人类能源已经完成了从柴草到煤炭,再到石油和天然气的升级,但用来让能源做功的机器却仍然存在较大的能量耗损
能源
基于以上和其他种种原因,人类中的一些科学家和发明家开始动起了“永动机”的心思,早期的永动机设计图包括所谓的模型,看起来似乎非常简易可行,以至于不少人到现在都认为那些东西就是永动机。但事实上,永动机绝非字面意义上“永远能动的机器”,只有在“永远能动”的同时对外做功的机器,才能被称之为永动机。
科学界将过去数百年来所有的永动机设想,按照其实现方法的不同,分为了第一类永动机和第二类永动机。
第一类永动机
第一类永动机
第一类永动机最大的特点就是构造简单,且在脑海中易于实现,这些机器的核心任务,就是在没有任何外界能量输入的情况下,实现永久对外做功。
这种能量的“白嫖”行为,在当时乃至现在看来都是十分奇葩的,一直到工业革命初期,热力学能量守恒定律定律发现后,第一类永动机这种奇葩才被终结。
能量并不会凭空产生,也不会凭空消失,他只会转化成不同的形式,但总量还是保持不变的,唯一的问题就是,人类是机器在能量转化过程中,无法将能量百分百利用起来。
开尔文
能量守恒定律又称热力学第一定律,人类是在工业革命初期发现它的,当时的人类刚进入大机器时代,对永动机的渴望程度比过去几百年加起来都大,因此当时的科学家界一直在研究效率更高的机器设备,热力学就是在这个过程中诞生并快速发展的。
能量守恒定律宣告第一类永动机的死刑后,科学界开始琢磨第二类永动机
前面我们已经说过,能量守恒定律定律证明了,能量不可能凭空出现,因此第二类永动机把目标放到了,地球海洋乃至全宇宙的热量身上,简单来说,第二类永动机希望天然存在的热量,自动跑进机器为人类做功,由于这一过程并没有凭空产生能量,因此第二类永动机,并没有违反动量守恒定律。
永动机破灭
然而第二类永动机很快也受到了热力学的“阻击”,这次阻击它的是热力学第二定律,也叫熵增定律。
熵增定律说明了,热量不可能从低温物体自动传递到高温物体,也就是熵值不可能自动下降,再说的明白一点就是,一个已经碎了的杯子,不可能在没有任何外界能量的输入的情况下,自动从碎片再还原成杯子的形态。
以上就是第一类永动机和第二类永动机的原理和破灭方式,下面我们来剖析一下地球运行的能量来自于哪里
通过对陨石进行放射性测年,以及对地球内放射性元素的研究,天文和地质学界一致认为地球的年龄介于45亿年到46亿年间,科普时多用45.5亿年作为地球年龄。
地球
得益于科技的进步,今天我们不仅知道了地球的年龄,还知道赤道地区的自转线速度达到了465.1m/s,以及地球绕太阳公转的速度达到了29.783km/s。
看到这里,很多人都会有一个问题,地球高速运动的能量来自于哪里呢?
这个问题的答案,要追溯到太阳系起源时期
46亿年前,太阳和地球都还属于同一团含有重元素的星云,一次临近超新星爆发事件打破了星云的宁静,使得星云整体开始在引力作用下,旋转坍塌并逐渐扁平化,巨量的氢和氦在这个过程中旋转升温,最后点燃了足以燃烧100亿年的核聚变大火,太阳就此诞生。
太阳系形成
太阳诞生之后,原恒星盘内的剩余物质,也开始在引力作用下互相聚拢碰撞,漫长的岁月过后,太阳系行星格局基本成型。
由于整个太阳系,都是旋转坍塌星云的一部分,因此包括太阳和行星在内的太阳系天体,都继承了原星云的角动量,这些角动量就是太阳和行星们自转的“第一推动”
由于地球自转和公转本身并没有对外做功,因此地球并不算是永动机,但考虑到月球引力对地球的影响,地球的自转速度,在未来还是会继续变慢的,就像地球刚诞生时,十几个小时自转一圈,到现在24个小时自转一圈一样。
地球轨道
相比自转,地球公转速度在没有外界干扰的情况下是几乎不会改变的,因为地球公转轨道范围内干干净净,且基本不存在阻力。
但如果未来的人类,利用地球公转来做功的话,地球公转速度就会越来越慢,慢到一定程度后,地球就会因为公转速度太慢,而坠入太阳,就像人造卫星速度太慢坠入地球一样。
我们的宇宙是个时时刻刻都在运动的宇宙,太阳系除太阳以外的所有天体,都在向着太阳跌落,而太阳和银河系内的数千亿颗恒星,都在向着银河系中心区域的人马座A*黑洞跌落。
太阳系动态
甚至于银河系本身,都在向巨引源跌落