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行星是球形的,這是理所當然的嗎?

2024-07-19科學

行星是球形的,我們認為這是理所當然的,就像我們認為玫瑰是紅色的一樣。但是你有沒有想過為什麽會這樣?為什麽它們不是圓柱形或立方體形的?我們生活中的物品為什麽不都是圓形的?可以是千奇百怪的?

嚴格的說,我們太陽系中沒有一顆行星是完美的球體,我們的太陽也不是。所有這些物體都應該更準確地描述為「扁球體」。它們在中間略微凸起,看起來就像有人坐在上面的籃球。從數學上講,在扁球體形狀的天體中,極地周長將小於赤道周長。所以在地球上,如果你從北極到南極再回來,你總共走了 39,931 公裏。而繞赤道的完整旅行會更長一些。那是因為地球赤道的周長是 40,070 公裏。因此,當你站在赤道的海平面上時,你離地球中心比在兩極都更遠。

在其他一些行星上,這種隆起更加明顯。看看木星就知道了。地球在赤道上的寬度僅比兩極寬0.3%。但木星的實際測量結果顯示,木星的差距要大得多。事實上,天文學家已經發現,這顆大行星在赤道處比兩極寬出整整7%。

造成扁球體形狀是兩個主要因素的結果:重力和旋轉。所有有品質的東西都會經歷重力,重力試圖向各個方向,向內壓碎物體。這種力將它們拉向一個共同的中心。隨著物體品質的增加,它的自重力也會增加。在超過一定品質後,這種向內的拉力變得具有壓倒性,以至於物體塌縮到自己身上並變成球形。但小品質的物體,比如香蕉或茶杯,可以抵抗這種命運,因為它們的自重力相對較弱,使它們能夠保持非球體形狀。然而,在行星、太陽和其他真正巨大的天體中,這種力是如此強大,以至於它們無法避免被扭曲成球體。

但重力並不是事情的全部。雖然重力使行星變成球形,但它們的旋轉速度同時試圖使它們變平。天體自轉得越快,其赤道隆起就越不成比例。這就是為什麽我們的太陽系中沒有完美的球體......只有扁球體。

但太陽幾乎是一個完美的球體,因為它的巨大重力和相對緩慢的25天自轉速度。天空中大部份恒星的旋轉速度要快得多,所以它們在赤道處有明顯的凸起。

這下我們知道了,有兩個因素導致行星大致呈球形,將它們均勻地拉向內部的重力和隨時間推移的旋轉速度。不過也有例外,2022年,科學家在泰坦座發現了一顆名為WASP-103b的系外行星,形狀像橄欖球。據信,由於其主星的強大潮汐力,它之所以形成這種形狀。這是目前唯一已知的非球形行星或系外行星。#深度好文計劃#