宇宙中的“台球比赛”，“永动”的天体，万物为何都在不停的运动

回答这个问题之前，我们需要想象一场台球比赛。当你的杆击中白球时，有时可能就会看见白球在打转。大多数专家认为，在大约45亿年前行星形成的时候，许多物质团都会碰撞在一起，因此行星获得了最初的动能开始自转。

但为什么它们会朝向同一个方向自转呢？当我们的太阳系只不过是一团气体和尘埃云时，由于附近的一颗超新星的激波反弹，导致了整个系统的不稳定性。当气体尘埃云开始坍缩时，其自身的引力把它拉到了一个扁平的、自转的圆盘上。由于太阳系中的整个天体都是由同一个原始盘面形成的，所以它们的角动量导致几乎所有的东西都向同一个方向自转。（值得注意的是有一个例外，那就是天王星和金星，天王星之所以具有奇特的逆行自转，可能的原因是它形成后不久与小行星有过强烈的撞击。）

我们的行星由于惯性而不断的在自转。在太空的真空中，自转的物体会保持它们的动量和方向——因为没有外力作用来阻止它们的自转。因此，我们太阳系的其他行星——将继续保持现有的自转。

地球的自转，图Dna-webmaster

什么是自转？

自转又可以称为转动，是物体围绕其旋转中心（或点）做一个圆形运动的现象。三维的物体总是可以围绕（一种被称为）旋转轴的无数个虚线自转。如果轴穿过其物体的整个质量中心，就可以可称该物体在自转。如果是物体围绕一个外部点（例如地球围绕太阳）的自转，则可称为公转或轨道自转，这通常是在引力作用下产生的。

天文学上的自转

在天文学中，自转是一种能普遍观察到的现象。如恒星、行星和类似的天体都会在它们各自的轴线上自转。首先我们会通过跟踪它们的目视特征来测量太阳系中行星的转速。其次通过多普勒频移或跟踪其表面活动的特征来测量恒星的自转（如太阳表面的黑子）。

这种自转在地球的参考系中会引起一种离心加速度，从而可以稍微抵消其对赤道附近引力的影响。一种有趣的效应是物体在赤道处（感受）的引力会稍微小一点。另一种效应则是赤道稍微隆起，并导致整个地球的形状不是那么的圆（扁球体）。

进动的运动。图：NASA, Mysid

行星自转也会导致另一种现象，这就是进动现象（岁差）。此现象与陀螺仪类似，行星轴运动过程中，轴线相对于背景星体会出现一定程度的轻微“摆动”，这种现象就是行星轴向进动（我们也叫岁差）。目前，地球的轴向与其轨道平面（黄道）的倾斜度是23.44度，但是这个角度会在数千年中缓慢的变化。

ESO 3.6米望远镜上空的星迹。图：ESO/A.Santerne

自转与公转

虽然自转常常被用作公转的同义词，但在许多领域中，特别是在天文学和与其相关的领域中，公转，通常被称为轨道自转。详细的说，公转就是当一个物体绕另一个物体运动，而自转是指绕一个物体中心轴的运动。卫星绕着行星公转，行星绕着恒星公转（如地球绕着太阳公转），恒星绕着银河系中心缓慢地公转。然而星系各组成部分的运动是非常复杂的，但它们通常有一个公转的分量。

逆行自转

在我们太阳系的大多数行星中，包括地球，其自转方向都与绕着太阳公转的方向相同的。不过有些例外的行星，那就是金星和天王星。天王星相对于它的轨道几乎是躺在黄道面上逆行自转的。目前的推测是，天王星一开始的自转方向与其它行星一样为顺行自转的，但可能在其早期的历史中受到过天体的巨大撞击，因此才变成了今天我们所见的逆行自转。金星逆行自转的原因被认为可能是缓慢地向后旋转（或者“上下倒置”）。另外矮行星冥王星（以前被认为是一颗行星）则为不同于上述情形的异常情况。

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