技术问询:行星绕太阳的运动是否属永动?其运转是否会停止?
关于行星绕太阳运转的“永动”相关问题解答
1. 行星围绕太阳的运转是否处于永动状态?
首先得明确咱们常说的“永动”到底指啥——通常说的永动机是一类不需要外界输入能量,或者只需要一次输入就能永远对外做功的装置,这直接违反热力学第一或第二定律。但行星绕太阳的运转,本质是引力场下的角动量守恒运动:行星在太阳系形成初期就获得了初始角动量,在近乎真空的太阳系空间里,受到的阻力极小,所以能持续运转很长时间。
但这可不是咱们说的“永动状态”哦——它没有对外持续做功,只是在维持自身的轨道运动。而且太阳系里也不是绝对没有能量损失:比如引力波辐射(虽然极其微弱)、太阳风的粒子撞击、小行星/彗星的引力扰动,都会慢慢消耗行星的角动量,只是这个过程慢到人类用现有手段几乎难以察觉。
2. 行星围绕太阳的运转是否可作为永动现象的实例?该运转过程是否会终止?
绝对不能作为永动机的实例!核心原因在于,永动机的定义是无能量输入却持续对外做功,而行星的轨道运动只是在缓慢消耗初始角动量,并没有对外输出有用功,完全不符合永动机的核心特征。
至于运转会不会终止?答案是肯定的,但时间尺度超级漫长:
- 短期来看(比如几亿甚至几十亿年),行星的轨道只会发生极其微小的变化,咱们在日常生活乃至整个人类文明的尺度里都感觉不到;
- 长远来看,太阳最终会耗尽核心燃料,演变成白矮星,失去大部分质量后,行星的轨道会随之大幅扩大;更久之后,引力波的持续辐射、银河系内其他天体的引力扰动,可能会让行星脱离太阳系,或者最终坠入白矮星,彻底终止运转。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Vedansh Agrawal
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