地球自转了45亿年还没停，难道地球是永动机？

首先要明确一点：地球绝不是永动机，因为永动机违背了能量守恒定律，仅仅是不切实际的妄想。

实际上，地球自转的动力主要源于四个关键方面：万有引力作为根源，娘胎里带来的先天性因素，后天环境的塑造，以及惯性运动的结果。

三百多年前，牛顿发现了万有引力定律，如同为人类打开了一扇窥探宇宙奥秘的窗户，揭示出世间万物皆受万有引力的制约。在广袤的宇宙中，所有天体的运行都在万有引力的支配下有条不紊地进行，而恒星和行星等天体，也是在这股强大力量的作用下诞生的。

一切天体的起源都可以追溯到宇宙尘埃，也就是星际云，或者称为星云。

星云大致可分为两类，一类是最古老的处女原始星云，另一类是经历过一次或多次超新星大爆炸后飘散到太空的再生星云。原始星云诞生于宇宙大爆炸之后，相对较为纯净，主要由最轻的元素氢和氦，以及少量的锂组成。而再生星云由于恒星核聚变和超新星大爆炸的影响，成分变得复杂多样，虽然仍以氢氦为主，但已经包含了 1% 至 2% 的已知 116 种从轻到重的元素。

在太空中，星际尘埃原本分布稀薄，但范围极为广阔，通常可达数光年。在万有引力的作用下，这些尘埃会逐渐聚集，而超新星大爆炸等宇宙事件会加速这一聚集过程。任何恒星的诞生，都是星云在万有引力的牵引下不断收缩的结果。最终，在星云的核心形成一颗或多颗恒星，剩余的物质则聚集形成行星等天体。我们所处的太阳系便是如此形成的，它是一个单恒星系统，中心仅有太阳这一颗恒星。

在每个恒星系统中，恒星都占据了系统绝大部分的质量。以太阳系为例，太阳的质量占据了整个太阳系质量的 99.86%，剩余的 0.14% 的碎渣残气则形成了八大行星、几百颗卫星、若干矮行星以及无数的小行星等天体。

地球的自转起源于恒星系统的形成过程，可以说是 “娘胎” 里带来的。简单来说，恒星和行星的 “娘胎” 都是星云，而它们的自转和公转则源于形成过程中的角动量继承，这是一种先天性的特征。

在恒星系统的形成过程中，星云在万有引力的作用下不断收缩。在这个收缩过程中，尤其是在后期的迅速坍缩阶段，由于收缩力的不均匀和不平衡，星云会开始自转，并且随着收缩的进行，自转速度会越来越快。这一过程形成了自转轴、两极和赤道，巨大的离心力在星云的赤道部分甩出一个行星盘，也有人称之为恒星吸积盘，这个盘面就是后来的黄道面。

随着星云核心物质坍缩得越来越紧密，在高温高压的作用下，核心部分激发了核聚变，恒星就此诞生。此时，恒星核心强大的辐射压与星体本身巨大质量产生的收缩压相互抵消，恒星不再收缩，并开始源源不断地向太空辐射能量，这标志着恒星进入了主序星时期。

主序星时期占据了恒星总寿命的 90%，是恒星相对稳定的阶段。以太阳为例，其主序星寿命约为 100 亿年，目前太阳大约 50 亿岁。

太阳形成后，继承了星云的角动量，因此持续自转。与此同时，行星盘也在不断转动，剩余的星云物质和残渣碎块在万有引力的作用下相互碰撞，如同滚雪球一般越聚越大，最终将自身轨道附近的残渣余孽全部聚集在一起，清空了轨道，行星便形成了，地球也是通过这样的过程诞生的。太阳系的八大行星，其公转和自转都继承了行星盘的角动量守恒，公转方向与太阳自转方向一致，自转方向也与公转方向基本一致。

从太阳北极俯瞰，所有行星的公转方向均为逆时针运行，自转方向基本也是围绕各自的自转轴逆时针方向转动。这便是地球自转动力中 “娘胎” 带来的部分。

人类从娘胎里出生，会继承上一辈的基因，拥有一些天生的特性，但在后天环境的影响下，长大后的模样和性格并不完全与父母相同。行星也是如此，虽然它们天生的公转和自转方向具有一致性，但在后天环境中，由于天体碰撞等因素，这种状况会发生改变。

如今，所有行星的自转轴都并非完全垂直，并且有几颗星球的自转和公转方向发生了显著变化。例如，天王星的自转轴倾斜了 97.7°，几乎是躺在轨道上公转；金星的自转方向与其他所有行星相反，且自转周期为 243 天，公转周期为 224.7 天，自转一圈的时间比公转一圈的时间还要长。

研究人员认为，这是因为在行星形成初期，各个行星都受到了不同天体的碰撞。天王星和金星受到的撞击更为强烈，从而改变了它们从 “娘胎” 里带来的自转和公转模式。地球也经历了一次重大的天体碰撞，一颗火星般大小的行星与地球相撞，这次碰撞使得地球的质量增加了约八分之一到九分之一，两颗星球的物质融合还诞生了月球，同时地球的自转轴倾斜了 23.44°，由此产生了四季更替。

由于太空中几乎不存在阻力，天体一旦形成运动状态，就会在惯性的作用下持续运动下去。惯性，按照标准解释，是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。简单来说，任何物体，无论是一个人、一块石头、一架飞机，还是一颗星球，都具有保持其原有运动状态的属性，这就是物体的 “惰性”。

惯性的大小只与物体的质量成正比。

要改变物体的惯性运动状态，必须施加外力，否则物体将一直保持原有的运动状态。地球自从继承了 “娘胎” 里带来的角动量，就一直以固定的速度匀速运动着。在没有阻力和外力的情况下，地球会一直保持这种运动状态。

然而，太阳的引力作为一种强大的外力，改变了地球的运行姿态。太阳的巨大引力试图将地球拉向自身，而地球则努力挣脱，向前奔跑。地球的奔跑速度恰好与太阳引力的拉扯力相互抵消，使得地球既无法逃脱太阳的引力束缚，太阳也无法将地球完全拉过去，于是地球的运行形成了一个近似圆形的轨道，这就是地球的公转轨道。

为什么所有行星的公转速度都恰好能与太阳引力相抵消呢？这仍然要追溯到行星盘的形成过程。太阳系刚刚形成时，地球距离太阳更近，因此自转速度和公转速度都更快，只有这样才能抵消太阳引力。

如今，地球还有逐渐远离太阳的趋势，这背后存在着复杂的机制。有一种观点认为，太阳风的吹拂以及太阳引力逐渐变小的趋势，导致地球逐步远离太阳。因此，地球未来的公转速度和自转速度会越来越慢，不过这种变化非常缓慢。科学研究表明，地球自转大约每 100 年慢 1.6 毫秒。

由于 1 秒等于 1000 毫秒，所以大约需要 62500 年地球自转才会慢 1 秒。照此计算，10 亿年后，地球自转一年就会慢 16000 秒，约合 4.44 个小时。虽然目前看来这种变化似乎并不明显，但有研究认为，10 亿年后地球的自转和公转都会发生较大变化，不过这已经超出了我们当前讨论的范畴。