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因一顆螺母異常的轉動,蘇聯懷疑世界會因此毀滅,為此保密了10年

delightW11 2022/08/06

1985年6月6日前蘇聯發射「聯盟T-13」,載著兩位太空人: 弗拉基米爾·賈尼別科夫和維克托·薩維尼赫,匆匆忙忙地去拯救前蘇聯的空間站「禮炮七號」,生怕美國捷足先登。此時這個空間站的電力系統幾乎崩潰,癱瘓了很長一段時間。

聯盟T-13不僅完成了搶修任務,太空人 賈尼別科夫還發現了一個神奇現象。這個神奇的現象可是把前蘇聯給嚇壞了,他們還刻意嚴守這個秘密近10年的時間,據說這是因為當時前蘇聯當局認為這個現象蘊藏著毀滅地球的秘密。

那麼, 賈尼別科夫到底發現了什麼??

賈尼別科夫效應

賈尼別科夫在太空執行任務時,發現在太空的微重力環境之下, 蝶形螺母會週期性地翻轉,具體來說就是,蝶形螺母繞著自身的一條主軸旋轉,它的主軸是不穩定的,會發生180度的週期性翻轉。

這個現象也被稱為: 賈尼別科夫效應

那這個現象看起來平平無奇,憑什麼說它蘊含著毀滅地球的秘密?

一個物體沒有受到外力影響,竟然就會自己翻轉,這其實是有點反常的。試想一下,如果地球也會像蝶形螺母這樣進行週期性的翻轉,那對于整個地球上的生物無異于滅頂之災。不僅如此,一直以來就有一種觀點認為,地磁場的翻轉會導致生物大滅絕。比如,在《科學》雜誌上就曾經發表過一項研究:地磁場的翻轉過程中,磁場會逐漸變弱,臭氧逐漸減少,從而引發全球氣候劇變,加快物種滅絕速率。而根據一些科學家的研究,每隔10~100萬年,地磁場就會發生一次完全的南北極倒轉。

于是,前蘇聯的科學家就把地磁場的翻轉與賈尼別科夫效應關聯到了一起,他們認為正是因為存在賈尼別科夫效應,導致地球的週期性反轉,從而導致了地磁場的翻轉,以至于毀滅世界。這看起來很有道理的樣子,那是不是真的就意味著地球末日要臨近了?

實際上,並非如此。

真相到底是什麼?

雖然他們一直在嚴守這個秘密,但是,六年後的1991年,專業的研究團隊獨立研究這個問題,並且發表了一篇論文,在論文中還給出了非常詳盡的解釋。不僅如此,早在150多年前,就已經有人在研究這個問題了,這個問題也被稱為: 網球拍定理。那究竟該如何解釋呢?

一般來說,一個物體(剛體)可以繞著三個不同的主軸旋轉,賈尼別科夫發現蝶形螺母的週期性翻轉就是沿著三條轉軸在旋轉,其實我們也可以把這個蝶形螺母看成是一個網球。網球拍的三條主軸分別如下圖所示:

如果我們沿著三條主軸向空中拋擲網球拍,其中兩種都會老老實實地翻轉,比較規則,拍面不會發生變化,而我們還會發現有一種的拍面是會反轉的。

這就很奇怪了,為何最後會出現這種問題呢?

這就要引入一個新的概念「轉動慣量」。所謂轉動慣量就是指:

衡量旋轉運動的物體由靜止狀態變為旋轉狀態或者由旋轉狀態變為靜止狀態的難易程度的物理量。

在1991年的論文中就寫到,網球拍繞著不同的主軸旋轉,轉動慣量是不同的,而繞著轉動慣量第二大的主軸旋轉是不穩定的,就會出現賈尼別科夫發現的那種情況,對應到拋擲網球拍就是繞著下圖這種情況旋轉在。

也就是說,繞著轉動慣量最大或者最小的主軸轉動是不會出現這種問題的。

地球上有還有岩石、內部有液態的岩漿等物質, 這就使得地球只能繞著轉動慣量最大的主軸旋轉,這也符合物理學定律中的最小能量原理。同時,由于地球上還有一個月球的存在,月球還能通過引力穩定住地球的自轉軸。

所以,地球壓根不會發生那樣的翻轉,也就是說,地球的地磁場翻轉也和賈尼別科夫效應無關。


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