自然与人-11.3   天体自转的形成经过及其中的规律性

李开乐

    摘要：从实验可得出一种规律性：凡是公转发生自然缓慢的变速运动时，球体的公转动能与自转动能之间就会发生相互转换现象。公转减速则有公转动能转换为自转动能；公转加速又有自转动能重新转换为公转动能。

    在“自然与人-11.1”已经说过，不是用公式推导，而是用实验就可以充分证明天体自转的动能由公转动能转换得来。但是，这种能量转换过程究竟是如何完成的呢？这是关键问题。下面就此做些初步的定性探讨。

    为了弄清问题，我们还是以地球为例，再从头看看它的诞生情况。从“自然与人-10.1”已经知道，地球从太阳诞生出来，然后一直飞行到达远日点的整个过程可以分为两个阶段。第一阶段是地球从太阳母体诞生出来后，飞行速度不久便可被迫加速到最大值。这个过程比较短促，地球的公转动能难以相配合转换为自转动能，所以它几乎无法得到相应的自转速度变化。在此短促时间内，地球主要只完成了将喷射出来的熔液集中在一起，而且收缩成为正圆球形状，并不会自转。第二阶段是地球从飞离太阳的上升速度最大值时开始，直至远日点的整个时间里。这是一个漫长的，缓慢自然减速的飞行过程，该过程中地球都源源不断地把一部分公转动能转换为自转动能。因此，虽然地球在初生的瞬间并不自转，但当它到达自己稳定的公转轨道时就必定是自转的，而且自转方向也与公转方向完全一致。

    从实验我们将可以得出如下的规律性：凡是公转发生自然缓慢的变速运动时，便会使球体本身的公转动能与自转动能之间发生相互转换的现象。公转减速时，部分公转动能转换为自转动能，自转方向与公转方向保持一致；公转加速时，部分自转动能又重新转换为公转动能。

    基于这个道理，对于所有的天体来说，凡是跑得离绕转的中心天体越远，其自转的角速度就会越大。实际上，在太阳系里，离太阳较远的行星一般就自转得快一些，离太阳较近的行星就自转得慢一些，这正体现了这种规律性。当然，天体现有自转角速度的大小也并不仅仅与天体当初飞跑出来的远近有关系，还会与其它因素有关系，尤其与后来各自内在的运动变化差异有关系（后面将对此再做讨论）。因此，行星自转的快慢，与行星公转轨道半径的大小之间的关系，也就逐渐变得不是那么密切了。

    初生的天体跑到了离核球最远点之后，自动进入了椭圆形轨道，然后又回头逐渐加速向着中心天体靠近而跑到了近核点（见“自然与人-10.2”），这当然会使一部分自转动能重新逐渐转换为公转动能。然而，由于离开了母体的子天体暂时再也无法回到核球（对于天体的整个生命史而言只能称为暂时），而仅仅只是往旋转中心靠近一些而已，所以，自转的转动动能也只能是一小部分被反向转换回公转动能。当天体离开近核点再度飞向远核点时，这一小部分被转换掉的自转动能又将会再被转换回来。正因如此，自转现象也就成了绝大多数天体的共有特性了。