在宇宙 , 有无数各种各样的天体 。奇怪的是 , 不论是恒星还是行星 , 再或者是一些卫星 , 都是球形的 。很多人都问过我:为什么这些星球都是球形的呢?到底是什么力量导致的呢?
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其实 , 星球呈球形的原理 , 和地球上的水流动的原理是一样的 。为什么自然界的水都是从高往低流的?为什么你不会在自然界看到江河湖海出现高低错落的稳定形状呢?答案很简单 , 那就是它们受到了地心引力的作用 , 就会往地势低的地方流动 。
这里所说的"高"和"低" , 其实都是相对的概念 。地球是球形的 , 哪里有绝对的高和低呢?所谓的低 , 其实就是更靠近地球质心的位置 , 也就是离地心更近的地方 。
水是如此 , 固体也一样 。别看岩石非常坚固 , 但是在天体尺度上看 , 它们同样可以“流动” 。比如山体滑坡、比如碎石坠落 , 其实都是固体的岩石以自己的方式“流动” 。它们落在了地面上 , 和原本在山上相比 , 就更靠近地心了 。
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这是小规模的变化 , 还有大规模的变化 , 那就是地震 。在地震发生时 , 会有更多山体发生破裂 , 更多的石头落下来 。类似的还有火山等地质活动 , 都能产生相同的效果 。一两次地质活动导致的变化和整个星球相比微不足道 , 但时间足够长的话 , 就会让一个天体越来越接近球形了 。
有的时候 , 仅仅一次地质活动 , 就能产生比较明显的效果 。比如2011年日本的大地震 , 甚至让地球自转速度加快了1.8微秒!这就是因为地震导致地球更接近球形 , 自转的力臂减小 , 角动量不变 , 所以角速度加快了 。
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这还是像地球这样的固体星球 , 如果是木星、太阳这样的气体星球 , 由于“流动性”更大 , 表面也就更加“光滑”了 。
但对于它们来说 , 还有另外一个情况 。尽管流动性大让它们更加光滑 , 但外形也更容易产生变化 。虽然它们的局部像水一样不会产生固体这种有棱有角的高低结构 , 但其整体还是可能出现变形的 。
以木星为例 , 它是太阳系自转速度最快的行星 , 只需要9小时55分30秒就能完成一次自转 。由于赤道最大 , 再加上气体行星比较蓬松 , 所以木星的外形非常扁 。其赤道半径为71492公里 , 极半径为66900千米 , 前者是后者的1.069倍 。
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土星和木星一样 , 都是高速自转的气体行星 。虽然自转速度比木星慢一些(10时33分38秒) , 但土星密度比木星更低 , 所以也更扁 。它的赤道半径为60268公里 , 极半径为54364公里 , 前者是后者的1.109倍 。
土星的形状夸张吗?还有比它更夸张的天体 。
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在距离我们大约1800光年的位置上 , 有一颗名叫WASP-103b的系外行星 。它也是一颗巨大的气体行星 , 甚至比木星还大 , 质量是木星的1.5倍左右 。
它还有一个特点 , 那就是距离宿主恒星WASP-103非常近 , 不到日地距离的2%(约300万公里) 。因此 , 它的表面温度也相当惊人 , 达到了2508K 。我们知道 , 气体是会热胀冷缩的 , 所以它比木星还要更加蓬松 。再加上宿主恒星巨大的引力 , 它硬生生被拉成了橄榄球的形状!
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总而言之 , 宇宙天体的外形不仅和它自身的属性有关 , 还要看它是否受到其他天体的影响 。只不过大部分天体都距离其他天体比较远 , 所以通常都是“自己说了算”的 。
其实 , 即便是固体的 , 地球也会因为自转呈现出椭球状 。地球的赤道半径为6378.137公里 , 极半径为6356.752公里 , 虽然没有木星和土星那么夸张 , 但还是非常接近正球体的 。
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