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「永動機」是科學家想像中的造物, 早在1200年,印度就出現了永動機的想法,並且在全世界流傳開來,文藝復興時期,達文西也嘗試過製造一個「永動」的機器,不出意外,他也失敗了,並且指出「永動機」不可能被人類製造出來。
事實證明,達文西的觀點是正確的,知道今天科學家也對永動機沒有任何頭緒,可是在地球之外,廣闊的宇宙中可能存在永動機嗎?例如地球的自轉,太陽的燃燒等等,為什麼可以長達數十億年的時間不停止,地球自轉的動力是從哪裡來的呢?
其實在宇宙中,不存在絕對靜止的星球,也就是說不自轉的行星是不存在的!只要是一顆行星,就會自轉,只不過自轉的速度不同,有些行星快,有些行星慢。如此看來,宇宙中的行星確實都是「永動機」,因為天體的自轉不會停止。那麼從科學的角度來看,為什麼天體可以不斷自轉,真的是永動機嗎?
首先,目前人類的科學無法真正給出答案,關於地球自轉的討論都停留在理論階段,只有幾個假說來給我們解釋,為什麼宇宙中的天體都在運動。或許有人會說,有些行星不是沒有自轉嗎?比如說地球的衛星月球,一直都是一個面對著地球的,在宇宙中也存在很多衛星,看起來都沒有自轉。
其實,月球在自轉,只不過它被地球潮汐鎖定,導致它的自轉周期和圍繞地球的公轉周期一致,看起來就像是沒有自轉一樣。同樣是因為引力的原因,月球圍繞地球公轉,這個時候月球會受到兩種力,「離心力」和「引力」。
因為月球本身的質量不可忽視,在月球圍繞地球自轉的時候,肯定會向著宇宙中產生離心力,可是又被地球的引力拉扯,在兩種力平衡後,月球才有了現在的位置,並且月球也是在這兩種力的拉扯下,圍繞自己的軸心相對於地球轉動的。因此宇宙中的行星都在自轉,或者自轉的速度和公轉相等。
那麼星球自轉的力從那裡來呢?首先,曾經的科學家認為一種叫做「以太」的物質充滿了整個宇宙,我們的太陽和地球都在以太的籠罩下,而宇宙中不存在絕對靜止的物質,所以以太也在不斷的運動,當星球受到以太運動時的力,就會向著以太運動的方向轉動。
只不過「以太」是十七世紀和十九世紀時科學界的主流觀點,隨著對宇宙認知的加深,以太逐漸被科學家放棄,但是這個理論同樣可以適用在星球的自轉上,因為宇宙中還存在大量的暗物質和暗能量,暗能量在推動著宇宙的擴張,暗物質不可能一動不動,因此星球自轉的能量或許就和暗物質的運動有關。
行星的自轉,也要考慮公轉的原因,畢竟圍繞恆星公轉的行星也是一個擁有很高質量的天體,在受到外力的過程中並且運動的時候,必須要用自轉來維持自己的穩定性。我們日常生活中的「陀螺」就是一個很好的例子,在陀螺轉動的時候,擁有的穩定性更高。
因為引力的神奇,也有科學家推測,行星在一開始不會轉動,在被恆星龐大的引力俘獲後,被引力吸引的一面會「隆起」,但是在運動的過程中,隆起的一面會不朝向恆星,恆星的引力又會把這一面給「抓」回來,在這樣一來一回的運動中,行星開始了自轉,可是這個理論無法解釋為什麼行星的自轉方向和角度不同,因此並不受太多人認可。
最受認可的觀點還是從太陽系的起源開始,在數十億年前,太陽系還是一片「星雲」,地球也只是星雲中的一個星子,這片龐大的星雲在緩慢的轉動,在引力的作用下,整個星雲開始收縮,然後緩慢的形成了現在的太陽系。
因為角動量守恆,那麼星雲在收縮的過程中的轉速是越來越快的,在形成恆星和星球後,星雲的角動量變成了各自星球的旋轉角動量,於是到了今天,地球的自轉仍然在繼續,或許也會永遠繼續下去。
地球不是永動機,宇宙中也不存在可以一直運動卻不消耗內部能量的現象,只可能是因為消耗很小,就像太陽一樣雖然在不斷地釋放熱量,可是消耗很少。又或者是受到了其他力的影響,就像是地球一樣,在其他力的影響下不斷轉動,科學家想要製造一個不消耗只付出的機器,顯然是不現實的事情。
我們對於地球自轉的了解並不多,你認為地球為什麼可以一直自轉下去呢?