地球、太阳和月球都是圆的,为什么没有其他形状的星球?如何用科学解释?
大型行星形成之初,因其含有一定量的可裂变的重元素,这些元素的裂变反应产生巨大的热能,使其内部融化成岩浆,在自身引力的做用下形成球形。
而小的行星是已经衰老,温度降低,体内已经冷却变硬的行星相互撞击产生的碎块,形状各异就不用多说了。大型行星形成原于宇宙黑洞的喷发。黑洞吸入大量恒星物质,恒星中的重元素及铁等物质,会随着黑洞的爆发,从黑洞中心喷射出,而后互相吸引集合起来形成大小不等的行星。
黑洞物质喷出抵达的区域如果含有较多的氢气,这些物质形成的较大的行星就将氢气吸引到其表面,并将其压缩成液态,并进一步增加了行星的质量和引力,再吸引更多的氢气。结构跟土星木星类似。最后氢气成为含量最多的成分。
多个巨大的“氢气恒星”互相吸引碰撞,最后融合成一个巨大的恒星。我们所在的太阳系就是银河系黑洞喷发形成的。属于二次恒星,质量小,形成时间短。
宇宙大爆炸时,形成无数巨大的恒星,比太阳大得多,且燃烧迅速,许多恒星已演变成巨大的黑洞。
因为能称得上行星的天体都是有一定体格和质量的天体,所以它们的引力是比较大的。因为影响它形成的力主要是它自身的万有引力,所以加入其中的物质都会在其引力作用下进行分布,在距离球心不同的高度它们受到的吸引力也不相同;在距离球心相同距离处则基本上是相同的。
正是因为这样,这种把物质趋向于引力中心的力就把它们塑造成了一个球形,因为力学平衡就是其中的游戏规则,只有力学平衡了,就能稳定下来,否则就会继续改变,直到因平衡而稳定下来为止。
在宇宙中像地球这样的球状天体有很多,月亮是圆的,太阳也是圆的,太阳系列的其他七大行星也是圆的。像这种圆圆的球状天体被统称为星球。
汤圆需要人用手搓才能搓成圆球状,那么是什么力量把宇宙中的这些天体搓圆了呢?
在宇宙中,一般只有质量较大的密实天体才是球状的。月球是球状的,它是地球的卫星,质量比地球小。可宇宙中并不是所有卫星都像月球这么圆。木星就拥有太阳系中最多的卫星,不过木星的很多卫星都不怎么圆,只有那些质量较大的卫星才比较圆。像小行星、彗星等小天体都是不规则的。
由此可见,星体的形状与其质量有关,质量越大就越圆。而把这些星球搓圆的力量就是万有引力,质量越大引力越强,搓的也就更圆。
天体的形成源于引力,其形状也主要与引力有关。世间万物都是由微小的粒子构成的,这些物质在万有引力的作用下汇聚成团,最终像滚雪球似的越滚越大。
在星体形成时,物质会向引力中心收缩。引力源于质心,作用于四面八方,只有当这个天体呈球状时,各个方向上的力才能保持平衡,大质量天体的结构才能保持稳定。此时,这个星体便处于流体静力平衡状态,形状趋于圆球形。恒星不会向内坍缩或爆炸,就是因为处于流体静力平衡状态。
当质量超过一定的限度,天体就只能是圆形的。构成天体的物质也存在抵抗力,当质量较小时,引力太弱,无法克服天体自身的刚性,所以这些小天体的形状是不规则的。随着质量的增加,引力变得越来越大,在自重的作用下,即使是钢铁也会像面团一样发生形变,引力就会把这些天体搓的越来越圆。
一些引力场极强的星球,比如中子星,它不仅非常的圆,在超强引力的作用下,表面也非常的光滑,几乎没有太大的凸起。在引力的限制下,由于岩石结构强度有限,地球上的山最高也不会超过2万米。
此外,天体的形状还与其自转有一定的关系,在自转产生的离心力作用下,会 略成 椭球体。宇宙中基本上没有绝对圆的星球,也就是不存在形状是圆球状的天体,都只是近似为椭球体。
在太阳系内最圆的就是太阳,扁率(其值介于0和1之间,数值越小越接近圆球)仅为0.000009,真的非常接近标准的圆球体。而地球赤道半径比极半径多20来公里,地球的扁率为0.0034,只是个赤道略鼓的椭球体。太阳之所以这么圆,就是因为它的质量极大,占了整个太阳系总质量的99%。
其实,圆和球还拥有数学之美。在所有平面图形中,当周长相等时,圆的面积最大;在所有立体图形中,当表面积相等时,球的体积最大。此外,圆和球都是对称图形。
目前,人们认为地球起源于46亿年前的太阳星云。地球的形成同其他行星一样,经历了吸积、碰撞等一系列的物理演化过程。地球形成之初,温度较低,并无分层结构,后来地球温度收到陨石等物质的轰击、放射性衰变导致放热和原始地球的重力收缩等因素的影响而逐渐增加。
随着温度的升高,地球局部开始出现熔融的现象,地球内部物质的可塑性越来越大。在重力作用下,地球上的物质开始分离。像神话故事中写的那样,地球外部较重的物体逐渐下沉,下沉到地球中心,形成一个密度比较大的地核。内部较轻的物质逐渐上升。伴随着大规模的化学分离活动,地球就逐渐形成了现在的地壳、地幔和地核等结构层次。
我们可以了解到:无论星球的物质上升或下沉,其方向性都造成了星球近似球体的现象。物质下沉,好比球体表面任意一点运动到球心;物质上升,好比球心运动到球体表面任意一点。无论是物质的上升或下沉,都要借助一点,那就是星球整体物质的可塑性变高,这是前提。