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  • 1 # 火星一號

    宇宙中的每個天體都在太空中不斷運動,例如,地球自從45億年前誕生以來,它一直在環繞太陽運動,並且自身還一直在自轉;就像地球一樣,太陽本身也會繞軸自轉,並且它還會環繞銀河系中心旋轉。那麼,宇宙中的天體是永動機嗎?為什麼它們一直在運動而不會停下來?

    熱力學第一和第二定律表明,永動機是不存在的,所以天體也不是什麼永動機。那麼,什麼力量讓天體在宇宙中不斷運動呢?

    簡單來說,天體持續運動的原因是角動量守恆。無論是行星還是恆星,它們最初都是從星雲中透過引力坍縮作用而形成的。在原始星雲中,粒子的熱運動會導致它們之間互相碰撞,互相抵消。但在某個方向上,粒子的總角動量會有淨值,所以星雲具有朝著某個方向旋轉的趨勢。

    在引力作用下,逐漸坍縮的星雲會轉得越來越快,因為角動量是守恆的,轉動半徑減小了,轉速必然會加快。試想一下,手臂收縮起來的滑冰者會轉得越來越快。從星雲中形成的天體必然會繼承原有星雲的角動量,所以它們肯定會自轉和公轉,而不可能保持靜止。

    另一方面,宇宙的平均密度非常低,僅為9.9×10^-30克/立方厘米,這相當於在1立方米的空間中,分佈著將近6個質子。因此,太空近乎真空。天體在太空中的運動幾乎不受阻力的影響,它們的角動量也就基本上不會被消耗掉,所以它們可以一直保持運動。那些會發生碰撞的天體都已經消失了,剩下的大都是能夠穩定執行的天體。

    雖然天體一直在運動,但這並不意味著它們是永動機。天體運動的維持也不需要什麼力量,只要角動量沒有被消耗掉,天體的運動就不會停下來。

    那麼,星雲的角動量又是來自於哪裡呢?

    這就要追溯到宇宙的起源。根據標準宇宙模型,我們的宇宙有一個開端,可以追溯到138億年前的一個熾熱緻密奇點。宇宙從大爆炸中形成,宇宙中的一切物質都是來自於最初的純能量,這些能量支援了天體的運動。

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