在太空放置一個旋轉的陀螺,會一直旋轉下去嗎?


牛頓的慣性定律說過:「一個旋轉的物體,如果不受其它任何的力,它會一直轉下去。」那麼,我們知道太空是一個真空狀態,在太空放置一個旋轉陀螺,它會一直轉下去嗎?

事實上,絕對真空是不存在的,物理理論中的真空則特指不存在任何物質的空間狀態,是一種理想空間狀態,但是在工業應用上的真空指的是,當容器中的壓力低於大氣壓力時,把低於大氣壓力的部分叫做真空,而容器內的壓力叫絕對壓力;另一種說法是,凡壓力比大氣壓力低的容器里的空間都稱做真空。

因此可以看出,在工業應用上,負壓和真空的概念是相同的,但是從物理概念中兩者是有差別的。

負壓不一定是真空,但是真空一定是屬於負壓狀態的。

空間是一種介質,通俗來說在要形成絕對真空,裡面的能量要為零,不具備任何物質,能量為零是永遠不可能的,一束光線穿過都會產生能量。

陀螺在太空轉,在接近真空的狀態旋轉,摩擦力阻力都會降到最小,但偶爾太空中的粒子也會對它造成影響,雖然可以忽略不計,但隨著漫長的時間推移,最終它的速度還是會慢慢下降,這是一個漫長的過程,最後還是會停下。不會一直轉下去。


那要看是在太空中的什麼位置,在很多的資料中對太空的定義是指地球大氣層以外的空間,但是我覺得這樣定義有一點寬泛了,因為宇宙中的空間在地球大氣層以外有很多;經常聽說太空中的空氣是非常稀薄的,可以近似地看做沒有阻力。

1:這種說法應該是建立在那些星系比較多的,且中心的引力不能全部將分子吸引到自身的周圍的情況下,這時就在太空中形成極其稀薄的空氣,比如太陽系。這或許就是那些認為太空中有空氣的人的觀點。我們再擴大範圍,把視野轉向銀河系,發現還是有很多的星系,不是理想中的真空;

2:那就再擴大範圍,那麼在跳出銀河系之後,你就會發現,銀河系與其他星系之間的距離是如此之大(可以使用太空模擬軟體來觀測),這些廣漠的空間看起來是非常乾淨的,一望無際,或許在某個區域只有一兩個分子存在。假如在這些區域放一個有初速度的陀螺,且陀螺是嚴格的按照中心軸轉動,這時它就沒有受到任何較大的影響,當然偶爾有分子附著在上面,但是影響基本可以忽略;

陀螺就會一直旋轉下去,直到有不明天體來撞擊它!由於宇宙中的這些區域沒有航天器到達過,因此誰也不能證明這些區域到底是不是真空的。假如以後確實有航天器探測到是完全真空的,那麼這個陀螺就會一直轉下去;假如證明不是完全真空,這個陀螺就會在未來的某個時刻停下來。至於它什麼時候停下來,這就不是我們人類需要討論的問題了。


我個人認為,完全真空的太空是不可能存在的,太空的空氣很稀薄,但是只要有空氣就會有阻力,由於空氣稀薄所以阻力很小,但是再小的阻力也會逐漸減緩陀螺的旋轉速度,所以陀螺會逐漸緩慢的停下來。另外在外太空即使是絕對真空陀螺也會慢慢的停下來,因為旋轉的陀螺頭在太空里也會產生摩擦,在摩擦力的作用下陀螺也會慢慢的停下來,可能它停下來的速度會很慢很慢,但最終一定會停下來。


旋轉的陀螺,在太空中如果不被捕捉,會一直旋轉下去,而且不可思議地會加速旋轉。

按理,大空中雖然阻力很小,但畢竟有,比如受到輻射。光輻射有多普勒效應,旋轉的陀螺轉向光源的一側,碰到光,比轉離光源的一側受到的光壓力要大些,長期下去,陀螺旋轉會變慢。

然而,宇宙中天體都在旋轉,轉了幾十億多年,還在轉,不僅公轉,還自轉,總角動量得有多大?而且還沒有減慢的跡象,找不到不轉的天體。

哪裡出問題了?宇宙總角動量還守恆嗎?它是怎麼來的,一直那麼大嗎?

一直在思考這個問題,這裡給出答案,宇宙中有一種因素,在不斷加速天體旋轉。

至於何因素,雖想到了根源,但因沒建立量化方程,也即數學推導,還是等推導出再說吧。

總之,天體一直在加速旋轉喲。


推薦閱讀:

天體間為什麼接近真空呢?
如果在太空中射出一顆子彈,將會發生什麼?
宇宙最大天體發出怪異信號,無法用已知物理學解釋!
量子力學建立在隨機運動的基礎上嗎?

TAG:物理 | 宇宙 | 科學 |