长久以前,我曾邂逅一篇文章,其核心观点我仍记忆犹新:考古学家、生物学家及地质学家联合研究指出,早期的地球上,一天的时长与今日相比显著缩短,大约仅相当于现今的15至18小时左右。
我们都知道,地球一天的时长取决于其自转的角速度。这篇文章提出,自地球诞生以来,其自转速度逐渐减缓,角速度(弧度/秒)一直在缓慢降低。
我虽不具备考古学、动物学及地质学方面的知识,无法从专业角度评判这一观点的正确性。凭借我的物理及力学知识,我尝试分析其合理性...
让我们从简探讨。动量是质量与速度的乘积,而动量矩则是动量与某定点的垂直距离的乘积。质点动量矩定理阐述了质点动量对某点的矩随时间的变化关系。对于质点系,其动量矩的守恒性则与外力有关。
地球可视为一个转动的刚体。若其不受外太空大质量的斜撞击(撞击矢量不经过地轴),则地球自转的动量矩将保持守恒。
显然,地球质量随时间不断增长。由于引力作用,陨石、彗星等太空尘埃不断撞击地球大气层,虽单次质量微小,但长时间累积的影响不容忽视。
至于地球是否受到过外来大质量的斜撞击,目前尚无定论。但即使发生撞击,具体时间和对地球自转速度的影响程度都是未知之谜。
由经典力学的动量概念出发,我们可以推导出这样一个观点:地球的自转速度确实在逐渐减缓。
现今人们所认知的“秒”(s)并非一成不变。为了维持当今的秒长,人们借助了化学性质稳定的元素铯133来定义。这使得地球时间出现了“双轨制”,一种是天文时间,另一种是原子钟时间。
原子钟的可靠性虽高,但其本身也受限于其振动的“周期”中包含的秒长定义。物理中“频率”的定义与时间紧密相关。
在人类文明出现之前的岁月里,地球时间有着不同的定义和形式。而今的两种秒长则代表了时间的“今生”。
我们认识到人类虽定义了时间,却无法时间的流逝。地球质量的变化会逐渐改变时间计量方式。而无论是人类还是外来物质,都是物质世界的组成部分。逻辑上来说,物质决定着时间的本质。
外太空物质进入地球受到万有引力的作用,而引力与物质的质量紧密相关。我们仿佛被困在一座由质量、引力、时间、空间构成的复杂迷宫之中。