人类文明早期曾认为脚下的大地是绝对静止的,白天黑夜是因为日月星辰的运动所致
1851年,法国物理学家傅科设计了一个名为“傅科摆”的装置,这个简单但有效的装置第一次让人类直观看到了地球自转的证据,因此傅科摆也是最受欢迎的科普装置之一,但牛顿告诉我们,一个物体在没有受到外力作用前,会一直保持静止或者匀速直线运动。
那么地球自转的“第一推动”来自哪里呢?
答案是“角动量守恒”
按照目前的太阳系演化模型,46亿年前的太阳系还处于星云状态,一次临近的超新星爆发打破了星云的宁静,导致其开始在引力作用下向心坍塌,随着氢和氦以及少量重元素的不断聚集,中心区域物质密度变得越来越大,温度也越来越高,最终达到了氢元素核聚变所需的温度和压力,于是乎太阳就诞生了。
需要注意的是,太阳诞生前,星云本身质量并不是均匀分布的,因此内部元素向质量点聚拢时,是伴随着自转一起进行的。
根据角动量守恒定律,在几乎没有外力作用的太空中,太阳和太阳形成后的“残余物质”,会完美继承原星云的角动量,从而得以自转。
地球的诞生本质上,就是早期太阳系“星子”们的碰撞融合,而“星子”同样继承了原星云的角动量,因此地球45.5亿年前诞生后就也会自转的,但自转速度并不是不变的。
地球刚诞生的时候,一天只有十几个小时,但今天的地球自转周期已经延长到24小时了
背后的原因有两个,一是小行星经年累月的撞击减速,二是月球引力对地球海洋和内部岩浆施加的潮汐力,在可以预见的未来,地球自转周期还会进一步延长。
很多人认为,不断自转和公转地球就是永动机,但地球自转和公转的过程,并没有对外做功,所以并不是什么永动机。
如果未来的人类能用地球自转做功的话,地球终有一天会停转的,如果用地球公转做功的话,地球就会因为公转速度的下降,而坠入太阳,就像人造卫星因为速度下降而坠入地球一样。
归根结底,宇宙中天体的运行并不是什么永动机,也不能当做永恒的能量源