Re: [問卦] 地球自轉

作者: Muscovy (三分熟的鬧鐘)   2018-02-10 18:58:24
※ 引述《Muscovy (三分熟的鬧鐘)》之銘言:
: ※ 引述《yoyodiy (廢文心得文大師)》之銘言:
: : 研究表示 因為地球自轉變慢 所以今年大地震會增加
:
: 我來科科科科科普一下地球的轉動啦...
:
好... 我知道鄉民的抱怨, 我正在反省.
有鄉民抱怨「你給我看了七八頁的東西, 最後跟我說你也不知道!!? 」
聽我說, 事情不是這樣的...
這次我們從「地震神教」說起好了, 它屬於「拜科學教」的分支.
之前提到月球跟太陽讓地球的轉動忽快忽慢, 下面沒有了.
但是物理學家們其實有很多工具箱可以再往下推論幾步.
工具箱裡面裝滿了一堆小招數, 譬如貼著「盪鞦韆」的那一招.
「在 forced oscillation 系統中, 週期性外力所產生的共振效應. 」
嗯, 我感受到殺氣..........不過物理學家真的是這樣講盪鞦韆.
雖然我們不知道地球是怎麼被月亮跟太陽揉捏的.
但我們知道整個週期大概是 18.6 年, wiki 上抄來的.
這個週期也是北極星在天頂抖動一次的時間.
而根據盪鞦韆的理論, 地球自轉加減速大概也是 18.6 年一循環.
地殻受潮汐力壓縮舒張之類的也是 18.6 年一循環.
一個數字都不必算就知道這些事, 物理學的盪鞦韆.
然後, 根據「地球自轉加減速會影響地震發生的頻率」的理論.
再加上盪鞦韆那組工具與裡面的細則...
我們會說, 「地震發生的機率會以 18.6 年的週期週而復始. 」
還有, 機率週期也可以是 18.6 年的 1/2, 1/3, 1/4, ..., 1/n 倍.
或者是 18.6 年的 2, 3, 4, ..., 99, 100, ..., n 倍.
兩種故事的角度不一樣, 不過都可以誕生許多玄奧無比的神教教義.
哇靠, 18.6/100, 18.6/99, ..., 18.6, 18.6x2, ..., 18.6x100.
這不是什麼週期都包了嗎!!? 噓, 小聲點, 這個小秘密只跟你說.
總之我們可以開始找, 看看每 18.6 年會不會發生什麼大地震...
或者存在其他規律, 譬如地震頻繁, 火山爆發等等, 18.6 年的循環.
這個 18.6 年既跟月球有關, 也跟太陽有關.
雖然那是物理定律, 我們倒也可以不要說得那麼物理.
用一些比較和藹可親的說法好了, 譬如下面這個就不錯............
「當月昇在東方太白之處, 太陽位於白羊宮的時候, 容易發生地震. 」
或者跟北極星比較熟也可以, 反正天空中的星星都可以用.
好, 這背後是有物理定律保證的, 我只是包裝了一下.
聽起來怪怪的對不對!?
不過聽到這已經來不及了, 現在萬事俱備, 「地震神教」開張!!
上面還掛一個歡迎踢館的銅牌.
教主的準備工作就是明目張膽開個網站, 明目張膽做幾個表格.
明目張膽地把全世界的地震秀出來, 明目張膽地用 18.6 年分群.
最後明目張膽地把月昇在哪裡, 太陽在哪裡都畫上去.
我跟你說, 越認真踢館的人越有可能成為地震神教的教徒.
因為不管怎麼左看右看, 地震的分佈, 就是跟教主的說法超接近的.
請 AlphaGO 來, 說不定它還比你早受洗.
好, 暫停在這裡... 往回捲, 問題出在哪??
其中有個很關鍵的戲法.
盪鞦韆的工具旁邊有一箱精密儀器, 上面寫著「傅立葉變換」.
這箱儀器有個超級厲害的功用...
你只要能把一樣東西量化, 寫成數字.
它就可以幫你把這樣東西跟隨便別的東西之間找出奇妙的規律.
譬如你的體重變化跟一百年來全球小麥年產量.
傅立葉變換有很多兄弟姊妹, 甚至數學家還能教你如何創造一個.
所以地震神教的教主不怕你來踢館.
以物理學家的說法是, 「基底是他選的, 你當然只會做出他的結果. 」
但是戲法並不是關鍵, 因為除了教主, 每個物理學家也都這樣用.
讓我們再重看一遍地震神教.
如果鄉民遇上滿口紫微帝君跟太陽太陰的人來傳地震神教.
這哪還需要考慮............當然把他噓爆啊.
但我大神教來 ptt 佈道一定是跟鄉民講牛頓力學和天體運動.
怎麼辦!!?
關於傳教的問題, 我也沒答案.
不過神教立派的基礎, 我倒是知道歪了什麼主樑.
簡單地說就是「這傢伙故事沒講完就來立教了... 」
物理學家不會停在地震神教的階段, 而是會繼續找答案.
不過出於科普的目的, 我們趁物理學家找答案的時候來立支教吧.
這一次我們先設個「潮汐支教」, 再設個「日晷支教」.
潮汐支教傳教開頭是這樣的...
「彼時混沌始分, 天地間一聲霹靂, 太清傳下潮汐力之秘. 」
好, 不要暴走, 聽我說, 上篇我們不是才講過潮汐鎖定...
有想過後來月球怎麼了嗎??
我先講個會讓半個鄉民(平均)吃一驚的東西.
潮汐鎖定之後, 月球現在還是有外力矩, 時時刻刻要改變角動量.
但是............它不是不轉了嗎!?? 這就是神教玄奧所在.
月球仍然有公轉跟自轉, 只是週期恰好一致.
