事实上,行星呈球形的原理与地球上水流的原理是一样的。自然界中的水为什么会从高处流向低处?为什么在自然界中看不到稳定形状的河流、湖泊和海洋?答案很简单,那就是它们受到重力的影响,会流向低洼地区。
这里所说的“高”和“低”其实是相对的概念。地球是球形的,那么绝对的高点和低点在哪里呢?所谓低,其实就是指距离地球质心较近的位置,也就是距离地球中心较近的地方。
对于水来说是这样,对于固体也是如此。尽管岩石非常坚固,但它们也可以在天体尺度上“流动”。例如,山体滑坡和砾石瀑布实际上是坚固的岩石,它们以自己的方式“流动”。他们降落在地面上,比原本在山上的位置更靠近地心。
这些是小规模的变化,还有大规模的变化,就是地震。当地震发生时,更多的山体崩塌,更多的岩石掉落。火山等类似的地质活动也会产生同样的效果。一两次地质活动造成的变化与整个地球相比微不足道,但如果时间足够长,一个天体就会越来越接近球体。
有时,仅一项地质活动就能产生明显的影响。比如2011年日本大地震甚至使地球自转加速了1.8微秒!这是因为地震使地球更接近球形,自转力臂减小,而角动量保持不变,因此角速度增大。
这仍然是一个像地球一样的固体行星。如果是像木星或太阳这样的气态行星,由于“流动性”更大,表面会更“光滑”。
但他们还有另一个故事。尽管它们的流动性使它们更光滑,但它们也更容易发生形状变化。虽然它们的局部不会产生像水一样的固体的有角的高低结构,但整体仍然可能会变形。
以木星为例。它是太阳系中旋转最快的行星。完成一圈仅需9小时55分30秒。由于赤道最大,而且气态行星相对蓬松,木星的形状非常平坦。它的赤道半径为71,492公里,极地半径为66,900公里。前者是后者的1.069倍。
土星和木星一样,是一颗快速旋转的气态行星。虽然自转速度比木星慢(10小时33分38秒),但土星的密度比木星小,所以比较平坦。它的赤道半径为60,268公里,极地半径为54,364公里。前者是后者的1.109倍。
土星的形状夸张吗?还有更夸张的天体。
距离我们约1800光年,有一颗名为WASP-103b的系外行星。它也是一颗巨大的气态行星,甚至比木星还大,质量约为木星的1.5倍。
它还有一个特点,就是距离主星WASP-103非常近,不到太阳与地球距离(约300万公里)的2%。因此,它的表面温度也相当惊人,达到了2508K。我们知道气体遇热膨胀,遇冷收缩,因此它比木星还要蓬松。再加上宿主恒星巨大的引力,被拉成了足球的形状!
总而言之,宇宙中某个天体的出现不仅与它自身的属性有关,还取决于它是否受到其他天体的影响。只是大多数天体与其他天体的距离都比较远,所以通常都是它们说了算。
事实上,即使是固体,地球也会因自转而呈现椭球体的形状。地球赤道半径为6378.137公里,极地半径为6356.752公里。虽然不像木星和土星那么夸张,但仍然非常接近完美的球体。
不管地球表面有高山有盆地,在我们人类看来高低起伏,即使是最高的珠穆朗玛峰(8848.86米)或最深的马里亚纳海沟(11034米)也无法与地球相比。地球平均直径为12756公里。值得一提的是。如果地球有苹果那么大,那么珠穆朗玛峰的高度就和苹果皮差不多,几乎等于什么都没有。即便如此,我们也不能说地球是一个完美的球体。
从这个角度来看,宇宙中并非所有天体都是球形的。
而且,只有质量较大的天体才有形成球形的基础。如果质量比较小,引力就很弱,不足以形成球体。我们不会看到路边的一块石头在重力的作用下变成了球体。
因此,“一块岩石”的质量能否达到球形的程度,应该有一个分界线。天文学中有一个术语叫“它自身的引力足以克服它的刚性力,使天体呈现球形”或“达到静水平衡形状”。
在太阳系中,这也成为区分天体的标准。凡是不符合这个标准的天体都统一称为小行星。符合这个标准的行星称为矮行星或行星。与冥王星一样,它满足这个标准但不满足下一个标准,因此被归类为矮行星。
太阳系中最小的矮行星叫做谷神星,直径只有约950公里。较小的行星都是小行星。事实上,当谷神星第一次被发现时,它就被归类为小行星。直到矮行星的概念出现后,才因其球形而被提升为矮行星。
在太阳系中,还有一些比谷神星更小的小行星,也是球形的,比如智神星。然而,由于小行星和矮行星之间没有明确的数据界限,因此这些小行星是否能够晋级的问题一直存在。
至于比它们小的天体,形状也是各种奇特,比如日本探测器采集样本的小行星龙宫
1993年伽利略号探测器近距离访问了小行星艾达
更夸张的是星际天体“Oumuamua”,它从其他恒星穿越浩瀚宇宙来到太阳系。
用户评论
浮光浅夏ζ
这个话题真是太有意思了!我一直很好奇为什么星球是圆形的。
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烟花巷陌
肯定是因为重力把它们拉成这样子吧?
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凉笙墨染
上网查了一下,好像叫万有引力… 真的很难想象这么强大的力量在作用
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熏染
我猜可能是星球形成的时候就开始形成了这个形状。像水滴一样嘛
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青瓷清茶倾城歌
圆形对能量的分布是最稳定的?
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颓废i
太烧脑了,感觉宇宙深处还隐藏着很多秘密!
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追忆思域。
书上看过说土星有一点扁塌的感觉,证明不是所有星球都是完美圆形的吧?
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暮染轻纱
如果重力真的这么强大,那我们地球是不是随时都可能会被拉变形啊!
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万象皆为过客
有没有可能在宇宙中还存在着其他形状的星球呢?
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遗憾最汹涌
这个标题把我勾起来了!我要去搜一下相关的资料!
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莫失莫忘
物理学真的太复杂了,我不太懂那些公式和原理……
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野兽之美
说不定某个星球是方形的…… 哈哈,想想就觉得很有趣!
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逃避
我一直都觉得宇宙好神秘啊!
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枫无痕
要研究这问题还需要很多科学家不断的探索吧?
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我绝版了i
太难想象了,宇宙中充满了我们无法 fathom 的奥秘!
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孤者何惧
我想了解一下万有引力如何起作用呀!
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愁杀
我记得看过一部科幻电影,里面有一颗红色的星球是方形的…好酷哦!
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〆mè村姑
地球是不是真的像我们看到的那样圆形的啊?还是说有什么别的形状?
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|赤;焰﹏゛
宇宙中的星球形态多样化也许是更高级的存在…
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