为什么太阳一直是圆的(太阳为啥不是方的而是圆的)
这个问题看起来很简单,也很弱智,但回答起来要大智若愚。
宇宙中没有方的星球,星球都是圆的。
但可能存在方的小行星,小行星基本都是怪模怪样的,没有统一形状。
但小行星一般不会被称作星球。
而太阳是恒星,恒星都是很大很大的星球,当然就是圆的了。
为什么会这样呢?
简单回答就是这个世界最本质的玩意就是圆的。组成物质的最小单元原子是圆的,新冠病毒是圆的,组成生物体的细胞多数是圆的,露珠是圆的,排球足球篮球是圆的,汽车轮子是圆的,星球为啥就不能是圆的?
或许真实因为星球是圆的,人类才做出了许多圆玩意呢?
以上都属笑谈,下面言归正传。
其实说到天体是圆的内在本质还是万有引力,是万有引力把这些天体凝聚在一起,拉扯成了一个圆球型。
万有引力是四种基本力中最弱的力。
我们知道,万有引力定律是:F=GMm/r²
就是说,引力值F的大小,与两个相互作用物体M和m的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
G是引力常量,取值约6.67x10^-11N·m²/kg²。
爱因斯坦广义相对论揭示了万有引力的本质,是质量对时空的扭曲,只要有质量的物体,不管大小,都会对时空造成扰动,表现出来的现象就是引力。
引力是弱力,是四种基本力中最弱的力,比强力差37个数量级,也就是小10万亿亿亿亿倍。
这一点从引力常量G就可以看出:1公斤的两个物体相隔1米时,其引力只有0.0000000000667N·m²/kg²。
因此小物体的引力很难检测出来,一般都会忽略不计。
但万有引力存在于宇宙每个角落,所有天体都归它“管”。
引力对相同质量相同距离的物体是一样的,不分高低贵贱一律平等。
宇宙所有天体都是遵循万有引力定律,在引力作用下诞生、运行、成长、毁灭。
而天体都是由无数小物质聚集起来的,这些小物质由于引力作用而聚集,渐渐形成一个引力中心(质点),所有同距同质量物体受到来自引力中心质点的力都是一样的,都有向中心聚集的趋势,当它们挤在一起时,就会成为一个球形。
这是万有引力的基本法则,只有当一个物体收缩成球形,才能够达到这个物体内部的引力平衡,因此球形是最完美、最稳定的存在。
在地球上,因为有重力存在,所有的物质都有垂直向下的趋势,所以一滴水滴下时,会呈现一个水滴形;但在空间站的微重力状态下,水滴就会漂浮在空中,成为一个圆球状。
引力虽然很弱小,但质量变大时就会很强大。
由于引力是很弱小的力,质量很小的物质引力很难显示出来,但当质量变得很大时,引力就会显示出它强大的一面。
在地球上,你怎么跳都跳不出引力的“掌心”,这时的引力还能忽略吗?
因此宇宙星球如果是流体的,包括等离子态或者液态时,形成时就很容易成为一个球形;但如果是刚体,比如像地球这样的岩石星球,就需要达到一定的质量,引力才能够拉平球面。
在宇宙中,一些小行星、卫星由于质量达不到产生拉平刚体表面的力,只能呈现出各种形状。
而大的宇宙天体,就都是球形的了。
在太阳系,矮行星以上才是球形天体。
国际天文联合会规定了行星和矮行星的定义,其中很重要一条就是:有足够的的质量,能以自身的重力克服刚体力,呈现流体静力平衡的形状。
何为流体静力平衡形状?就是圆球形或接近圆球形。
我们以矮行星为界来说明这个问题。
灶神星直径约500公里,质量约2.7x10^20kg,也就是约27亿亿吨。但这颗天体还是一个不规则的土豆状,因此视为没有克服自身刚体力达到流体静力平衡状态,所以没有成为矮行星,只能成为迄今已知最大的一颗小行星。
谷神星直径约950公里,质量约9.43x10^20kg,就是约94.3亿亿吨。这颗天体外形呈现出了一个球形,因此被列入了矮行星行列。
刚体天体成为球形需要多大质量?
以上例子,看起来是直径和质量达到一个标准,星球就会呈现球形。实际上,刚体星球成不成球星,与直径毫无关联,质量才起着决定作用。
一个中子星的直径才20公里左右,但呈现出一个完美的球形。
那么刚体星球要多大质量才会呈现出一个球形呢?目前尚无准确定论。
但我们可以从上述灶神星或谷神星的例子得出一个大致结论:刚体天体要成为一个球形,所需的质量在27亿亿吨~90亿亿吨之间。
恒星都是质量巨大的恒星,当然就更不要说了。
太阳是一颗恒星,质量为1.9891x10^30kg,也就是198.91万亿亿亿吨,是地球的33万倍。
而且所有恒星都是等离子态的流体星球,流体是最容易取得流体力学平衡的,它不成为一个球形还能够成为什么形状呢?
结论:引力是使天体成为球形的唯一决定因素,能不能成为球形取决于天体的质量。
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