傳統(tǒng)的觀點認為,太陽和行星皆形成于一團巨大的原始旋轉(zhuǎn)星云物質(zhì)。當這些原始旋轉(zhuǎn)星云物質(zhì)在自身引力作用下自行收縮時,由于角動量守恒,星云物質(zhì)越收縮,越致密,旋轉(zhuǎn)也就越來越快,當星球形成后,星云物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)角動量就變成了尋求的自轉(zhuǎn)角動量。
首先,太陽系起源于一團星云物質(zhì),本身就是一種假說,所以,上述傳統(tǒng)的關(guān)于地球自轉(zhuǎn)起源的解釋也就是不確定的東西。我們不應該把這種解釋視為金科玉律。
其次,這種傳統(tǒng)解釋有許多不能自圓其說的地方。按照這種觀點,原始星云應是按照同一方向以基本相同的角速度旋轉(zhuǎn)的,這樣形成的星球則應該是質(zhì)量越大,其自轉(zhuǎn)速度也越快,太陽系所有的天體應該是朝同一方向公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。然而,太陽系的現(xiàn)狀卻偏偏不是這樣。一是太陽的質(zhì)量約為行星總質(zhì)量的750倍,占整個太陽系質(zhì)量的99%以上,但是它的角動量卻只有全系統(tǒng)的2%,行星的質(zhì)量雖小,其角動量卻很大;二是太陽系絕大多數(shù)天體是按逆時針方向旋轉(zhuǎn)的(包括公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)),但金星和少數(shù)衛(wèi)星卻是按順時針方向旋轉(zhuǎn)的。
正因為傳統(tǒng)的關(guān)于地球自轉(zhuǎn)的解釋有許多漏洞,所以有學者提出了一些新的解釋。
美國有一位天文學家認為,原始行星不自轉(zhuǎn)。太陽對原始行星的吸引使其朝太陽的一邊隆起,凸出來。當原始行星繞太陽公轉(zhuǎn)時,這個隆起部分偏離朝太陽的方向,但是太陽對隆起部分的吸引又把它拉回朝向太陽的方向,這樣就強迫行星自轉(zhuǎn)起來。當然,這位天文學家的解釋也有許多問題,例如,為什么大多數(shù)行星斜著身子按逆時針自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),而金星是按順時針自轉(zhuǎn),天王星是躺著身子自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)?
現(xiàn)代科學研究表明,行星的自轉(zhuǎn)并非一成不變的。最為突出的是我們的地球,其自轉(zhuǎn)有明顯的波動:一年中,8月間地球自轉(zhuǎn)最快,3—4月間自轉(zhuǎn)最慢。在各個世紀和不同的年份自轉(zhuǎn)也不是均勻的,如17世紀地球自轉(zhuǎn)比較快,20世紀30—40年代自轉(zhuǎn)加快,60—70年代自轉(zhuǎn)減慢,到了80—90年代自轉(zhuǎn)又加快。
地球的自轉(zhuǎn)在不斷地變化,這說明有一處原動力在為地球的自轉(zhuǎn)加速和減速。那么,這一原動力是什么呢?
有人說,地球自轉(zhuǎn)變化與南極有關(guān)。南極的巨大冰川,現(xiàn)在正在慢慢融化,也就是說,南極大陸的冰塊在減少,重量正在減輕。這樣,地球失去了平衡,影響了自轉(zhuǎn)速度。但是,這種變化是單向的,它不可能既給地球自轉(zhuǎn)加速,又給自轉(zhuǎn)減速。
有一種令大多數(shù)人信服的解釋是:季風影響地球自轉(zhuǎn)。有科學家計算過,每年由季風從大陸轉(zhuǎn)移到海洋,又從海洋轉(zhuǎn)移到大陸的空氣,重量竟達300萬億噸。這么大重量的物質(zhì)從地球一處轉(zhuǎn)移到另一處,足可以影響地球的重心,改變地球的角動量分布,使地球自轉(zhuǎn)發(fā)生加速或減速變化。