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行星爲什麼是圓的 行星爲什麼是球體

來源:歐巴風    閱讀: 1.44W 次
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行星就是圍繞着恆星轉的天體,我們的太陽就是一顆年輕的恆星,地球、火球等就是行星,那麼大家都知道,現在的太陽系八大行星全部都是圓的球形,那麼這個爲什麼呢?是什麼原理導致行星都是球體。

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儘管我們都沒去過其他星球,但從小就被告知:所有行星都是球球,就跟地球一樣。

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立方體的地球或者其他行星,只好存在自己的胡思亂想中。

儘管懷疑精神就是科學精神的一部分,但都被填鴨式的教育給扼殺了。

覺醒,啥時都不算晚。問出好問題,就是覺醒的開始。

好問題終於來了,爲什麼行星都是球體的?本期我們就來搞清楚——這個看似簡單的問題。

先來看我們太陽系的八大行星,清一色都是球體。

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再來說說什麼叫行星?行星,簡單直白點說,就是會行會走的星星。當然這是古人觀天的思維。

對古希臘和其他文明來說,行星就是宇宙的漂泊者,所以行星的英文planet,就源自希臘語的【漂泊者】。

所有行星的共同點就是,圍繞着位置固定的天體運行,有時會消失不見,一段時間之後又重新出現在天空中。

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21世紀初,人類在遙遠的柯伊伯帶中發現了很多類行星的天體,於是,國際天文學聯合會怕混淆概念,誤導羣衆,爲此正式定義什麼叫【行星】,必須滿足三個條件纔算是行星(嚴格來說是太陽系的大行星概念)——

①行星必須是繞着太陽運行的天體;

②行星引力能夠使得自己的體型變成球體;

③行星體積足夠大,大到能夠清理門戶,清除自身軌道中的各種殘骸。

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正是因爲出臺了新規,深受愛戴的冥王星不符合第三條,所以在2006年被踢出「九大行星」,降級爲矮行星,就是比小行星大一些的天體。

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重點是第二個條件,所有行星通過自身引力,能夠讓自己體型變成球體——

這就是行星幾乎都是球形的標準答案。

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其實,所有物體都有自身引力,向中心方向拉扯的引力。

不管是你的身體,桌上的香蕉,還是我們的地球、月球,只不過前兩者自身引力太小太小,我們根本覺察不到,但後兩者正是決定自身體型的根本原因。

多說一句:爲什麼?這是因爲質量越大的物體,產生的引力就越大,不管是自身引力還是物體間的引力。因爲引力大小,其實是時空彎曲程度。

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行星的自身引力,就像車輪子一樣,壓力都指向中心。

學霸的說法叫引力勢能不斷給行星塑形,最終塑造成勢能均等的球體最穩定。

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所以呢,從小就很酷的我們,胡思亂想:那些立方體、金字塔、甜甜圈模樣的星星,是根本不可能存在的。

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問題來了,所有行星都擁有魔鬼身材,完美的球體嗎?當然不是啦。嚴格來說,所有行星都是扁球體,並不是標準球體。

拿我們地球爲例,你繞赤道走一圈,是40070公里。你穿過南北極點走一圈,卻是39931公里。兩者相差0.3%。

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這就是說,地球是個赤道隆起、兩極稍扁的扁球體。

再來看看更明顯的例子,太陽系最大行星木星,赤道腰圍要比兩極子午線一圈多出7%。第二大行星土星更明顯,多出10.7%。

這又是什麼原因造成的呢?主要是因爲天體旋轉造成的。這裏說的旋轉主要是指自轉速度。

簡單來說,背後規律是:行星自轉速度越快,扁球體型就越明顯。

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原理很簡單:引力讓行星變成球體,離心力讓球體變成扁球體。

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所有旋轉的物體,繞圈最大的部分必須轉得最快,赤道部分必須轉得最快。

學霸的說法叫角速度最快,這裏的離心力也就最大。

在行星表面引力相同的情況下,離心力最大的赤道地帶,時間一長,就會造成隆起膨脹的現象。

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再來看看各個行星數據,更加一目瞭然:

地球自轉週期就是一天(一個地球日),赤道隆起的膨脹率是0.3%;

木星自轉週期是0.41天,赤道膨脹率是7%;

土星自轉週期是0.44天,赤道膨脹率是10.7%。

等等,土星自轉週期比木星還要多一點,也就是說,自轉速度要比木星慢一點,爲什麼赤道膨脹率卻多出3.7%?

剛纔你不是說:天體自轉速度越快,扁球體型越明顯嗎?這不是自相矛盾嗎?所謂「行星自轉速度越快,扁球體型就越明顯」,當然是有前提條件的,這就是在各行星表面引力差不多的情況下。

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但作爲太陽系兩大氣態巨行星,木星和土星表面引力差異卻非常大,兩者相差1.5倍!

木星是土星表面引力的1.5倍,它倆在自轉速度差不多的情況下,對於氣態行星來說,表面引力比離心力更能決定行星體型,塑形功力更強!

剛纔說了:引力讓行星變成球體,離心力讓球體變成扁球體。

誰更強,誰說了算。

引力更強的木星,讓它變得更球體些;

離心力更強的土星,讓它變得更扁球體些。

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當然,這兩位氣態巨行星跟我們地球比體型,那是差遠了,畢竟地球屬於固態巖質行星,離心力想把它搞得扁球醜態些,並不容易下手。

其實,衡量一顆行星體型是否標準,有一個專有名詞叫做【扁率】決定它的是三個因素:引力、自轉週期、密度。

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太陽系所有行星類天體中,體型最完美的,其實是水星、金星。

這並不難理解,它倆自轉週期都很長,本身密度也很大,當然體型超好啦。

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至於說小行星帶、柯伊伯帶裏,那些長得跟地瓜、土豆似的小行星小天體們,之所以能長成那樣,最主要原因是天生的——自身引力太小了,無法變得更球些。

根據行星天文學家計算,通常一個直徑在1000公里以上的巖質固態天體,纔會變成球形行星。(所謂巖質固態天體,就像我們地球這樣。)

看來,不僅打鐵還需自身硬,美體也需自身強。

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