从地球到太阳,天体为什么都是球体,宇宙中有不规则的星球吗?


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从地球到太阳,天体为什么都是球体,宇宙中有不规则的星球吗?



地球月球 , 金星火星这些名称不同的天体在质量和体积上都有很大区别 , 表面环境也各不相同 , 但在众多不同点中它们其实还有一个共同点 。

那就是它们都是球体 , 或者都近似于球体 。
而且根据天文学家的研究 , 体积越大的天体所形成的球形越完美 , 比如直径1.28万千米的地球其实是个两极稍扁 , 赤道略鼓的不规则球体 , 极半径和赤道半径差了21千米左右 , 比值是1:0.99672 , 形象理解的话 , 如果地球是个直径1米的球体 , 那么赤道鼓起的部分也就比两极高3毫米而已 。

这个结果凭心而论 , 让很多篮球足球都不如地球像球 , 但地球的完美程度比起1.5亿公里外的太阳来 , 还是差点意思 。

作为太阳系内体积和质量最大的天体 , 如果把太阳也缩小为直径1米的球体的话 , 那么它的赤道部分只会鼓起0.1微米 , 注意是微米 , 也就是千分之一毫米 , 比地球缩小后的3毫米还要再精确几个数量级 。
但你有没有想过天体为什么都是圆球形状的呢?
为什么不是甜甜圈形状或者立方体形状呢?

这次我们就来回答这个问题
物理学家告诉我们 , 宇宙中有强力 , 弱力 , 引力 , 电磁力 , 这四大基本作用力 , 而天文学家告诉我们 , 在宇宙中引力才是支配所有天体的终极力量 , 剩下三个基本作用力支配的都是电子和原子核层面的微观世界 。

具体到每一个天体上来看 , 引力的存在使得组成它们的物质都有着不断向中心坠落的特性 , 牛顿之所以被苹果砸到脑袋 , 就是因为地核的引力在吸引苹果向地核坠落 。
但引力只有在天体质量达到一定程度后 , 才能强大到“均匀拉平”全部表面和整体外部形状 , 地球严格意义上来说并不平整 , 因为山峦起伏本质上就是地质活动在对抗地球引力 。

在真正的大质量天体比如中子星上 , 山脉起伏最高才只有1毫米 , 而且只能存在很短的时间 , 马上就会被中子星超强的引力“强行拉平” 。
物理学上把大质量天体在引力作用下外表逐渐向球体的演化过程 , 称为“流体静力平衡” , 而由于气态物质远比固态物质容易被引力影响 , 所以天体质量大到一定程度后就会成为气态巨行星 , 它们的流体静力平衡也就做的更好 。

太阳系内的木星和土星就是气态行星的代表 , 它们表面纷扰的大气也决定了它们比地球更圆 , 而对于由等离子体构成的太阳来说 , 情况也是差不多的 , 因为等离子体也远比固体物质容易被引力影响 。

在地球上 , 海面远比地面平整也是这个原因 , 因为液态远比固态的可塑性强 。
其实地球的引力并没有我们想象得那么强 , 一块小磁铁从地面吸起一根针这一过程 , 背后折射出的就是地球60万亿亿吨质量带来的引力 , 还不如一块小磁铁的事实 。

总的来说
宇宙中并不是所有天体都是球形 , 至少小行星带里的天体还都是不规则形状 , 因为它们的质量太小了 , 核心区域的引力远不足以把固态表面上的起伏“熨平” , 相较之下液态物质很容易就能完成“化身为球”的壮举 。

从国际空间站上的宇航员生活视频 , 到我国空间站上的生活视频 , 我们都能看到宇航员们喝水的画面 , 在微重力的太空中 , 液态水马上就会自发形成一个个小水球 , 这背后的原理和天体呈现球体外观的原理是一样的 , 都属于流体静力平衡 。

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