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UC头条:地球自转了46亿年还不停, 难道它是永动机吗? 答案出乎意料

 回归9480 2020-02-08

在人类没有走进科技时代之前,我们并不知道科技的力量,不知道世界万物力的存在和作用。直到人类走进科技时代之后,万有引力的提出,才让人类明白了万有引力是无处不在的。

万有引力提出之后,不少人提出了“永动机”的概念和设想,从科学意义上讲,永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远动下去的机器。长期以来,永动机,或者说永恒运动,一直被人们热烈讨论。

在人们的想象中,永动机是一种机械装置,它可以不停地自动运动,而且还可以举起重物等,做一些有意义的事情。很早以前,有人就试图想制造这种机械装置,但是一直到现在,都没有人真正制造出来。

之所以永动机无法制造出来,是因为它违背了热力学的两大基本定律,热力学第一定律也就是能量守恒定律,能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移和转化的过程中,能量的总量不变。

工厂的机器能够工作,是因为它把电能转化成了机械能,而且在这个转化的过程中,还会造成很多热量损失和摩擦损失。妄图不消耗能量就产生其它能量,或者在能量转换的过程中不损失任何能量,都是不可能完成的任务。

永动机既然是一种能够不依靠外力能够不停自动运动的装置,于是有一些人想到了地球的自转,要知道地球已经自转了46亿年还没有停,难道这就是永动机?可能有不少人会认为地球就是一个庞大的永动机,事实真是如此吗?答案可能出乎意料。

之所以有人会认为地球是永动机,是看到了地球在没有外力的作用,没有外部能量的输入情况之下,能够无休止地转动,这难道不是天然的永动机吗?这个解释看上去有一定道理,可如果仔细想一下就会发生不少的问题。地球的自转跟科学家研究探索的永动机完全是两个概念。

相信很多人都知道力的一个基本定律,在没有外力作用的情况下,所有真空中的物体都会保持原有的运动状态永远运动下去。我们在现实中看到的运动物体之所以会不断减速然后停止下来,那是因为受到了阻力。这个阻力的来源有很多中,大自然的阻力就是空气的阻力。

只要不是真实环境,物体运动的时候都会受到空气的阻力,所以没有外力作用的情况下,物体的速度会不断减速,最后停止下来。永动机要实现,就需要它在运动的过程中,受到的阻力为零,这种情况明显是不可能的。机械运动的时候,会受到各种各样的阻力,即使将这个机械放在真空环境中,仍然会有各种机械阻力的存在。

而地球的自转跟永动机不同,首先地球所处的环境是接近真空的宇宙,在这里地球运动受到太空阻力的影响极小,小到可以忽略不计。而在宇宙中天体的运动是引力带来的,质量越大的天体,引力越强。太阳系中质量最大的天体是恒星太阳,它的质量占到了整个太阳系总质量的99.86%。

所以,太阳的引力是非常强大的,在太阳引力的作用下,太阳系天体都要围绕太阳进行公转运动,而且这个运动不会停止。那么地球的自转是如何来的?对于地球自转最初的外力,科学界也没有统一的答案,有人认为太阳系早期的时候非常混乱,各种天体到处乱飞。

地球早期的时候可能被一颗火星大小的行星撞击过,这一次撞击不仅撞出了月球,而且也让地球的自转产生了。当然,这个观点并没有得到太多人的支持,要知道宇宙行星无数,基本上每一个行星都会有不同速度的自转。不可能所有的行星都被其它行星撞击过。

也有人认为,地球能够自转,是太阳对地球两侧的引力差所造成的。这个引力差使得地球一侧的引力永远大于另一侧,从而使得地球不停自转。可是,这个说法违背了牛顿力学第二定律。如果一个物体被施加一个力,那么这个物体将会一直进行加速运动。宇宙中没有空气,不会有阻力对地球做功以抵消引力差对地球施加的能量,但是地球并没有加速自转,所以,这个说法明显是错误的。

如果这两个说法都有问题,那么地球的自转到底是怎么来的?更大的可能还是地球诞生之时有一个巨大的角动量,这个角动量到底是如何来的,目前仍然是一个谜。不过,地球并不是永动机,原因很简单,地球自诞生到现在,它的自转速度一直都在减小。

地球早期的时候,自转速度远远超过现在,那个时候自转一圈所用的时间只有几个小时。后来月球诞生了,由于月球的质量比较大的,在月球引力的影响下,地球受到了阻力,自转速度快速降低。所以才有了现在自转一圈24小时的周期。

由此可见,月球对于地球有多么的重要了,如果没有月球的诞生,地球现在的自转速度有可能仍然比现在快很多,如果是这样,地球生命诞生的时间有可能就会晚很多。我们都知道,生命的诞生需要一个非常稳定和谐的生态环境,如果没有,那么生命就很难诞生。

而在众多的生态环境因素中,有一个适宜的自转周期是非常重要的。地球诞生之初的自转速度太快了,即使后来环境稳定,地球有了不错的内在生态环境,可是自转速度太快的话,生命诞生的间也会延迟。

可是后来月球诞生了,不管月球是如何诞生的,可是它的出现让地球的自转速度很快有了大幅的下降,于是地球生命诞生的条件全部满足了。如果没有月球,地球生命诞生的时间可能还要向后延迟数亿年。

现在我们都明白了,虽然地球已经自转了46亿年,但是它并不是永动机。而永动机这种猜想中的机械是否真的能够实现,目前仍然是一个未知数。虽然永动机违背了热力学两大基本定律,从现在科学的角度来看,它是不可能存在的,但是科学的道路没有尽头。

我们现在的科学,只是科学道路上的冰山一角,真正强大的科学我们还不知道,永动机在现有科学体系下它是不存在的,可是并不能否定它不会在未来出来。如果科学更进一步,有了更加强大的科学体系,或许永动机也不再是猜想中的事物,而是能够在现实中实现的东西。

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