影响地球自转均匀性之谜

400 多年前，哥白尼根据物体相对运动的道理，靠观测日月星辰东升西没的视运动现象，向“天动地静”的旧观念提出了挑战。但当时哥白尼的学说还只是假说，“是天动还是地动”的争论并未见分晓，是后世的科学家相继提供证据，“假说”才取得最后胜利。

首先，地球本身的椭球体形状，就是它自转运动的证据。作圆周运动的物体具有“离心”的趋势，因此地球上的物质有向赤道方向移动的趋势，所以地球的两极应该扁平，赤道应该突出。这个问题最早由牛顿想到，实测结果证实地球确是椭球体。假若地球停止了自转，赤道附近的海水将大量涌向两极。

再一证据是不同纬度上的重力不一样，极地较大，赤道较小。地球自转线速度随纬度的减低而增大，由此所产生的惯性离心力也随纬度的减低而增大，这样，一部分重力被惯性离心力所抵消。另外，又由于地球是椭球体， 纬度越低，距地心越远，因而重力也越小。极地海平面的重力与赤道海平面的重力两者成 190 与 189 之比，就是说某一物体在极地重量是 190 公斤，拿

到赤道上就是 189 公斤了。

第三个证据是落体扁东。因为当物体从高处降落时，由于惯性，仍保持它原来随地球向东自转时的速度，而高处的速度比低处稍大，物体便沿着抛物线偏东降落。曾有人从矿井口丢下物体，落到 85 米深的井底偏东 11 毫米。

验证地球自转最生动的试验是傅科摆。1851 年，法国物理学家傅科悬吊起一只又长又重的大摆，使其自由摆动，从而让观众清楚地看到地球确实在转动。这是因为单摆如无外力干扰，摆动方向保持不变。设想在北极地区有一只自由摆动着的单摆，地球沿逆时针方向转动，摆仍保持其原来摆动的方向。我们站在单摆下，并不感到地球转动，反而觉得摆按顺时针不断改变方向，每小时可改变 15 度角。在其他地方，摆每小时改变的角度则与其所处地

理纬度的正弦值成正比。例如北京是北纬 40 度，傅科摆每小时改变的角度便

是 9.6 度。

那么，地球是不是均衡地绕着自己的轴在旋转，每 24 小时旋转一周呢？ 多少世纪以来，人们从未对这一点产生过什么怀疑。

可是真没想到，地球“欺骗”了人们，而且“欺骗”了从古以来许许多多天文学家。地球并不是那么老老实实地按照均匀速度自转的，在一年内， 它有时快有时慢，在几十年内，有几年会突然转得快些，而在另一个几年内， 却又慢了下来，好像地球也有高兴和不高兴的时候，高兴的时候，它加快了步伐，不高兴的时候，就走得慢一点。

地球这个怪脾气是怎样被发现的呢？

原来，世界各地的天文台，都有一种走得十分正确的石英钟，这种石英钟放在天文台特设的地下室里，那里一点风、一点声音都不让进去，里面的温度也不让有一点儿变化，以免影响石英钟的正确性。石英钟在清静的地下室里，一心一意、一天又一天地计算着地球自转一周的时间。

天文学家从来没有对石英钟的工作正确性发生什么怀疑。

不料，石英钟却开起玩笑来了。首先是德国波茨坦测地研究所的天文学家发现了这一点。他们发现石英钟在秋天忽然慢了下来。到了冬天的时候又恢复正常；一到春天又突然快起来，而到了夏天却又是走得很正确。

这种变化当然是微小，但习惯跟数字打交道的天文学家，却不肯放过这看来微不足道的变化。他们怀疑起石英钟的工作正确性来。

这种发现，不断从世界各个著名的天文台传了出来。法国的巴黎报时台、美国的华盛顿报时台、英国的格林威治天文台、前苏联的天文台，都发现自己地下室里的石英钟，有不正常的“调皮行为”：秋天走得慢一些，春天走得快一些。

难道世界上所有的石英钟都会产生同样的毛病？不会！于是，天文学家从另一方面去怀疑：不是石英钟在“调皮”，而是我们地球本身在“调皮”， 不是石英钟在秋天走得慢，春天走得快，而是地球在秋天转得快，春天转得慢！

现在已经真相大白，地球的转动是不均匀的！它在八月间转得最快，而在三四月间转得最慢。地球的自转运动不仅在一年中是不均匀的，在许多世纪的过程中也是不均匀的。在最近两千年来，每过 100 年，一昼夜就要加长

0.002 秒钟。而且，每过几十年，地球还会来一个“跳动”，再有几年转得快，有几年又转得慢。

地球为什么会产生这种“调皮行为”呢？

科学家们孜孜不倦地找寻原因，提出许多见解来：

有人认为这与南极有关。南极的巨大冰河，现在正在慢慢融化，就是说， 南极大陆的冰块在减少，南极大陆的重量在减轻。这样，地球失去了平衡， 影响了自转速度。

有人认为与月亮有关。月亮能引起地球上海水的涨落，这种涨落是和地球旋转的方向相反的，这样就使地球的自转速度逐渐变慢。

最新的解释，也是最有趣的解释是：阻碍地球正确运动的是季节风。英国的科学家杰福利斯计算过：每年冬天从海洋吹到大陆上，夏天又从大陆流向海洋的空气（就是风），重量大得难以相信，竟有 300，000，000，000， 000 吨！这么大重量的空气，从一处移到另一处，过一阵儿，又从另一处移回来。这样地球的重心就起了变化，地球的轴发生了变动，结果旋转速度也就时快时慢。

影响地球自转均匀性的原因究竟是什么，天文学家还在探索中⋯⋯