本文来自微信公众号：瞻云（ID：zhanyun2028），作者：瞻云，题图来自：《2012》

如果50亿年后，衰老成红巨星的太阳没有吞噬地球，地球的自转，最终也会停下来，只不过时间会相当漫长。

宇宙中任何星体都会旋转，它们的动力来源于形成之初，引力势能的转化：

一颗正在形成的恒星，图源：Giphy

无论恒星也好，还是行星也罢，都是由星际物质，汇聚形成的。

只不过恒星的物质来源，是氢气为主的星云。

行星的物质来源是星际尘埃，而星际尘埃的主要物质是超新星爆发所产生的物质：铁、氧、镁、硅，甚至比铁更重的元素，以及化合物。

这些原始物质，分散在星空中，在引力作用下汇聚。

在汇聚成的过程中，星际物质互相碰撞，速度叠加、方向叠加，最终形成整体的逆时针或者顺时针旋转。

旋转的物质结合，最终形成一颗不停旋转的星球：

太阳自转周期约25天，由于是气态的，各部分自转速度不同，图源：Giphy

如果是一颗孤立的星球，当星际物质结合成星体后，符合能量守恒，满足：引力势能=动能+势能转化的热能。

热能除了引力提供外，还有核能提供：恒星的核聚变，行星内核的重核衰变。

从等式可以看出，对于一个孤立星球来说，无论如何形成，它的自转动能，永远低于它的重力结合能：

旋转体的动能公式为：

J 为转动惯量，实心球的转动惯量为：

其中地球质量 M=5.965×10²⁴kg ，半径 R=6371km ，角速度 w=2π/86400。

地球动能大约为：

这个能量是很庞大的，人类当前能源利用功率为2×10¹³ W，按照这个功率，人类需要4亿年的时间，消耗的总能量才能相当于地球自转的动能。

现实中运动的物体会停下来是因为摩擦。

那么星体在宇宙中旋转，是否会因为摩擦减速呢？

当然是存在的，因为真空不空。

就拿我们整个太阳系来说，我们处在本星际云之中。

图源：Wikipedia

太阳在4.4~15万年前进入本星际云，大约1~2万年之后就会离开。

即便离开了本星际云，也还处在本星系泡之中：

图源：百度百科

本星际云密度0.26个原子/cm³，本星际泡密度0.1个原子/cm³。

而1克的水，就有3.344×10²²个原子。

也就是说，地球与星际物质即便存在摩擦损耗，能量损耗的比率也至少低于1/10²³。

即便按照每秒损失这么多的能量比，那么地球要停止下来的时间是3000万亿年。

这个时间远远超过当前宇宙寿命的20万倍。对于地球形成到现在，短短数十亿年的损耗来说，几乎忽略不计，甚至还没有地球大气散逸带走的能量更多。

而地球经常受到陨石、小行星的撞击，带来的能量可能比这种方式散失得更多。

但是，地球的速度，其实相比起45亿年前，已经慢了很多。

刚刚形成的时候，一昼夜只需要数个小时。哪怕5亿年前的寒武纪，一天也只有21个小时。

既然之前已经说了，地球与太空摩擦损失的能量很少，地球又是如何变慢的呢？主要在于月球的影响。

提到月球的影响，就不得不说月球形成的过程。

45亿年前，星际尘埃汇聚无数的陨石，陨石撞击、汇聚形成众多的小行星。小行星再互相撞击，形成更大的行星，太阳系最初形成的行星很多，原始的地球只是其中一颗。

一颗叫做忒伊亚的行星撞击了原始地球：

图源：BBC纪录片《我们真的需要月亮吗》

撞击后，地球和月球形成。

月球形成曾有诸多学说，现在撞击说已是主流，NASA和BBC做的视频或纪录片，都是直接采用撞击说。

一开始月球距离我们只有2.25万公里，只有现在38.4万公里的1/17。

当时看到的月球，也比现在大很多：

图源：BBC纪录片《我们真的需要月亮吗》

地球对月球的引力，是现在的290倍。

地球锁住月球（月球公转周期=自转周期）：

图源：BBC纪录片《我们真的需要月亮吗》

地表形成的潮汐力是现今的5000倍。

地表大多数是液体的水，水被月球吸引，从而形成潮汐作用。

海水跟着月球，与地球自转出现相对运动：

地球变慢的关键就是潮汐力。

地球自转动能的降低，主要在于两个方面：

1. 潮汐力带来地表物质相对速度的不同，形成摩擦，动能转变成热能。

2. 潮汐力把月球一步步推得更远，地月系统的动能，部分转变成了月球的引力势能。

当然，在月球的作用下，地球的自转是不可能停下来的。

因为地球的自转速度远远快于月球的公转，当地球自转降低足够低的时候，月球已经足够远。由于月球动能损失并不大，此时地球的引力将不足以吸引月球，月球将永远离开地球。

不过，这个时间可能至少100亿年以上。

但无论怎么样，依靠潮汐力，不可能让地球停止自转的。

那么，太阳对地球形成的潮汐力，是否可能锁定地球，让地球自转停下来呢？

这样的状态下，其实就是地球的自转角速度变得和公转一模一样。

金星公转周期224.7天，而自转因为大气潮汐效应，朝相反方向自转，周期243天，金星在未来，或成为被太阳最早潮汐锁定的行星。

但地球要被太阳锁定却并不那么容易，因为地球自转很快，一年365个周期。

地球现今的自转动能，相对于锁定时的自转动能，高出10万倍。

在太阳引力下，地球自转变慢，同样在于潮汐作用下，地层内部摩擦动能转化成热能。而热能是会通过热辐射，释放进入宇宙的。

根据地球半径、地日的距离关系来看，在某一刻，地球正对太阳和背对太阳的两面，受到的引力差，大约只有地球受到太阳引力的1/10¹⁴。

太阳对地球引力的平均值为：3.5739×10²²N。

引力差的数量级为10⁸N，考虑地球自转和锁定自转速度差，功率数量级为10¹¹W。

预估地球被太阳潮汐锁定的时间，至少500~1000亿年。

图源：YouTube@WhatIfScienceShow

由此也可以看出，虽然地球变慢的主要因素来自月球，但太阳至少也有10%的功劳。

月球对地球的潮汐力大约是太阳对地球的6倍左右。

但无论月球远离，还是地球停止自转（实际因为潮汐锁定，自转=公转周期，人的感官为自转停止），这个时间都相当漫长。

极有可能永远都等不到那一天。

100亿年后太阳主序星历程结束，化作红巨星，膨胀250倍，那时的半径正好差不多一个天文单位（地日距离），大概率会吞没地球。即便不吞没，也足以汽化地球了。

又过100亿年后，这里或许会形成的新的“太阳”。

原来组成地球的星际尘埃，或许会形成新的“地球”。

旋转，依旧永不停息……直到再次毁灭，继续轮回。

本文来自微信公众号：瞻云（ID：zhanyun2028），作者：瞻云