Sự rộng lớn của vũ trụ được sinh ra trong một vụ nổ gây sốc, và hình dạng của vũ trụ mà chúng ta thấy ngày nay là sự tích tụ và hiển thị chuyển động không ngừng của vô số hạt siêu nhỏ - phân tử, nguyên tử, electron, v.v. Trong lý thuyết chuyển động phân tử, giải thích hành vi của vật chất, các phân tử được cho là chuyển động hỗn loạn mà không dừng lại.

Lúc này, một số người sẽ bối rối, vì sự tồn tại của những cỗ máy chuyển động vĩnh cửu trên trái đất dường như là không thể, tại sao nó có thể tiếp tục hoạt động trong vũ trụ rộng lớn đến chiều sâu của các nguyên tử siêu nhỏ?

Khái niệm về máy chuyển động vĩnh cửu lần đầu tiên xuất hiện vào khoảng năm 1200 sau Công nguyên, bắt nguồn từ Ấn Độ và lan sang Hồi giáo và châu Âu thông qua các kênh tôn giáo. Ở châu Âu, khái niệm về máy chuyển động vĩnh viễn đã khơi dậy sự quan tâm lớn và bùng nổ nghiên cứu. Máy chuyển động vĩnh viễn được định nghĩa là một thiết bị cơ khí có khả năng liên tục di chuyển và thực hiện công việc mà không cần đầu vào năng lượng bên ngoài hoặc dựa vào một nguồn nhiệt duy nhất.

Tại sao cỗ máy chuyển động vĩnh cửu lại không ra mắt? Ý tưởng về một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu thuộc loại đầu tiên - một thiết bị cơ khí không tiêu thụ bất kỳ năng lượng nào và có thể làm công việc bên ngoài vĩnh viễn - trực tiếp vi phạm quy luật bảo toàn năng lượng, trong đó nói rõ rằng năng lượng không được tạo ra mà không có lý do cũng không biến mất mà chỉ biến đổi giữa các hình dạng hoặc vật thể khác nhau, và tổng lượng là không đổi.

Xem xét sự bảo toàn năng lượng, sự không tồn tại của một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu được coi là điều hiển nhiên, bởi vì trong chuyển động cơ học, tác động của lực ma sát chuyển đổi một phần năng lượng cơ học thành nội năng.

Loại máy chuyển động vĩnh cửu thứ hai là ý tưởng hấp thụ nhiệt không ngừng từ thiên nhiên, chẳng hạn như nước biển hoặc không khí, và chuyển đổi nó thành năng lượng cơ học. Mặc dù nó dường như phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng, nhưng nó mâu thuẫn với định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Định luật này cho thấy rằng không thể chuyển đổi tất cả năng lượng bên trong thành cơ năng mà không bị tổn thất.

Do đó, một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu vi phạm các định luật nhiệt động lực học và bản chất của nó không thể được thực hiện.

Đối với nguyên lý chuyển động bất thường của các phân tử vật chất, nó được nhà thực vật học Brown phát hiện lần đầu tiên sau 1827 năm, và lấy phấn hoa làm ví dụ, phấn hoa lơ lửng trong nước sẽ cho thấy chuyển động bất thường không bao giờ kết thúc, đó được gọi là chuyển động Brown. Trên thực tế, không chỉ phấn hoa mà cả chất keo và các hạt khác cũng có thể được tìm thấy trong chất lỏng.

Các phân tử, với tư cách là đơn vị nhỏ nhất duy trì các tính chất vật lý và hóa học của vật chất, thực sự ở trong một chuyển động bất thường không bao giờ kết thúc, với cả lực hấp dẫn và lực đẩy giữa các phân tử, và có khoảng trống giữa các phân tử.

Khoảng cách giữa các phân tử khí thường lớn, lực tương đối nhỏ nên khí có tính lưu động tốt và dễ nén; Tuy nhiên, khoảng cách giữa các phân tử của chất lỏng ngắn, lực hấp dẫn và lực đẩy giữa các phân tử cân bằng lẫn nhau, dẫn đến chất lỏng không có dạng cố định nhưng không dễ nén. Khoảng cách giữa các phân tử của chất rắn nhỏ hơn và lực liên phân tử lớn, dẫn đến hình dạng cố định của chất rắn và không dễ bị nén.

Khi một vật được nung nóng, chuyển động phân tử tăng lên và khoảng cách phân tử tăng lên, một hiện tượng được gọi là giãn nở và co lại nhiệt, đó là lý do tại sao chuyển động bất thường của các phân tử được gọi là chuyển động nhiệt.

Về lý do tại sao các phân tử có thể di chuyển bất thường mà không ngừng nghỉ, nó đến từ năng lượng (năng lượng cơ học) được mang bởi các phân tử tạo nên vật chất, và mỗi phân tử chuyển động vì năng lượng mà nó mang theo. Mặc dù chuyển động của các phân tử riêng lẻ tuân theo các định luật cơ học, nhưng chuyển động tập thể là bất thường và không đều về mặt thống kê.

Trên thực tế, mọi thứ trong vũ trụ đều chứa năng lượng, và về mặt lý thuyết chỉ ở độ không tuyệt đối vật chất mới có thể có năng lượng và không chuyển động, nhưng độ không tuyệt đối thực tế là không thể đạt được. Do đó, tất cả chúng sinh trên độ không tuyệt đối đều sở hữu năng lượng và kết quả là di chuyển.

Nói cách khác, không chỉ các phân tử và nguyên tử, mà mọi thứ trong vũ trụ chuyển động theo một chu kỳ năng lượng không đổi, và năng lượng tuân theo định luật bảo toàn năng lượng.

Điều đáng nói là chuyển động vĩnh cửu và chuyển động vĩnh cửu không phải là cùng một khái niệm. Trước hết, điều quan trọng là phải hiểu rằng máy chuyển động vĩnh cửu và chuyển động bất thường của các phân tử là hai thứ khác nhau. Thứ hai, chuyển động bất thường của các phân tử dường như không cần cung cấp năng lượng, nhưng trên thực tế, chuyển động của tất cả vật chất trong vũ trụ đến từ năng lượng thuần túy vào thời điểm vũ trụ ra đời, và các phân tử, nguyên tử, v.v., tạo thành vật chất, vì vậy có thể nói hoạt động của vũ trụ dựa trên vô số phân tử, nguyên tử và electron tồn tại trong vũ trụ.

Chúng ta cũng cần hiểu rằng một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu không đề cập đến một cỗ máy có thể được "di chuyển" vĩnh viễn. Nếu một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu được định nghĩa là một cỗ máy luôn chuyển động, thì mỗi chúng ta là một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu, bởi vì các electron trong các nguyên tử trong cơ thể chúng ta liên tục chuyển động, và tất cả các hạt trong vũ trụ cũng liên tục chuyển động. Nhưng thật sai lầm khi nghĩ về toàn bộ vũ trụ như một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu, bởi vì chuyển động của các hạt không thể hoạt động, vì vậy bản thân vũ trụ không phải là một cỗ máy chuyển động vĩnh cửu.

Theo dự đoán của Kelvin, cha đẻ của nhiệt động lực học, số phận cuối cùng của vũ trụ có thể là đạt đến mức tối đa của entropy, khi tất cả vật chất sẽ phân rã thành lepton và photon, và vũ trụ sẽ bước vào trạng thái cân bằng nhiệt động lực học, có thể là điểm kết thúc của vũ trụ.