地球就是「永動機」?自轉46億年也沒停下,它的動力來自哪裡?

引言:在人類的歷史上,曾經不止一次有人提出過「永動機」的概念和設想,因為違背熱力學的兩大基本定律,它們都被證明永遠不可能被製造出來。可是,在我們仰望蒼穹的時候,一個問題閃過腦海,我們生活了幾百萬年的地球,已經自轉了至少46億年之久了,這不就是傳說中的「永動機」嗎?事實真的是這樣嗎?

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說起永動機,我們現在都知道那是不可能存在的東西,因為能量不可能憑空產生和消失,這是物理學的一個基本定律——能量守恆定律。工廠的機器能夠工作,是因為它把電能轉化成了機械能,而且在這個轉化的過程中,還會造成很多熱量損失和摩擦損失。妄圖不消耗能量就產生其它能量,或者在能量轉換的過程中不損失任何能量,都是不可能完成的任務。

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可是,最近有一些人提出,地球不就是個永動機嗎?它無時無刻不在圍繞太陽進行公轉,同時也在不停自轉,像地球這樣沒有外力的作用,即沒有外部能量的輸入,它不也在無休止地轉動嗎?其實,這裡面包含了許多人對於地球自轉和永動機概念的誤解。

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首先,早在古希臘時期,哲人亞里士多德就曾經錯誤地認為,力是維持物體運動的原因,卻沒有考慮到阻力。在太空中是沒有空氣阻力的,也就是說,在沒有外力作用的情況下,所有真空中的物體都會保持原有的運動狀態永遠運動下去。地球在形成之初便受到太陽巨大的引力束縛,因此,在沒有阻力的情況下,地球會一直圍繞太陽進行公轉,這個過程是永遠在運動,而不是我們認為的永動機。

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其次,在太陽系形成的初期,太陽系中的原始星雲是具有相同的角動量的,這也導致了幾乎所有的行星都是逆時針方向自轉。不過,也有科學家提出,在太陽系內的行星剛剛形成時,太陽系內部是十分混亂的,地球就曾經被一顆火星大小的行星撞擊過,還產生了月球,因此,地球的自轉是因為撞擊而產生。

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這個觀點並沒有得到大多數人的認同。很多人認為,地球能夠自轉,是太陽對地球兩側的引力差所造成的。這個引力差使得地球一側的引力永遠大於另一側,從而使得地球不停自轉。可是,這個說法違背了牛頓力學第二定律。如果一個物體被施加一個力,那麼這個物體將會一直進行加速運動。宇宙中沒有空氣,不會有阻力對地球做功以抵消引力差對地球施加的能量,但是地球並沒有加速自轉,所以,這個說法明顯是錯誤的。

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筆者更相信第一種說法,即地球誕生之時就有一個角動量。而且,地球也並不是永動機,因為地球的自轉一直在減速。月球的引力雖然比較小,可以卻可以引起地球上潮汐的改變。在月球圍繞地球轉動的時候,地球上的水會被月球的引力拉起,而力的作用是相互的,水對月球的反作用力使得地球的自轉速度正在緩慢減小,從而使自轉周期變得更長。親愛的讀者,你對此有什麼看法呢?