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從地球到太陽,天體為什麼都是球體,宇宙中有不規則的星球嗎?


2021年12月27日 - 宇宙小編  
   

地球月球,金星火星

這些名稱不同的天體在質量和體積上都有很大區別,表面環境也各不相同,但在眾多不同點中它們其實還有一個共同點。

那就是它們都是球體,或者都近似於球體。

而且根據天文學家的研究,體積越大的天體所形成的球形越完美,比如直徑1.28萬千米的地球其實是個兩極稍扁,赤道略鼓的不規則球體,極半徑和赤道半徑差了21千米左右,比值是1:0.99672,形象理解的話,如果地球是個直徑1米的球體,那麼赤道鼓起的部分也就比兩極高3毫米而已。

這個結果憑心而論,讓很多籃球足球都不如地球像球,但地球的完美程度比起1.5億公裏外的太陽來,還是差點意思。



  

作為太陽系內體積和質量最大的天體,如果把太陽也縮小為直徑1米的球體的話,那麼它的赤道部分只會鼓起0.1微米,注意是微米,也就是千分之一毫米,比地球縮小後的3毫米還要再精確幾個數量級。

但你有沒有想過

天體為什麼都是圓球形狀的呢?

為什麼不是甜甜圈形狀或者立方體形狀呢?

這次我們就來回答這個問題

物理學家告訴我們,宇宙中有強力,弱力,引力,電磁力,這四大基本作用力,而天文學家告訴我們,在宇宙中引力才是支配所有天體的終極力量,剩下三個基本作用力支配的都是電子和原子核層面的微觀世界。

具體到每一個天體上來看,引力的存在使得組成它們的物質都有著不斷向中心墜落的特性,牛頓之所以被蘋果砸到腦袋,就是因為地核的引力在吸引蘋果向地核墜落。

但引力只有在天體質量達到一定程度後,才能強大到“均勻拉平”全部表面和整體外部形狀,地球嚴格意義上來說並不平整,因為山巒起伏本質上就是地質活動在對抗地球引力。

在真正的大質量天體比如中子星上,山脈起伏最高才只有1毫米,而且只能存在很短的時間,馬上就會被中子星超強的引力“強行拉平”。

物理學上把大質量天體在引力作用下外表逐漸向球體的演化過程,稱為“流體靜力平衡”,而由於氣態物質遠比固態物質容易被引力影響,所以天體質量大到一定程度後就會成為氣態巨行星,它們的流體靜力平衡也就做的更好。

太陽系內的木星和土星就是氣態行星的代表,它們表面紛擾的大氣也決定了它們比地球更圓,而對於由等離子體構成的太陽來說,情況也是差不多的,因為等離子體也遠比固體物質容易被引力影響。

在地球上,海面遠比地面平整也是這個原因,因為液態遠比固態的可塑性強。

其實地球的引力並沒有我們想象得那麼強,一塊小磁鐵從地面吸起一根針這一過程,背後折射出的就是地球60萬億億噸質量帶來的引力,還不如一塊小磁鐵的事實。



  

總的來說

總的來說

從國際空間站上的宇航員生活視頻,到我國空間站上的生活視頻,我們都能看到宇航員們喝水的畫面,在微重力的太空中,液態水馬上就會自發形成一個個小水球,這背後的原理和天體呈現球體外觀的原理是一樣的,都屬於流體靜力平衡。

天體的形狀雖然很大程度上由引力主導,但它自身的運動速度和狀態也會造成形變,因此天體的演化過程是涉及到許多公式的綜合過程。

同樣,宇宙也絕非是一兩個公式就能描述的,人類目前面對宇宙還有太多的疑問,也還有太多的宇宙規律等著科學家去發現和總結。