这是一个很有趣的问题,相信有许多人也会有同样的想法。如果你了解了“能量守恒定律”之后,就知道世界上不会有所谓的“永动机”了。
能量守恒定律是这样表述的:“孤立系统的总能量保持不变。”
地球公转和自转的速度变化不符合“永动机”的概念
我们地球每天都在围绕着太阳旋转,并且它自己也在自转。地球围绕太阳转一圈大约需要365.2564天,这被称为一个恒星年;地球自转一圈的时间大约是24个小时(86,400.0025秒),我们称为一天。
(地球自转)
为什么在这里要用“大约”呢?因为地球无论是绕太阳运转还是它自己自转,它花的时间都是在不断变化的,只不过这种变化非常非常小,我们感觉不到。但是如果把计量的时间拉长,以万年甚至亿年为单位来计量,你就会发现,其实地球转的速度在变慢。
大约5万年后,地球自转一周大约需要花86401秒,比现在多1秒钟。到时候要么在每天加上1秒的“闰秒”,要么改变计时规则,把“秒”拉长。而到了1.8亿年后,地球每转一圈比现在要长1个小时。
不仅地球自转速度会随着时间发生变化,由于太阳自身质量越来越小,它对地球以及其它行星的引力也将变得越来越小,地球会一点点地离开现在的轨道,越来越远离太阳,等到太阳寿命终结的那一天,地球会跑到今天火星的轨道上。当然,在这个过程中,地球绕太阳公转的时间也会发生变化。
地球自转和公转的过程中没有对外做功。
“永动机”指的是不消耗能源但可以永远对外做功的机器。地球无论是围绕太阳公转还是它自己自转的过程中,它都没有利用自身的能量去驱动别的什么东西。所以这也不符合永动机的说法。
你可能要问了,月球围绕地球运转,那不就是地球对月球做功了吗?事实上,地球自转速度越来越慢尽管是受月球拖累,但你不能认为这是地球对月球做功的结果,那不过是月球绕地球运行时相互引力潮汐作用造成的。
地球公转轨道与时间的变化、自转时间的变化,都是基于地球与月球、太阳以及与太阳系其它星球相互之间的万有引力变化所导致的。地球没有对外做功,去驱动别的什么机构不停运行;而地球表面所有的一切物质的运行只能视作地球自身的变化。所以地球不是一个“永动机”。
将这个道理推而广之,宇宙中任何其它的星球尽管也在按各自的规律不停运行,它们也不是永动机。