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TUhjnbcbe - 2023/3/26 21:55:00
北京中科刘云涛 http://pf.39.net/bdfyy/qsnbdf/190705/7277980.html

在人们的认知中,对很多事物的理解都存在着固定的思维。海水是蓝色的、积雪是白色的、血液是红色的、我们的地球是圆的等等,这都是我们认为理所当然的事情。

但是,你有没有想过为什么地球和宇宙中的星体都是圆的呢?其实,确切的描述应该是球形。为什么它们基本上都是球形的,而不是圆柱形或立方体呢?

宇宙太浩渺,在这里我们可以拿人类较为熟悉的太阳系里的行星来讨论这个问题。在我们的太阳系中,所有的行星都是球形的,包括太阳。但是,没有一颗行星是真正完美的球体,我们的太阳也不是。所有这些天体都可以更准确地描述为“扁球体”。这种形状的物体会在中间稍微鼓起来,就好像是一个被稍微压扁的篮球。

更确切地说,在一个扁球体形状的天体中,贯穿两个极点的圆周长要小于赤道周长。所以在地球上,当你从南极走到北极再走回南极,你需要走公里。当我们换一个方向,一次完整的赤道之旅要更长一些,这是因为地球赤道的周长是公里。因此,当你站在赤道的海平面上时,你离地球中心的距离比站在两极都要远。

现在,我们把视线放到其他一些行星上,我们会发现这个凸起的赤道可能更为明显。看看木星,地球赤道的宽度仅比两极之间的宽度宽了0.3%,但是木星的测量结果显示出两者之间的差距更大。事实上,天文学家已经发现,这颗体积较大的行星赤道的宽度比两极之间的宽度整整宽了7%。

好了,我们再说回行星为什么是球形,严谨的说法是扁球形。星体的这种形状其实是由重力和旋转两个主要因素造成的。天文学家解释称,所有有质量的物体都会受到重力的影响,重力会试图从各个方向将物体向内挤压。

换个说法,那是因为所有物体都会经受自引力,这是一种将原子拉向共同中心的力。随着物体的质量增加,它的自引力也会增加。在它超过一定质量之后,巨大的拉力会导致物体自身坍塌,变成球形,使物体表面所有的点距中心的距离基本一致,进而保持一个相对平衡的状态。质量较小的物品,比如香蕉或扳手,它们可以抵抗这种命运,因为它们的自重相对较弱,可以保持非球体的形状。然而,在行星、太阳和其他真正巨大的物体中,这种力量强大到无法抵抗,以至于它们无法避免的被“捏成”了球状体。

另一方面,重力并不能决定一切。当重力使行星呈现球形时,星体的自转速度正试图使它们变平。星体自转得越快,其赤道凸起的比例就越大。天文学家们表示,这就是为什么在我们的太阳系中没有完美的球体,只有扁球体。相比较而言,我们的太阳近乎是一个完美的球体,那是得益于它巨大的引力和相对缓慢的自转速度(25天)。而宇宙中,有相当大比例的恒星旋转得更快,所以在赤道处膨胀更为明显。

比如,我们熟悉的牛郎星(天鹰座α星)就是这样一颗恒星。它距离我们的母星只有16.8光年,是夜空中最明亮的天体之一。牛郎星的自转速度非常、非常快,每10.4个地球小时它就能完成一次完整的自转。因此,天文学家估计牛郎星的赤道的宽度至少比两极之间的宽度要大14%。同时,自转的转速也解释了木星的膨胀。毕竟,在这个气态巨星上的一天只有9.9个地球小时。

其他的力量也会影响恒星和行星,改变它们的形状。太阳和月亮的引力都会在一定程度上影响地球的形状,所以地球是会一个扁球体,远不是我们眼睛看到的那么完美的球形。就此而言,地球自身的板块构造也是如此。因此,我们的地球家园的质量并不是均匀分布的,事实上,它是相当粗糙的。

尽管如此,地球看起来还是比木星(和土星)圆得多。反过来,我们宇宙中的行星看起来都比它们的一些卫星更加圆。例如,火星上有两颗小卫星,它们都没有足够的自引力保持成扁球体。相反,它们的外形反倒更像是土豆的形状。

虽然,我们的地球不是一个完美的球形,但它对于人类而言,绝对是宇宙中最完美的地方(就目前而言)。

如果朋友们喜欢,敬请

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