宇宙中的每一個物體都在太空中運動。例如,自45億年前地球誕生以來,它一直繞著太陽轉。像地球一樣,太陽在其自身的軸上旋轉。它還將圍繞星系中心旋轉。那么宇宙中的天體是永動機嗎?為什么他們總是運動?熱力學第一定律和第二定律表明,沒有永動機,所以天體不是永動機。那么,是什么力量使天體在宇宙中運動?
簡而言之,天體連續(xù)運動的原因是角動量守恒。不管是行星還是恒星,它們最初都是由星云的引力收縮形成的。在原始恒星云中,粒子的熱運動使它們相互碰撞并相互抵消。但是在一個特定的方向上,粒子的總角動量會有一個凈值,所以星云傾向于在一個特定的方向旋轉。
在重力作用下,由于角動量守恒、旋轉半徑的減小以及旋轉速度的必然增加,收縮星云的旋轉速度會越來越快。想象一下,一個手臂萎縮的滑冰者轉得越來越快。由星云形成的物體必然會繼承原星云的角動量,因此它們一定會旋轉、旋轉,不能保持靜止。
另一方面,宇宙的平均密度很低,只有9.9×10^-30g/cm 3,相當于一立方米空間中近6個質子的分布。所以空間幾乎是空的。天體在太空中的運動幾乎不受阻力的影響,其角動量基本上不消耗,因此可以繼續(xù)運動。碰撞物體消失,其余大部分為穩(wěn)定物體。
盡管天體一直在運動,但這并不意味著它們是永動機。維持天體運動不需要外力。只要角動量不被消耗,天體的運動就不會停止。
那么角動量是從哪里來的呢?
它可以追溯到宇宙的起源。根據標準宇宙學模型,我們的宇宙可以追溯到13.8億年前的熱點。宇宙是由大爆炸形成的。宇宙中的一切都來自原始的純能量,它支持天體的運動。