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科普小知识:行星为什么都是圆的?

2019-09-12来源:北京青年网

当天文学家试图想出如何定义一个行星之时,其中所选定的标准之一就是其主体是否为球形,而非不规则。

科普小知识:行星为什么都是圆的?

实际上,冥王星在从行星降级之后被归类为“矮行星”的原因之一就是它是球形的——因为其形状意味着它仍然非常像行星,所以除“矮行星”之外就没有更为贴切的叫法了。

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然而,是什么让行星呈现出球形呢?为什么它们的形状是球形而不是别的呢?

科普小知识:行星为什么都是圆的?

前两个问题的答案很简单:行星之所以是球形皆由于重力。

太空中的材料在其自身引力的作用下聚集在在一起形成一个更大的结构,当天体的质量达到足够高之时,它的引力变得强大到足以克服材料的结构,然后开始变形(如果行星在其早期经历熔融阶段会起到更大的作用)。岩石(或冰、气体或其他)被拖向天体的重心,随着时间的推移,重力把材料拉成最简单的形状来处于最稳定的状态(达到流体静力学平衡):一个球体(忽略因自转产生的任何奇怪凸起)。

这可能需要一段时间,但如果没有任何其他较大的外力作用,这似乎是不可避免的。重力中心将成为物理中心,而质量足够大的行星将会成为球体。

科普小知识:行星为什么都是圆的?

假设在宇宙大爆炸后的一段时间里,有大量的粒子不均匀的分布在宇宙空间中,由此形成一大片分布不均匀的物质云,在这片物质云中,粒子间彼此相互吸引,但整体的万有引力却没有达到平衡,使得仍有某种动力使它旋转。更特别的情况是,它可能会由此而得到一颗伴星,那么这两个天体之间就有相互作用的力。这其中还可能涉及到电磁学,摩擦和热力学等复杂的问题。

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这时,分散的物质云在引力的作用下逐渐聚合在一起,同时由于本身的非均匀性和某些外力的作用而开始自旋,于是它便会形成一个非标准球形的旋转天体。它的形状取决于它的自旋速度。自旋速度越快,它的形状就越扁。此外,天体的形状还与组成它的物质的密度有关。

感受一下旋转的力量

想知道行星旋转时是什么样子吗?这其实不难办到。首先,确保你的周围没有障碍物。然后,你可以站着或者坐在转椅上转圈。先把手臂贴紧身体,然后把手臂伸出去,感受一下这两种状态有什么不同。你会感觉到当手臂伸出去时,手掌会比肩膀运动的快,所以手上的力就比较大。

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