玫瑰是紅色的,姑娘是漂亮的,便便是臭臭的,所以地球是圓的,這都是我們認為理所應當?shù)氖虑?,這也是我們認為事物的方式。但你有沒有想過為什么行星看起來像這樣?為什么它們基本上是球形的,而不是圓柱形或立方形?
當然,我們太陽系中的行星都不是完美的球體,也不單指我們太陽系。所有這些星球都可以更準確地描述為'扁球體'。具有這種形狀的物體在中間略微凸起。借用天文學家的,他們看起來像是一個有人坐著被壓癟的籃球。
在哈勃拍攝的土星照片中,你可以看到環(huán)狀行星中間的凸起
一般來講,扁球形的星球,極周長小于赤道周長。因此,在地球上,如果你是從北極前往南極,你會走上 39931公里。另一方面,赤道的完整旅程會更長一些。那是因為地球赤道的周長是40,070公里。因此,當你站在赤道的海平面上時,你離我們地球的中心比你在任何一個極點都要遠。
在其他一些行星上,這個凸起甚至更加明顯。地球在赤道上的寬度僅比從極到極寬0.3%。但木星的測量結(jié)果顯示出更大的差距。實際上,天文學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),這個更大尺寸的行星其赤道上比在兩極之間。
扁球體形狀是兩個主要因素的結(jié)果:重力和旋轉(zhuǎn)。所有具有質(zhì)量的物體,其重力都試圖通過各個方向向內(nèi)壓碎物體。
那是因為所有物體都有自重,這是一種將原子拉向共同中心的力。隨著物體的質(zhì)量增加,它的自引力也會增加。在它超過一定質(zhì)量之后,拉力過大到物體坍塌到自身并變成球形的程度。小物品,比如香蕉或扳手,可以抵抗這種命運,因為它們的自重相對較弱,允許它們保持非球形。然而,在行星,太陽和其他更大的物體中,自引力是如此強大以至于它們無法避免被扭曲成球狀體。
如此看來,星球應當都是球星,但事實上他們都是扁球形,又是為何?當重使行星呈球形時,它們的旋轉(zhuǎn)速度同時又試圖使它們變平。天體旋轉(zhuǎn)得越快,其赤道隆起就越不成比例。這就是為什么我們的太陽系沒有完美的球體,只有扁球體。太陽幾乎是一個完美的球體,因為其巨大的重力和25天的相對較慢的旋轉(zhuǎn)速度。宇宙中相當大比例的恒星旋轉(zhuǎn)得更快,并且在赤道處顯著膨脹。
比如最為著名的牛郎星。距離我們的家鄉(xiāng)僅有16.8光年,它是夜空中最亮的物體之一。牛郎星也非常非常迅速地進行旋轉(zhuǎn),并且每在其軸上完成一次完整的旋轉(zhuǎn)。因此,天文學家估計,赤道的赤道比從極到極的寬度至少高14%。轉(zhuǎn)速也解釋了木星的隆起。因為木星的旋轉(zhuǎn)周期僅為9.9小時。
其他力量也會影響恒星和行星,改變它們的形狀。雖然地球是一個扁球體,但它肯定球體。太陽和月亮的引力都會在一定程度上影響行星的形狀。就此而言,地球自身的板塊構(gòu)造也是如此。因此,我們地球的質(zhì)量并不是均勻分布的,事實上,它是非常雜亂無章的。
盡管如此,它看起來比木星要完美得多。反過來,我們宇宙中的行星看起來比它們的一些衛(wèi)星更加球形。例如,火星有兩顆小衛(wèi)星,它們都沒有自重引入扁球體。相反,它們的外觀通常被描述為。
綜上所述,影響星球成為扁球形的原因有三:自引力、自轉(zhuǎn)以及其他星球的引力。那么,會不會有某些特定的星球,因為某些特定的引力而導致它們成為正方體或者圓柱體呢?至少目前沒有發(fā)現(xiàn),但一切尚未可知,因為宇宙是無窮的……