地球是“永动机”?它的自转已经46亿年没有停止过。它的力量从何而来?...不停止。

13世纪初的印度就有这样的想法。但由于当时科学水平有限,只停留在幻想阶段。虽然还没有人实践过,但不妨碍这一理念的迅速传播。很快欧洲也得知了这种永动机的想法,并提出了具体的方案。

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这个计划自然很快就在实践中失败了,但它一劳永逸的魔力却让人不断幻想。文艺复兴时期的达芬奇也做了一个所谓的恒动装置。但当理论变成实践时,他也难逃失败的命运。

此后,永动机的实验一直持续到18世纪中后期,法国科学院宣布不再接受与永动机相关的设计,这股热潮才逐渐平息。

那么,在理想的环境下,永动机是否可能呢?

达芬奇手稿

不可能的概念

数百年前提出的一个概念,让无数人绞尽脑汁去研究,但最终的答案只能是否定的,听起来太残忍了,但是永动机确实是一个不可能的想法。

用今天的话来说,永动机就相当于一种免费卖淫。但在能量守恒定律中,能量不会消失,也不会凭空产生,而只会转移或改变形态,而在这个过程中,其总量是不变的。永动机的原理是利用初始力持续做功而不消耗能量,这显然是站不住脚的。因此,第一种永动机还远没有宣告失败。

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然而,人们并没有放弃对永动机的探索,于是,第二类永动机就诞生了。这时候,人们意识到能量不可能凭空产生,于是想通过从自然界乃至太空中吸收热能,使其成为驱动永动机的源泉。

但是这个理论也很快就失败了,因为机械能和内能之间的转化过程是有方向性的。因此,JohnGamgee的第二台永动机在19世纪并没有成功。他原本是想利用海水提供的热能,将液氨气化,进而带动机器运转。然而,当液态氨气化时,如果没有其他热能,它就无法恢复液态。

这两个想法失败后,有人说,根据牛顿定律,即使一个物体不受力,也可以利用惯性以匀速直线运动。在这种情况下,这个想法在太空中是绝对可以实现的。但是,根据牛顿万有引力定律,自然界中的物体是相互吸引的,所以物体受到它的影响后,总有一天会停下来。

就在人们快要接受没有永动机的事实时,一些不服输的人却发现,地球自转了数十亿年,不是停止了吗?这不就说明地球是永动机吗?

地球自转的想法和其中的原因

显然又陷入了另一个误区。首先,45亿年确实是一段很长的时间,但不代表就是时间的尽头。这也说明,虽然地球现在还在自转,但以后未必就不一定自转了。

其次,从地球自转的时间长短来看,它的自转速度

确实在变慢。

大约65亿年前,宇宙中的氢分子云坍缩形成了太阳。之后,其他部分成为原行星盘,最终形成了八颗行星和其他小天体。

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由于太阳产生的引力,地球不得不绕着太阳转。在公转过程中,地球会产生一个向外凸出的部分,但是这部分受到太阳引力的影响,又被拉回来了。为了保持平衡,地球不得不绕着自己的轴自转。

这只是地球自转的原因之一。还有一种说法是小行星撞击地球,给了地球一个推动力。不管是什么原因,似乎都掩盖不了地球在不停地自转的事实。

那么地球是不是永动机呢?答案是否定的。

在45亿年前月球诞生时,地球逐渐受到了潮汐锁定的影响。即在太空中,由于地球的质量是该区域最大的天体,其他小天体会在其引力作用下被迫围绕它公转。但是当月球绕地球公转时,它自身的引力也会作用在地球上,导致地球出现潮汐,地球的自转轴也会偏移。

在这样的情况下,地球的自转速度会逐渐变慢,它自身的自转角动量就会变成月球的自转角动量。

由于潮汐锁定的长期影响,地球的自转速度越来越慢,月球正以38mm/年的速度逐渐远离地球。

根据科学家们的推测,泥盆纪地球一年大约有400天。然而,随着时间的推移,地球自转速度的降低,2亿年后,地球可能只有300天,一天的长度可能会达到30个小时。

这样,

当潮汐锁定发生时,地球自转的速度在逐渐降低。但这不是它唯一的因素。

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除了自转速度变慢,地球的自转也会有周期性的变化。比如在50年代,发现地球自转速度在春天比秋天的速度要快,影响因素就是气候。

另外,随着科学技术的逐步发展,人类活动也对地球的自转速度产生了很大的影响,尤其是在地球自转的帮助下,发射的人造地球卫星旋转力。它们对地球的反作用力也促进了地球自转速度的进一步降低。

结语

地球并不是永无休止的匀速运动,所以太空永动机的想法最终破产了。

地球的初始力到底是来自公转轨道和太阳的引力,还是小行星给定的初始速度?我们现在还不能得出一个确定的结论,但是地球自转速度在降低是事实,它不是“永动机”也是不争的事实。