo plazo.

El por qué tiene raíces profundas en la distribución del Big Bang de los gases nebulares, pero la Tierra se está ralentizando (de 8 horas a 24 horas). Y después de mucho tiempo estará bloqueado por el sol durante un día que dura un año.

Ya respondí la pregunta sobre el origen de la rotación. Aquí está el bosquejo de los pensamientos.

No sé si la intención de la pregunta es profundizar en la física, pero la pregunta de 64,000 dólares realmente puede ser el origen del momento angular. La teoría general a veces denominada hipótesis nebular ha existido desde 1755 y explica muchos de los hechos como se muestra en las otras respuestas. Pero siempre hay una curiosidad persistente de dónde vino la rotación original. Aparece después del Big Bang que se arrojó el material no homogéneo que contenía materia ordinaria y oscura y ahora podemos observar eso en la no homogeneidad de la radiación de fondo cósmico (CMB). Una buena analogía puede ser que el universo era un gran campo de béisbol y el Big Bang lanzó las pelotas de béisbol (protogalaxias) en diferentes direcciones. Algunos lugares obtuvieron más algunos lugares menos y ese es el mapa que vemos hoy a medida que se desarrolló a través de 13.7 mil millones de años. Sin embargo, el hecho a menudo menos enfatizado es que el lanzador realmente arrojó bolas curvas, no lanzamientos regulares. Cada bola que salió tenía un poco de giro.

Para aquellos de ustedes que no están demasiado interesados ​​en el béisbol, ¿qué tal un jugador de tenis que está golpeando pelotas en diferentes direcciones pero cada una con un poco de giro superior o inferior? O algo cercano a mi corazón, un jugador de frisbee que está lanzando frisbees en varias direcciones. Los frisbees siempre tienen spin y velocidad.

Hemos mapeado el CMB y hemos creado distribuciones como esta (fondo cósmico de microondas).

Sin embargo, no hemos mapeado el momento angular de esos glóbulos y todavía vemos la distribución de los momentos. Tampoco tenemos una teoría de dónde provienen estos momentos angulares iniciales. Recuerde que una vez que se introduce ese impulso, siempre permanece y puede explicar el resto de la historia. Si se derrumba en una estrella, será una estrella giratoria. Si la estrella deja de girar, transfiere ese impulso a su sistema de planetas. Si una estrella masiva se derrumba en una supernova en un agujero negro, formará un agujero negro giratorio (púlsar) y así sucesivamente. Entonces el momento angular es primo. Y ahí lo tienen, una vez hubo un poco de impulso angular en el gas nebular que creó nuestro sistema solar y que finalmente hizo el acto. Hizo el disco aplanado de los planetas y dio lugar al giro de varios planetas y al campo magnético de la Tierra y sí, eso fue esencial para la Vida …

La energía siempre se conserva. Eso significa que si un objeto es estacionario, permanecerá estacionario, si se mueve, seguirá moviéndose de la misma manera hasta que se aplique cualquier fuerza.

La fuerza cambia la dirección / velocidad del movimiento mientras que el torque cambia el movimiento de rotación. Dado que debido a la gravedad no hay par aplicado, la tierra seguirá girando de la manera que lo está haciendo ahora. Recuerde que para esta rotación no se requiere un suministro adicional de suministro de energía.

En general, vemos que si gira algo y lo deja, se detendrá después de algún tiempo. Esto se debe a la fuerza de fricción entre ese objeto y la tierra / aire que toma energía constantemente y la convierte en calor / sonido. Como no hay fricción externa en la tierra, sigue girando de la misma manera que lo está haciendo ahora.

Pero en realidad la rotación de la Tierra se está desacelerando, no debido a ninguna fricción sino a las fuerzas de marea.
Debido a las fuerzas de marea entre la tierra y la luna, la tierra empujó a la luna más lejos de la tierra y le da más energía a la luna. Esta energía se toma de la rotación de la tierra, por lo tanto, se ralentiza.
Cuando los astrónomos visitaron la luna, dejaron reflectores en la superficie de la luna. con esas distancias de luna se puede medir con precisión. Se ha medido con precisión que cada año la luna se movía 3,7 cm más lejos de la tierra.
Se cree que la luna se formó mucho más cerca de la tierra debido al impacto. en ese momento el período de rotación de la tierra era de aproximadamente 8-9 horas. ahora es de aproximadamente 24 horas.

EDITAR
Alguien me preguntó cómo se inició la rotación, así que aquí está la respuesta.
Si te das cuenta, todos los planetas giran alrededor del sol en la misma dirección, es decir, la dirección en la que el sol gira alrededor de su eje. Todos los planetas, excepto Venus y Urano, también rotan en la misma dirección alrededor de su eje.

Inicialmente había una nube molecular muy grande (tamaño de 100s de AU: la distancia sol-tierra es 1AU). Las moléculas estaban en movimiento aleatorio debido a la temperatura con el movimiento neto girando sobre el eje muy muy lentamente. Debido a la gravedad se derrumbó. La mayor parte de eso (99,2%) se convirtió en sol, mientras que el descanso se convirtió en planetas y asteroides. Como sabemos por la física (conservación del momento angular) debido a la velocidad de colapso o rotación y aumento de la revolución.

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