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我們都知道,浩瀚的宇宙中有無數的恆星,行星等天體,這些天體有一個共同的特點,那就是它們都在運動,除了圍繞更大質量的事物進行公轉之外,還在不停進行著自轉。
地球是一顆行星,它圍繞太陽進行公轉的時候,也在進行著自轉,赤道上的自轉線速度達到了每秒465米,這樣的速度在很多人看來已經超過了音速,可是我們生活在地球上,由於有重力的因素並不會感覺到地球在轉動。
地球從誕生那一天起就一直在自轉,到現在已經自轉了46億年,於是很多人就會產生這樣一個疑問:為什麼地球能夠自轉46億年而不停止?它的能量來自於哪裡?相信很多人都想知道這個問題的答案。而站在物理學的角度,世界上是不存在永動機的,曾經有一段時間,研究探索永動機是非常熱門的一個話題,不少的人們都試圖研究出永動機而聞名世界。
可是經過一次次的失敗,很多人意識到,永動機是不可能存在的,到了現在已經很少有人再去研究這個永動機,因為現在一個初中生都知道永動機違反了能量守恆定律,它是不可能存在的東西。
在我們現實世界中,能量守恆定律是自然界基本定律之一,它告訴我們能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而能量的總量保持不變。如果一個物體想要永遠轉動下去,動能和其它能量之間就需要達到完美的平衡,也就是能量不會向其它方向消耗,可事實上,現實中這樣的事情不可能發生,所以真正的永動機也不可能存在。
可是當我們將目光放在宇宙中之後,似乎情況有了一些改變,因為我們看到了永不停止自轉的各類天體,比如地球從誕生到現在已經有46億年,它也自轉了46億年,這種情況是否就是我們一直尋找的永動機呢?如果地球不停自轉是類似永動機的原理,那麼是否違反了能量守恆定律?
要弄明白這個問題,我們還是需要先來搞清楚,地球自轉的能量來源。地球是宇宙的行星天體,而宇宙中的所有的行星都有自轉運動,所以這種自轉運動站在宏觀的宇宙角度,我們追溯到宇宙大爆炸的那一刻。宇宙起始於大爆炸,在爆炸的那一刻,無限的能量推動著時空的展開,物質從無到有,在劇烈的翻騰中擴張膨脹。
宇宙大爆炸產生的巨大能量讓整個宇宙物質都處於運動之中,在宇宙這個大系統之中,能量是守恆的,其它不同類型的能量都能夠轉化為動能,所以物質能夠不停的運動,由它們形成的星雲也是處於不停運動之中。而恆星,行星等天體又誕生於星雲之中,所以它們的形成過程就是一個運動的過程。
從宏觀的宇宙世界我們再走進微觀世界,在微觀世界中,我們會發現粒子都處於運動之中,即使我們在我們眼裡靜止不動的物體,它們微觀世界中的粒了也是處於運動之中。所以在我們眼裡看似不動的物體,它們其實一直都在運動,只是站在一個相對的位置,才讓物體呈現出一種相對的靜止狀態。
另外,世界萬物有引力的存在,而在宇宙中引力的作用表現得更為明顯,天體這間的運動關係都是由引力來決定的,地球圍繞太陽轉就是因為太陽的質量遠大於地球,銀河系中心的質量遠大於恆星,所以恆星也只能圍繞它運動。所以地球的自轉能量來源也有一部分是來自於引力。這個引力有來自太陽的引力,也有來自月球的潮汐力。
當然,以上這些只是我們初步對地球以及其它天體能夠不停自轉能量來源的分析,事實上,它們有可能離最終的真相還差得很遠,畢竟我們對宇宙的認知也非常少,有可能連皮毛也算不上。而且至今我們也搞不清楚宇宙為什麼會有引力的產生。
有科學家認為宇宙的引力產生可能跟暗物質和暗能量有關,暗物質形成了宇宙的薄膜框架,暗能量充斥其中讓宇宙不斷膨脹。如果我們將宇宙看成是一個有著無限彈性球體的話,那麼恆星,行星等天體就相當於附著在這個球體膜上。
天休自重的重量會宇宙這個彈性球體產生了向下凹陷的力量,這樣天體周圍就產生了拉扯力,而這個拉扯力就是引力,它會對周圍空間的物體產生拉扯,也就有了引力的產生。這也是愛因斯坦廣義相對論提出的空間扭曲理論,我們的宇宙就是一個扭曲的空間結構。
看完宇宙天體能夠長久不停自轉下去,又讓我們想到了永動機。如果天體不停自轉的模式相當於一個永動機,那說明永動機似乎也並不是沒有存在的可能。雖然現在的物理學認為永動機是違反能量永恆定律的,是不可能誕生的,但是隨著人類科技的快速發展,未來或許會有新的理論支持永動機的出現。
站在浩瀚的宇宙中,任何不可能的事物都有可能成為可能,永動機只是在現有物理體系之下不可能存在,並不代表不可能在未來的科技中誕生。有可能未來有一天,再次出現一個天才偉大的物理學家,破解了永動機的奧秘,從而研發出類似於天體能夠不停自轉下去的永動機,那將對人類產生無法想像的意義。
當然,想要真正研究出永動機,可不是那麼容易的,也不是短期可以實現的。或許只有當我們真正對宇宙天體自轉的奧秘真正完全破解之後,才有可能實現。我們期待著這一天的到來。
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