林心小筑

永动机真的不存在吗?为什么太阳系旋转了几十亿年,依然没停下

引言:人类曾经尝试制造出永动机来,但最后都失败了,这些失败的例子似乎在告诉人类,永动机是不可能在现实中存在的。但反观我们的太阳系,它已经运转了几十亿年,难道它就不像一个永动机系统吗?为什么它能够一直运转下去呢?

学过中学物理的朋友就会知道,所有人类制造的机器中没有一样是可以在一开始给它一个动力然后就永远运动下去的。但在物理学上又有“动量守恒”“能量守恒”等定律,如果一个机械系统与外界完全隔绝的话,是可以一直运动下去的,这就是所谓的“永动机”。然而现实中并不存在永动机,因为任何机器在现实中都会受到各种各样因素的干扰,从而导致能量的损耗。但当我们抬头望向天空时,我们会发现太阳一直都在天上,从未停止运作,这是为什么呢?

在讨论太阳的运行问题之前,我们可以先来看一个人类制造的模型。该模型就是永动机模型,从照片上看它的中间有一块磁铁,四周是环绕的运动装置。在运动装置中每个弹簧的末端都连接着一块磁铁,这些磁铁的作用就是当各个部分运动到中心磁铁的位置时,利用磁铁异性相吸的原理来使弹簧收缩。同时外圈的运动装置是有重力的,因此在这个系统中,如果忽略摩擦力等其他损耗的话,重力、弹力和斥力三者平衡,从而达到了能量平衡传递的效果。

然后再来看看我们的太阳系,从太阳系的俯瞰图来看,八大行星在各自的轨道上一直绕着太阳做公转运动。这里面的太阳就有点像以上装置中的中心磁铁,而各大行星就像四周的运动装置。这样一比较的话,太阳系就像一个永动系统,而太阳就是其中的永动机了。那么太阳真的是不用任何能量输入就可以一直保持运动的永动机吗?科学家表示并非如此,太阳系中的能量实际上来源于太阳系的星云坍缩,或者是引力坍缩。

在原始的太阳系中,各大行星尚未形成,太阳系内到处充满了星云。这些星云随着时间的推移发生坍缩,之后就形成了许多原始的行星盘。而这些行星盘以太阳为中心形成同心圆的形状,日后的行星就是按照这样的轨迹运行。那么为什么原始行星盘会围绕着太阳运动呢?原因是它们都被太阳巨大的引力被捕捉住了。被捕捉到的天体一般有三种情况,一是速度比较小,最终成为太阳的一部分,二是速度刚刚好,能够围绕着太阳运行,三是速度太快了,直接脱离太阳的束缚。

八大行星的速度恰好是第二种,因此在太阳引力坍缩的影响下,各大行星都会一直围绕着太阳做公转运动,这让太阳系看起来就像一个永动机系统。那么太阳系中所有的天体都会以目前的状况一直运行下去吗?科学家表示也不一定,如果有强大的外力因素干扰的话,天体的运动情况也会发生改变。例如距离地球最近的月球,地球的引力将它束缚住了,它同样对地球也有引力影响。

再加上月球正在以比较慢的速度来远离地球,因此月球对地球的影响导致地球的自转速度下降了。

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