月球藏角動量的方法就多了一點限制, 叫做軌道與自旋耦合.
地球還是可以改變月球的角動量, 不過必須同時改變公轉和自轉.
改變的時候, 月球公轉軌道面會傾斜一點, 自轉軸也會歪一點.
兩者合在一起剛好滿足地球潮汐力所施加的外力矩.
夠厲害吧, 潮汐支教, 一個算式都沒寫就知道這些事.
我還可以跟你講, 這個東西也出現在氫原子裡面.
氫原子感受到微弱的外力矩的時候, 也會改變角動量.
它改變的方法跟月球幾乎一樣... 只是多了一些量子化的條件.
這個也叫做「電子軌域與自旋角動量耦合」, 多氣派.
總之月球跟地球那麼大, 它的秉性跟宇宙中最小的原子相同.
鄉民們會不會覺得物理學本質上也跟神棍學挺像的...
不過潮汐支教的願景比本教廣大.
地球上跟潮汐有關的現象頗多, 不再是難以捉摸的潮汐力.
光是「滿潮的時間比月過中天要晚」就可以開設潮汐支教分壇.
教義宗旨是「太平洋平均月潮延遲時間與地震關聯」.
保證數據漂漂亮亮, 抓不出毛病的...
支教的問題是分而信之, 各支教比較小眾, 沒有原初教派那麼通殺.
然而請幾條公款, 太平洋上廣設潮汐偵測器還是挺有機會.
另外也譬如說, 到底是不是海洋的潮汐摩擦讓地球越轉越慢?
我也不............好好好, 我大概知道怎麼分析.
潮汐力不只作用在水, 也同時作用在不知道比水重了幾萬倍的地函.
而且看起來岩漿比水跟容易有內磨擦, 因為岩漿比較像膠水.
海水感受得到的潮汐作用, 整個地球也都感受得到.
既然岩漿的量比水大很多倍, 拖累地球的效應也比水強.
那樣說海水摩擦會讓地球變慢......又為什麼不是岩漿咧!?
對嘛, 不把這個矛盾解釋清楚, 不就是另一個潮汐支教??
把它釘死在十字架上放火燒掉還算客氣的!!
不過抱歉, 我只敢跟鄉民們這樣講, 日常生活我很和氣.
所以「我也不知道」啊, 懂了吧.
這裡就是科學跟宗教很難區分的例子.
如果原文寫做 tidal friction 的, 通常會有正確的物理學觀.
但是翻譯成潮汐摩擦之後再擅自闡釋為海洋的潮汐, 就......
那個 tidal friction 比較好的翻譯是: 呈現潮汐週期的摩擦.
然後, 月亮的故事都被那群傢伙用完了怎麼辦?!還有太陽啊.
儘管月球對地球的潮汐力比較大, 影響地球自轉的程度大於太陽.
但是地球自轉所呈現的現象, 是晝夜長短的變化.
我們說這叫「日晷支教」.
前一陣子不是有「地球自轉有個六年週期的減速度」.
不要誤會, 我不是說那個記者會就叫做宗教...
但是各位要知道, 六年週期剛好是地震神教立教根基 18.6 年的 1/3.
這對物理學家來說是個危險訊號.
因為辛苦三五年的研究, 最終說不定是某個已知現象的微小共振.
現代文明並不會因此把整個團隊吊死, 不過這類結果挺雞肋的.
盡責的物理學家會鼻子摸摸, 繼續往下分析.
譬如為什麼是三倍頻率, 加減速與外力週期的相位落差又是多少.
在一個球體上如何分配這些重力才會有類似的效應... 等等.
自甘墮落的就來開宗立派啦.
「我跟你說, 地球自轉每六年會減慢一次.
那段自轉減速之後, 接下來一兩年會很容易發生大地震.
上一次大地震是 2011 年的日本, 有印象吧... 」
人家還有國際期刊佐證, 信或不信... ??
鄉民拿國際期刊跟公開資料回來自行驗算又如何.
驗算完一定是正確的, 然後拿香去拜嗎!?這我就真的不知道了.
最後八卦一個跟轉動有關的恐怖大魔王.
「對於轉動而言, 有個很特別的, 不轉動的靜止座標系. 」
短短這句話, 不曉得殺害了多少個投入廣義相對論的頂尖物理學家.
連廣義相對論教主愛因斯坦都落得魂飛魄散.
但是我比較孬, 不敢科普這段, 八卦一下就好.
對了, 人類到現在還是不太了解轉動.
計算不是問題, 但是分析的工具還是很有限.
十七世紀歐拉大師就創立轉動系統的分析原則.
到了兩百年後的 1985 年, 人類還在發現轉動分析的新觀點.
https://www.youtube.com/watch?v=r-TnCMZF3fA
蘇聯太空人, 十秒鐘的影片就在物理學青史留名.
這也挺八卦的不是嗎!?
好啦... 所以地球自轉變速會不會導致地震頻發?
不要管這個了, 你有沒有聽過安麗.
作者: PhySeraph (電梯王力宏)   2018-02-10 19:06:00
有些人程度就那樣 這麼認真幹嘛 明明淺顯易懂啊
作者: keepthink (呆八)   2018-02-10 19:09:00
好好...好難懂啊...
作者: Muscovy (三分熟的鬧鐘)   2018-02-10 19:15:00
沒關係啦, 掰一些科普文章是我的樂趣啊...
作者: wasd5020 (小魯)   2018-02-10 19:18:00
快推一下 我文組也看得懂
作者: summerleaves (內湖全聯先生)   2018-02-10 19:19:00
快推啊 以免人家說我看不懂算動力學 再轉換個座標系 真的只有想死而已
作者: seeback (當兵是國家大事)   2018-02-10 19:24:00
請受小弟一拜,我信了!

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