大家經曆了這麼久的科學理論知識的學習,不知道有沒有發現,我們的地球是一個球體。包括初高中接觸到的太陽、月亮、天王星、木星、金星等天體都是球體。其實他們并不是一個标準的球體,但是通過我們天文望遠鏡的觀察,大緻都是球體的形狀。也許早就有同學有這樣的疑問,但是老師沒有将這一知識作為要點為我們講解。可能大家都知道其中的原理,但是又無法用理論知識進行解答,話到口中又不知從何說起。
為什麼宇宙中的天體都長一個樣呢?都是不約而同的球體,是什麼力量導緻他們相似的外形呢?又為什麼是統一的球體,而不是其它形狀的天體呢?
說到天體,宇宙中任何兩個天體都會受到萬有引力的作用。萬有引力定律指出:自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。
簡單地說,質量越大的東西産生的引力越大,這個力與兩個物體的質量均成正比,與兩個物體間的距離平方成反比。我們人類之所以能夠在地球上自由生存,也是因為萬有引力的作用。正是地球的引力作用,才讓人類被“吸附”于地球表面。包括地球對我們的江河湖海土地都有這樣一個引力作用的存在,我們被緊緊吸附在地球的表面。
其實很多天體都不是一個完美的球形,但是這些天體會由于自身質量的大小存在大大小小的引力。在宇宙中的這些天體,質量足夠大時,就會有較強的引力,就會對内核周圍的物質産生一個引力,這個引力來源于天體的正中心,也就是天體的内核。引力能将這些天體吸附于表面,并不斷向内核的方向收縮,這些物質的形狀也會不斷改變。那麼又有人會說,收縮之後的形狀也不能确定,為什麼不斷收縮之後物質的形狀會改變呢?這裡是由于剛性應力的作用。
剛性應力是什麼呢?每個物體都具有剛性應力,通俗來講就是一個物體為保證自身形狀不被改變而能承受的最大力量。一旦外界的力量超過這個物體的剛性應力,該物體的形狀就能夠被任意改變。
那麼為什麼最終偏偏是球體呢?
這便是勢能的作用了。勢能在這裡就是以天體中心為質點,天體的引力等勢面就是一個球體。等勢面就是在這個面上,所有的引力勢能都是相等的。通俗來講就是在這個面上,所有物體受到的來自天體中心的力,大小都是相同的,方向都是指向天體中心的。這就能夠确保天體的表面,每個地方都能夠受到大小相同的均勻分布的向内擠壓的力。直到這個力與天體本身的剛體應力相平衡,以保證天體的形狀不會在改變,使整個天體處于平衡狀态,便形成了天體的最終狀态——球體。
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