太阳直射是自转还是公转的现象（太阳最初自转的秘密）

太阳-公开影像，来源：NASA/SDO

太阳自转并不借助外力。其自转产生的原因是基于它本身的惯性，没有其它任何外力的参与。牛顿提出处于运动状态下的物体趋于保持其原有运动状态，这就是著名的牛顿第一定律，即一切运动中的物体在没有受到力作用的时候，总会由于其自身的惯性而保持原有的运动状态。

例如，在场地上滑行的冰球只有在它撞到障碍物或者受到足够大的摩擦阻力时，才会减速直至停下。如果运动过程中没有诸如摩擦力等外力的延阻，或者运动路线上没有障碍物，那么由于惯性，冰球将永远保持滑行运动。惯性定律只是一种概念性的表述，其更具有普遍性和数量化的观点就是著名的动量守恒定律，即如果一个物体不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。

运动有两种基本形式：直线运动（线性运动）和圆周运动（旋转运动）。不管是哪种运动形式，一切未受外力影响的物体的运动总量是始终守恒。换言之，作直线运动的物体未受外力干扰时会保持直线运动状态，作圆周运动的物体同理。举个例子，如果你让一个玩具陀螺转动起来，那它将保持转动。但最终它在底部摩擦力的作用下停下来，否则它将会永远保持转动。

动量守恒定律同时适用于线性运动和旋转运动。在旋转运动中，这一定律称为角动量守恒定律，它是太阳自转的原因所在。由于太空中零阻力的真空环境以及太阳未受任何天体的干扰，因此没有什么阻止太阳的运动。因此，太阳在其角动量的作用下保持着自转运动。这一效应并不只在太阳自转中存在，所有的行星、卫星和恒星的自转都是这一原因。

在了解了上面的理论之后，我们可能会有一个新的疑问：那么，是什么导致了太阳最初的自转运动呢？这个问题的答案比之前的复杂多了，但是它同样可以用角动量守恒定律来解释。角动量守恒定律不仅仅阐释了旋转运动的物体具有保持旋转运动的趋势，它同样阐释了一个独立物体只要不受外力影响，即使是发生了外形上的改变，其角动量总和会始终保持不变。物体的角动量等于其旋转的角速度与其惯性力矩之积。惯性力矩阐述了物体中不同的质量分布部分在旋转运动过程中偏离轴心的程度。为保持角动量不变，如果物体的惯性力矩减小（如物体受到挤压），则其旋转速度必然会增大。

在生活中你可能已经见过了这个现象。设想场上有位快速旋转的溜冰选手：当他收缩自己的手臂时，其旋转速度也随之提高；当他伸展自己的手臂时，其旋转速度也随之降低。所有这些现象的发生都是由于物体自身的角动量总和守恒。你也可以亲身体验这一效应。你可以坐在一张旋转办公椅上，双脚离地，并让自己旋转起来。你可以通过调整手和腿的伸展程度来控制自己的旋转速度。这一现象的另一个生活实例发生在是水排进下水道的过程。

由于房间里存在着微小自然的振动，洗澡盆里的水会发生微量的旋转运动。由于其太细微，你无法察觉到它。但当洗澡水排进下水道时，它被挤压成更小的水流。为了保持角动量不变，排进下水道的水会加快旋转速度。而最终水流会形成快速的漩涡排进下水道。（与大众的认识不同的是，水流排进下水道时产生的漩涡运动并不是由于地转偏向力导致的。）

好了，我们现在回到太阳这个话题上。太阳，实际上包括整个太阳系，都形成于一团巨大的星云和尘埃。由于与其它天体存在着随机的万有引力的相互影响，这些云状气体和尘埃开始作细微的旋转运动。统计资料显示，对于任何流体状的星云而言，一点旋转运动都不会发生的情况几乎是不可能的。

它们在重力的影响下不断地塌陷聚缩，最终形成太阳和太阳系中的行星，就像洗澡水排进下水道一样，角运动量守恒的存在使得一大团旋转中的星云和尘埃聚缩成旋转中的体积相对较小的太阳和行星。由于行星和太阳都形成于同一团星云，所有的行星都按照太阳自转的方向绕其公转。

总而言之，太阳保持自转是由于没有外力的阻挠。太阳开始自转是因为它形成于作自转运动的星云和尘埃。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

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