人類迄今為止的主要能源來源是石油和煤炭,這些不可再生能源是遠(yuǎn)古動植物在太陽照射下經(jīng)過數(shù)百萬年形成的,然而它們的資源終將枯竭,這讓人們一直夢想著創(chuàng)造一種永動機(jī),只需給予其一次初始動力,它就能源源不斷地運(yùn)轉(zhuǎn),為人類創(chuàng)造能量。數(shù)百年來,科學(xué)家們一直努力追求這一目標(biāo),因為永動機(jī)的實現(xiàn)將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,從根本上解決能源問題,并對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。意外的是,科學(xué)家們未能制造出永動機(jī),但發(fā)現(xiàn)了能量守恒定律,即在封閉系統(tǒng)中,總能量保持不變,既不會憑空消失,也不會憑空產(chǎn)生。這從根本上否定了永動機(jī)存在的可能性。然而,如果我們看看地球,自地球誕生之日起,它就始終在自轉(zhuǎn),已經(jīng)過去了46億年,且沒有任何停下來的跡象。
在宇宙中,不存在絕對靜止的星球,也沒有完全不自轉(zhuǎn)的行星。它們的自轉(zhuǎn)速度或快或慢,但從未靜止不動。就拿月球來說,雖然表面上看起來沒有自轉(zhuǎn),但實際上它是被地球的引力所潮汐鎖定。即使地球突然消失,月球仍然會開始自轉(zhuǎn)。既然這些星球能夠驅(qū)動自身巨大的質(zhì)量持續(xù)自轉(zhuǎn)數(shù)十億年,難道它們不就是永動機(jī)嗎?地球受太陽萬有引力的影響,因此會有365天一年的公轉(zhuǎn)周期,也就形成了四季。那么,地球自轉(zhuǎn)的能量又是從何而來呢?我們似乎暫時無法找到地球自轉(zhuǎn)的能量來源?茖W(xué)家們提出了幾種假說。
一部分人認(rèn)為,地球是自給自足的,也就是說地球自己為自己提供能量。地球可以從整體上分為地殼、地幔和地核。
地殼由礦物組成的巖石構(gòu)成,地幔則是由一些超基性巖和液態(tài)巖漿組成。關(guān)鍵在于地核,地核的溫度可達(dá)4000-6000攝氏度,鐵和鎳在高溫高壓下形成了密度極高的液體。同時,地核中還含有大量放射性元素。
這些元素持續(xù)衰變,釋放出巨大的能量,使得液態(tài)的鐵鎳不斷繞內(nèi)核旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的同時受到摩擦力的影響,從而推動整個地球的自轉(zhuǎn)。
雖然這種假說聽起來合理,但實際上存在一些漏洞。根據(jù)現(xiàn)有的化石證據(jù)推斷,4億多年前的泥盆紀(jì)一天只有20個小時,越早期的年代,一天的時間越短,也就是地球的自轉(zhuǎn)速度越快。這表明地球的自轉(zhuǎn)正在逐漸減慢。
地核目前地核作為地球內(nèi)部的熱源,確實對地球的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了一定的影響。地核的高溫和放射性元素的衰變釋放的能量,通過熱對流的形式向地球表面?zhèn)鬏敓崃,進(jìn)而影響大氣和海洋的運(yùn)動。這種熱對流現(xiàn)象造成了地球的板塊運(yùn)動和地震活動,并間接影響了地球的自轉(zhuǎn)。
然而,地核的能量輸入并不足以維持地球的自轉(zhuǎn)。根據(jù)科學(xué)家的研究,地核的能量輸入只占地球自轉(zhuǎn)能量的約10%左右。因此,地核并不能被歸類為一個真正的永動機(jī),因為它無法自給自足地持續(xù)產(chǎn)生足夠的能量來驅(qū)動地球的自轉(zhuǎn)。
事實上,地球的自轉(zhuǎn)能量主要來自于地球與其他天體之間的相互作用,特別是與太陽的相互作用。地球的自轉(zhuǎn)是由于其起源時的初始角動量而保持的,而太陽和其他天體對地球施加的引力則會產(chǎn)生扭矩,從而改變地球的自轉(zhuǎn)速度。
例如,地球的公轉(zhuǎn)周期導(dǎo)致了季節(jié)的變化,這表明太陽對地球的引力對地球的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了影響。此外,地球與月球之間的引力相互作用也會導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)速度的微小變化。這些相互作用使地球的自轉(zhuǎn)速度發(fā)生微小的變化,但總體上仍然保持著相對穩(wěn)定的自轉(zhuǎn)。
地球并不是一個真正的永動機(jī),因為它無法自給自足地持續(xù)產(chǎn)生能量來驅(qū)動自身的自轉(zhuǎn)。地球的自轉(zhuǎn)能量主要來自于初始的角動量和與其他天體的相互作用,特別是太陽和月球的引力。雖然地球的自轉(zhuǎn)速度可能會受到一些因素的微小影響,但地球的自轉(zhuǎn)整體上是相對穩(wěn)定的。