TUhjnbcbe - 2023/10/29 17:40:00
「本文来源：中国数字科技馆」自古以来，针对“地球是什么形状？”的讨论数不胜数。我国古书《周髀》中记载“天圆如张盖，地方如棋局”，这也正是“天圆地方”的由来。来源：网络而古巴比伦人和古印度人则认为地球是座海龟驮在背上的山，只不过，因为古印度人崇拜大象的缘故，他们想象中的这座山不是由海龟直接驮着，而是由屹立在大海龟背上的三只神圣的大象驮着。来源：网络相比之下，古希腊人的观点更接近正确答案一些（虽然理由也很草率）。他们认为大地是圆的，之所以这样认为，并不是因为他们有什么实质性的证据证明了这一观点，而是因为他们认为球体是几何图形中最完美的形状。直到麦哲伦历时三年完成了人类历史上的第一次环球航行，才真正证实了“地圆论”这一观点。来源：网络为什么地球不是正方体、圆锥体，而是近球体呢？难道真是有什么神秘的天外力量在操纵它的形状？跟着胖科一起来看看吧！1、不可或缺的电磁力物理课上大家都学过天地万物的存在状态大体可以分为三种：固体、液体和气体。由于分子间电磁力的相互作用关系，固体有明确的形状。液体分子之间的距离比固体远得多，分子间的电磁吸引力也就较弱，所以液体没有固定的形状。胖科：“水滴状”了解一下。液体不是没有固定的形状吗？那这是怎么回事儿呢？其实，液滴成球的主要因素是液体的表面张力，其本质还是回到了上文提到过的分子之间的电磁力上。还记得之前的“天空课堂”上展示过的一个画面吗？在没有地球引力的影响下，让滴液自由下落，表面张力会使滴液呈现完美的球形。这是因为形状为球形时液滴的表面势能最小，而势能最小时，系统最稳定，这就是“最小势能原理”。来源：网络2、无处不在的万有引力除了分子之间的电磁力之外，“万有引力”肯定不会缺席。只要有质量存在，就会有万有引力，因此物体中每个分子都会对其他分子产生吸引力，如果想要破坏物体的完整性，也就是说必须要克服分子之间的万有引力。除了自身的引力之外，物体双方之间也具有引力关系，且与物体的质量成正比，与两者之间的距离成反比。也就是说，物体之间的引力大小取决于它们的质量大小和两者之间的距离远近，和物体的形状是没有关系的。3、电磁力与万有引力相辅相成引力与质量相关，电磁力与质量无关，只和电量有关。对于小体积的物体来说，每个分子自引力的作用要比电磁力小得多，所以当电磁力＞引力，物体就能够保持自身的形状。但是当物体的质量增大到某一程度时，超过了临界点，引力就会战胜电磁力成为主宰，根据“最小势能原理”，物体最终就会变成一个球。在这种尺度之下，再坚硬的物体在引力的作用下，也会被“揉捏”成引力势能最小的形状——球体。而气态行星在引力主导的前提下，也会遵循这一原理。地球正是在这两种因素以及自转的作用下，成为了一个不是非常完美的“球”。虽然在地球表面，还是有山峦起伏等，但是这些山峦是地球板块运动造出来的，山的起伏和它本身的直径相比，这些可都可以忽略不计了。4、并不是所有的天体都是球体并不是所有的天体都是球体，那些尺度只有几十千米的小行星或彗星、慧核等形状更是千差万别，年造访太阳系的天外来客“奥陌陌”形状为类似雪茄的长条形。奥陌陌运行图片来源：网络土星、木星这样的气态巨行星除了上文中提到的两种作用力之外，也会受自转的影响，自转产生的惯性离心力在赤道附近最大、两极附近最小，在极点处等于零，因此，它们的形状会更接近于椭球状，再加上它们自身自转周期更短，所以扁平外形相当明显。也有人提出，如果天体的自转速度足够快，最终将突破椭球，成为一个环，因为环形会比椭球的势能更低，也更稳定。虽然这一说法目前还只是理论阶段，但也从侧面证明了天体形状的多样性和不可预性。但是可以明确的一点是：万有引力不会允许出现大质量的不规则天体。也就是说，不管是像地球这种内部熔融的天体，还是月球和水星这些内部已经固结的岩石天体，只要它的质量足够大，最终形状都为球体。而现在出现的这些形状各异的天体，都还处于被“驯化”的阶段，不过最终的“结局”也是显而易见——都将归结于球体。看到这里大家有没有一种豁然开朗的感觉呢？宇宙浩瀚无边，还有更多的未知等着我们去探索~对于宇宙大家都有哪些美好的期待呢？欢迎在评论区留言哦~