在天上,不管是月亮還是遠(yuǎn)處的行星,好像都長得圓滾滾的。你有沒有過好奇,宇宙里那么多天體,為啥偏偏球形最常見?總不能是宇宙也偏愛圓潤的顏值吧?其實(shí)背后全是科學(xué)在操盤,今天咱們就用大白話把這事說透。
宇宙里的星球都不是憑空出現(xiàn)的,最早都是星云里的小塵埃、氣體慢慢湊一起形成的,就像滾雪球,先粘成小疙瘩,再越滾越大變成初始天體。但這時候的形狀還沒定,關(guān)鍵要看它長到多大。如果直徑?jīng)]超過500公里,質(zhì)量太小,引力就沒那么強(qiáng),連自己身上的硬骨頭(比如巖石的硬度)都掰不動,最后就只能保持不規(guī)則的樣子,比如小行星、彗星,有的像塊歪歪扭扭的巨石,有的甚至像個沒長好的土豆??梢侵睆匠^了500公里,引力就夠給力了,能把所有物質(zhì)都往中心拉,慢慢把天體捋均勻,最后變成一個球。
為啥引力一使勁就成球了?這里有個小原理:球形在同樣體積下,表面積是最小的。你吹氣球,不管怎么捏,一松手它還是會鼓成圓的,因?yàn)檫@種形狀最穩(wěn)定,不用費(fèi)勁維持。天體也是這樣,引力把物質(zhì)往中心拉,最后自然會形成勢能最低、最省心的球形,這在科學(xué)上叫流體靜力平衡,說簡單點(diǎn)就是引力和物質(zhì)的力量達(dá)成了和解,共同選了最舒服的球形。
不過很多星球也不是完美的正球,比如地球、木星,都有點(diǎn)扁。這鍋得自轉(zhuǎn)去背。星球轉(zhuǎn)起來的時候,會產(chǎn)生一種往外甩的力(離心力),赤道附近的物質(zhì)被甩得最厲害,就會稍微鼓起來,兩極則會扁一點(diǎn),最后變成扁球體。太陽系里木星轉(zhuǎn)得最快,一天才9個多小時,所以它的肚子鼓得最明顯,咱們地球轉(zhuǎn)得慢些,但赤道半徑也比極半徑長了21公里,別看這數(shù)字不大,要是從太空看,地球其實(shí)是個微胖的球。
還有個小細(xì)節(jié)幫了引力的忙:很多天體剛形成時,都是熱乎乎的熔融狀態(tài),像一團(tuán)粘稠的巖漿,或者像太陽那樣干脆是氣態(tài)的。這種能流動的狀態(tài)下,引力更容易把物質(zhì)拉得均勻,塑形也就更順利。比如說融化的蠟油滴下來,會自然變成小圓球,要是固體蠟塊,你想把它捏圓就得費(fèi)不少勁。
當(dāng)然,也不是所有天體都能圓起來,剛才提到的小行星、彗星,還有一些質(zhì)量特別小的天體,因?yàn)橐Σ粔驈?qiáng),掰不動自身物質(zhì)的硬度,就只能保持奇形怪狀的樣子。比如大名鼎鼎的小行星龍宮,長得就像一塊不規(guī)則的巖石,探測器拍回來的照片一公布,好多人都調(diào)侃“這哪像星球,明明是塊太空石頭”。
其實(shí)總結(jié)下來,星球的形狀就由三件事決定:引力是主力,負(fù)責(zé)把它往圓了拉,自轉(zhuǎn)是干擾項(xiàng),讓它稍微變扁,質(zhì)量是基礎(chǔ),夠大才能讓引力發(fā)揮作用,太小就只能歪歪扭扭。搞懂這三點(diǎn),再看星空圖的時候,你就能一眼分清 哪些是靠引力變圓的大天體,哪些是沒長夠分量的不規(guī)則小家伙。
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