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宇宙中的星球都是圓的?這是錯覺!

2024-09-02科學

當我們仰望星空,看到的星球似乎大多都是圓形的,這很容易讓我們產生一種錯覺:宇宙中的星球都是圓的。然而,事實並非如此。

星球呈現圓形,主要是因為重力的作用。對於質素較大的天體,重力是向中心聚集的。在重力的影響下,物質會向天體的中心塌縮,而球形是一種能夠使各個方向上的力達到平衡的形狀,所以星球會逐漸形成圓形。就像地球上的水會往低處流一樣,這是受到地心重力的影響。固體的巖石等物質在天體尺度上也可以「流動」,比如山體滑坡、碎石墜落以及地震等地質活動,長時間的作用下會讓天體越來越接近球形。如果是像木星、太陽這樣的氣體星球,由於其「流動性」更大,表面也就更加「光滑」,更容易呈現出球形。

不過,只有質素比較大的天體,才有形成球形的基礎。如果質素比較小,重力也就非常微弱,是不足以形成球形的。例如,我們不會看到路邊的一塊石頭在重力的作用下變成球形。在天文學上有一個術語,叫「自身重力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀」或者是「達到流體靜力平衡形狀」,這也是太陽系內區分天體的標準之一。像太陽系內最小的矮行星谷神星,直徑大約 950 公裏,比它小的都是小行星。但也有一些比谷神星小的小行星呈球體,如智神星等,不過由於小行星和矮行星之間沒有明確的數據界限,所以這些小行星能否晉級為矮行星一直懸而未決。

而且,宇宙中還存在著各種千奇百怪形狀的天體。比如奧陌陌、2014mu69 等就是不規則的星球,它們的外表獨特,不僅不是圓形,也不是橢圓形,而是扁平狀,不過這並不是星球自然形成的,而是經過撞擊等因素而形成的。

此外,即使是一些較大的天體,也並非絕對的圓形。比如地球,其實是一顆橢圓形的星球,原因就在於地球的重力大,其次是自轉速度快,所以導致地球看起來是中間稍胖,南北較扁。木星是太陽系自轉速度最快的行星,它的赤道半徑為 71492 公裏,極半徑為 66900 千米,前者是後者的 1.069 倍,所以木星的外形非常扁。土星也是高速自轉的氣體行星,雖然自轉速度比木星慢一些,但土星密度比木星更低,所以也更扁,它的赤道半徑為 60268 公裏,極半徑為 54364 公裏,前者是後者的 1.109 倍。在距離我們大約 1800 光年的位置上,還有一顆名叫 wasp - 103b 的系外行星,它是一顆巨大的氣體行星,甚至比木星還大,質素是木星的 1.5 倍左右,由於它距離宿主恒星很近,表面溫度很高,氣體熱脹冷縮,再加上宿主恒星巨大的重力,它硬生生被拉成了橄欖球的形狀。

總之,宇宙中的天體形狀是多種多樣的,並非都是圓形,甚至可以說沒有絕對的正球形天體。天體的形狀不僅和它自身的內容有關,如質素、重力、自轉速度等,還要看它是否受到其他天體的影響。而我們所看到的圓形星球居多,主要是因為那些質素較大的天體更容易形成球形,並且這些天體更容易被我們觀測到,從而給我們造成了宇宙中的星球都是圓的這種印象。隨著科學技術的不斷發展和對宇宙探索的不斷深入,我們或許還會發現更多形狀奇特的天體,進一步豐富我們對宇宙的認知。