天体 为什么地球能够自转46亿年而不停止?它的能量来自于哪里?
我们都知道,浩瀚的宇宙中有无数的恒星,行星等天体,这些天体有一个共同的特点,那就是它们都在运动,除了围绕更大质量的事物进行公转之外,还在不停进行着自转。
地球是一颗行星,它围绕太阳进行公转的时候,也在进行着自转,赤道上的自转线速度达到了每秒465米,这样的速度在很多人看来已经超过了音速,可是我们生活在地球上,由于有重力的因素并不会感觉到地球在转动。
地球从诞生那一天起就一直在自转,到现在已经自转了46亿年,于是很多人就会产生这样一个疑问:为什么地球能够自转46亿年而不停止?它的能量来自于哪里?相信很多人都想知道这个问题的答案。而站在物理学的角度,世界上是不存在永动机的,曾经有一段时间,研究探索永动机是非常热门的一个话题,不少的人们都试图研究出永动机而闻名世界。
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可是经过一次次的失败,很多人意识到,永动机是不可能存在的,到了现在已经很少有人再去研究这个永动机,因为现在一个初中生都知道永动机违反了能量守恒定律,它是不可能存在的东西。在我们现实世界中,能量守恒定律是自然界基本定律之一,它告诉我们能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。如果一个物体想要永远转动下去,动能和其它能量之间就需要达到完美的平衡,也就是能量不会向其它方向消耗,可事实上,现实中这样的事情不可能发生,所以真正的永动机也不可能存在。
可是当我们将目光放在宇宙中之后,似乎情况有了一些改变,因为我们看到了永不停止自转的各类天体,比如地球从诞生到现在已经有46亿年,它也自转了46亿年,这种情况是否就是我们一直寻找的永动机呢?如果地球不停自转是类似永动机的原理,那么是否违反了能量守恒定律?
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要弄明白这个问题,我们还是需要先来搞清楚,地球自转的能量来源。地球是宇宙的行星天体,而宇宙中的所有的行星都有自转运动,所以这种自转运动站在宏观的宇宙角度,我们追溯到宇宙大爆炸的那一刻。宇宙起始于大爆炸,在爆炸的那一刻,无限的能量推动着时空的展开,物质从无到有,在剧烈的翻腾中扩张膨胀。宇宙大爆炸产生的巨大能量让整个宇宙物质都处于运动之中,在宇宙这个大系统之中,能量是守恒的,其它不同类型的能量都能够转化为动能,所以物质能够不停的运动,由它们形成的星云也是处于不停运动之中。而恒星,行星等天体又诞生于星云之中,所以它们的形成过程就是一个运动的过程。
从宏观的宇宙世界我们再走进微观世界,在微观世界中,我们会发现粒子都处于运动之中,即使我们在我们眼里静止不动的物体,它们微观世界中的粒了也是处于运动之中。所以在我们眼里看似不动的物体,它们其实一直都在运动,只是站在一个相对的位置,才让物体呈现出一种相对的静止状态。
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另外,世界万物有引力的存在,而在宇宙中引力的作用表现得更为明显,天体这间的运动关系都是由引力来决定的,地球围绕太阳转就是因为太阳的质量远大于地球,银河系中心的质量远大于恒星,所以恒星也只能围绕它运动。所以地球的自转能量来源也有一部分是来自于引力。这个引力有来自太阳的引力,也有来自月球的潮汐力。当然,以上这些只是我们初步对地球以及其它天体能够不停自转能量来源的分析,事实上,它们有可能离最终的真相还差得很远,毕竟我们对宇宙的认知也非常少,有可能连皮毛也算不上。而且至今我们也搞不清楚宇宙为什么会有引力的产生。
有科学家认为宇宙的引力产生可能跟暗物质和暗能量有关,暗物质形成了宇宙的薄膜框架,暗能量充斥其中让宇宙不断膨胀。如果我们将宇宙看成是一个有着无限弹性球体的话,那么恒星,行星等天体就相当于附着在这个球体膜上。
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天休自重的重量会宇宙这个弹性球体产生了向下凹陷的力量,这样天体周围就产生了拉扯力,而这个拉扯力就是引力,它会对周围空间的物体产生拉扯,也就有了引力的产生。这也是爱因斯坦广义相对论提出的空间扭曲理论,我们的宇宙就是一个扭曲的空间结构。看完宇宙天体能够长久不停自转下去,又让我们想到了永动机。如果天体不停自转的模式相当于一个永动机,那说明永动机似乎也并不是没有存在的可能。虽然现在的物理学认为永动机是违反能量永恒定律的,是不可能诞生的,但是随着人类科技的快速发展,未来或许会有新的理论支持永动机的出现。
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