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宇宙中的天體全部都是圓的嗎

圖文 更新时间:2025-01-25 02:38:35

這漫天的星辰,每一顆都是太陽!

當我們擡頭仰望星空的時候,你也許會産生這樣的疑問:它們是什麼,距離我們有多遠,有沒有外星人?這些問題自然而然地就出現在我們的腦海裡。

除此以外,是否思考過這樣一個問題:夜幕中的星河鹭起,為什麼它們都是圓的?這是什麼原理?可不可以是别的形狀?

宇宙中的天體全部都是圓的嗎(為什麼宇宙中的天體都是)1

不僅如此,如果你對比一下各種星球,你會發現:星球的質量越大,它的形狀就越圓。我們可以從各個星球的最高山峰上看出一些端倪。

月球的直徑為3476千米,最高峰為萊布尼茲山,高度達到9840米,占比0.28%。

火星的直徑為6779千米,最高峰為奧林帕斯山,高度為21171米,占比0.31%。

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地球的直徑為12756千米,最高峰為珠穆朗瑪峰,高度為8848米,0.07%。

對一些極端天體來說,這個數字會更極端:

白矮星上的最高峰不會超過1厘米。

中子星上的最高峰不會超過1毫米。

在這幾個例子裡,哪怕是看上去最不圓的火星,它的圓潤程度也遠遠超過一顆兵乓球。

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其中的原理很複雜,但是核心原理就是:最小勢能原理。對一個物體而言,當其為球形時,它處于表面勢能最小的狀态,處于這個狀态下的物體最穩定。對一個系統而言:如果它的狀态不穩定,那麼它就會自發地朝着最穩定的方向發展——達到相對最小勢能狀态。

對宏觀物質而言,電磁力和引力是塑造出物體形狀的根本原因,這與其質量相關。

電磁力主導:

對體積普遍較小的物質來說,比如我們生活裡常見的塑料、泥巴、石頭等物質,這些物質内部的電磁力遠大于其自身的引力。

這些物質的形狀之所以是這個樣子,是由物質内部分子間的化學鍵所決定的,這些化學鍵之間的作用力就是電磁力,電磁力使得分子得以聚集在一起形成我們所看到的形狀。

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當然,我們必須要承認,分子之間也會産生萬有引力,但是這個力實在太小,不及電磁力的萬一。因此,分子間的引力無法對分子間的電磁力造成影響,所以物體不會因此發生化學鍵的斷裂,也就不會改變形狀。當然,外力的幹涉也可以改變,但這就不是自然狀态下的形狀了。

萬有引力主導

當物質的基本組成足夠多,從一個小石頭變成一顆巨大的星球後,這時候電磁力的大小沒有變化,但是萬有引力将變得非常巨大。此時,引力成為絕對的主宰,物質的形狀也會因此發生改變,朝着最小勢能狀态發展。

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在宏觀天體内,再堅硬的物質也會變得像面團那樣柔軟,根據“最小勢能原理”,在時間的支援下,星球就會慢慢變成球形。這也正是為什麼宇宙間大多數天體都是圓形的主要原因——引力決定形狀。

有人可能會說,地球的表面明明是高低起伏的啊,還有着水流,石頭,等各種可以移動的物質呀。當我們站在地球的視角上來看:在自然狀态下,這些流動的物質也會慢慢朝着“低點”運動,引力會吸引這些物質去往更低的地方。久而久之,星球也就更加傾向于變成圓形了。

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現代科學觀測:我們的地球其實是一個兩極略扁的“橢球”,這又是為啥呢?這是因為地球的自轉,以赤道上的一點為例,其速度能達到465米/秒,而在兩極則為0。因此,自轉産生的離心力在赤道最大,在南北兩極最小,因此地球就成了一個“大肚子”。

如果星球自轉速度更快,那星球就會變得更扁,這種現象在氣态形行星身上更為明顯,比如土星和木星,就是十足的橢球。

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如果在此基礎上進一步加快自轉,星球最終會變成什麼形狀呢?科學家們預測,可能會變成一個環形,像“甜甜圈”那樣。當然,這僅僅是科學家們的推測,到目前為止,科學家們已經發現了5000多顆地外行星和數不盡的恒星,暫時還沒有發種形狀的天體。

那這種理論中的天體可能會是怎樣的呢?可查看:

假如地球變了形狀:甜甜圈地球、立方體地球和空心地球雜談

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