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地球就是「永動機」?自轉46億年都沒有停下,其動力來自哪裡?

天空之城 2022/09/12

我們都知道地球圍繞太陽公轉,週期是一年 365天,而 地球公轉的能量來自太陽的引力。可是地球的自轉是怎麼回事?不僅是地球,太陽系的八大行星都在公轉的同時自轉。究竟是何方力量讓行星自轉的?

要揭開地球乃至所有行星自轉的秘密,就要把時光退回到46億年前太陽系剛形成的時候。 太陽系形成于一團星雲,這團星雲來自上一個恒星晚年的 超新星爆炸。在形成太陽的過程中,一些比較大的星雲碎片開始因為太陽稚嫩的引力而圍繞它聚集起來,這便是最初的太陽系。隨著 中心物質逐漸緊致,幼年的 太陽形成,而最初的 八大行星也陸續誕生。

然而這個時候的太陽系是混沌的,各星體的 引力紊亂,碎片在這混亂的體系裡亂飛, 初期地球的引力將它們吸引,于是這些碎片紛紛撞向地球。早期地球經歷過無數次撞擊,甚至被一顆火星般大小的小行星撞擊過。這些撞擊為當時還沒有自轉的地球提供了 巨大的角動量,于是在堆積到一定的數值後,地球開始了自轉。

太陽系乃至整個宇宙中的行星幾乎都是這種原因發生的自轉。根據估計,地球的自轉幾乎與它誕生的時間相當,也就是說地球已經自轉了46億年。 地球憑藉最初的角動量自轉,卻一直沒有停下來,這不就是我們苦苦尋找的永動機嗎?

變慢的自轉

然而經過天文學家們的觀察,地球並沒有46億年都維持一個速度自轉, 它的速度正在逐漸減慢。比如地球剛誕生之初的自轉速度還是一圈6個小時,而現在自轉一圈的速度是大約24個小時。地球平均每3.5萬年自轉週期增加1秒。為什麼會出現自轉變慢的情況,按理說,宇宙中是 真空,沒有空氣阻力,地球 完全可以憑藉最初時的角動量,實現永遠自轉

然而不要忘了,地球不是一個單獨的個體,它時刻都處在各種體系之中,比如它和自己的天然衛星月球。 月球與地球之間存在一個潮汐鎖定,因此引起的潮汐會產生 摩擦減緩地球自轉的速度。此外地球自身會因為季節原因調整自己的自轉速度,可能與表面的 洋流有關。

人類發射的人造衛星也會消耗地球的自轉能量。一些衛星距離地球的距離很近,剛好貼近大氣層,這個時候,雙方會造成一定量的摩擦,減緩地球的自轉週期。宇宙雖然是真空,但並 不代表它內部不存在消耗能量的物質

永不止步

我們之所以會覺得地球永動,是因為這個角動量十分巨大,可以支撐地球自轉長達46億年,並且還將在未來繼續。可事實上,這股初始角動量終有消耗完的一天, 屆時地球的自轉可能就會停止

地月系統中也存在角動量

46億年對人類來說十分久遠,可是對于地球這樣的星體來說,根本就 不值得一提。從地球的角度看,地球根本就沒有永動,它再因為其他物質消耗角動量而減速,依然符合熱力學第一定律,能量守恆。其實 不只是地球,其他的行星也同樣如此。宇宙沒有絕對的永恆,一切物質都將會改變,這不過這個改變週期太長了,人類短暫的歷史很難遇到。

太陽是恒星,然而不要以為它就不會圍繞其他星體旋轉,太陽也在圍繞銀河系旋轉。銀河系也不是靜止的,它也會圍繞星體運動,至于圍繞的是什麼,人類目前還沒有結論。理論上, 任何天體都在做圍繞運動,宇宙的中心有一股人類現在未知的力量,驅使著整個宇宙

我們賴以為生的太陽,也不會永遠用陽光滋養地球。的確已經安穩燃燒了45億年,根據恒星的壽命來看, 太陽還要燃燒50億年,在這期間,太陽的體積會變大。可能要不了幾億年, 太陽的半徑膨脹到地球與太陽軌道半徑的大小時,地球很有可能被太陽吞噬。

宇宙不存在永恆,因此也就沒有永動機存在,相反,它更加詮釋了,能量會有消耗完的一天,不管是在地球上,還是在宇宙中, 永動機永遠不可能存在

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