這是我們認(rèn)為理所應(yīng)該的事,正如玫瑰是紅色的,,行星自然是球型,。事實(shí)就是這樣的,不是么,?畢竟,,如果不是球形,我們構(gòu)建太陽(yáng)系模型時(shí)將面對(duì)更多挑戰(zhàn):不能使用小的泡沫球,,我們不得不制作一大堆二十面體形狀的行星模型,。 圖解: 在這張由哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的土星照片中,,你能看到一個(gè)土星環(huán)中間的凸起,。 但,你有想過(guò)為什么行星是球形的么,?為什么它們基本上都是球形,,或者說(shuō)為什么不是圓柱形、方形,? 對(duì)此,我們應(yīng)該直言不諱,實(shí)事求是,。在太陽(yáng)系中沒(méi)有一個(gè)行星是標(biāo)準(zhǔn)的球體,,包括太陽(yáng)。它們的形狀更傾向于描述為“扁球體”,。具有這種形狀的物體中間微微凸起,。借天文學(xué)家Phil Plait的比喻:它們看起來(lái)就像是被人坐在上面的籃球。 從數(shù)據(jù)上講,,具有扁球形的行星的極地周長(zhǎng)小于赤道周長(zhǎng),。地球也是如此,假設(shè)你從北極到南極再返回北極,,你總共走了24812英里(39931km),。另一方面,一個(gè)完整的環(huán)赤道游會(huì)更長(zhǎng)有點(diǎn),。這是因?yàn)榈厍虻某嗟乐荛L(zhǎng)為24900英里(40070km),。即,當(dāng)你站在赤道海平線上比在任何一個(gè)極地海平線離地球中心更遠(yuǎn),。 在其它一些行星中,它的凸起甚至更加明顯,,比如木星,。地球的赤道只比極地間寬0.3%。但,,木星的測(cè)量值顯示了更大的差異,。實(shí)際上,天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)加大號(hào)行星的赤道比兩極間足足寬了7%,。 扁球體的形成主要有兩個(gè)重要因素:引力和旋轉(zhuǎn),。華盛頓州戈?duì)柕谴鸂柼煳呐_(tái)主管Troy Carpenter,就在和我們通過(guò)郵件探討了此事,。他解釋到,,“任何有質(zhì)量的物體都會(huì)受到引力作用,并且引力會(huì)在各個(gè)方向向內(nèi)擠壓物體”,。 那是因?yàn)樗形矬w都受到自身引力,這是一種將原子拉向共同中心的力,。隨著物體的質(zhì)量增加,,它的自引力也會(huì)增加。在它超過(guò)一定質(zhì)量之后,,拉力過(guò)大導(dǎo)致自身坍塌并變成球形,。小物品 - 比如香蕉或扳手 - 可以抵抗這種事件發(fā)生,,因?yàn)樗鼈兊淖砸^小,允許它們保持非球形,。然而,在行星,、太陽(yáng)和其他真正巨大的物體中,,引力是如此的強(qiáng)大以至于它們無(wú)法避免被扭曲成球狀體。 “但引力并不是全部的原因,,” Carpenter說(shuō)道。當(dāng)引力將行星變成球形時(shí),,它們的旋轉(zhuǎn)速度同時(shí)試圖壓扁行星,。當(dāng)行星的旋轉(zhuǎn)速度越快,它的隆起便會(huì)越不成比例,?!斑@就是為什么我們的太陽(yáng)系中沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的球體——只有扁球體,” Carpenter告訴我們,。 “太陽(yáng)幾乎是一個(gè)完美的球體,,因?yàn)槠渚薮蟮囊?5天的相對(duì)較慢的旋轉(zhuǎn)速度。宇宙中相當(dāng)大比例的恒星旋轉(zhuǎn)得更快,,因此在赤道處有著更加明顯的隆起,。 圖解:像圖中的牽牛星一樣,,恒星的腹部也會(huì)隆起,。 牛郎星就是這樣一顆恒星。它距離地球只有16.8光年,,是夜空中最明亮的天體之一,。牽牛星的自轉(zhuǎn)速度非常非常快,,每10.4個(gè)地球小時(shí)就能繞其軸完成一次完整的自轉(zhuǎn),。因此,天文學(xué)家估量牽牛星在赤道的寬度至少比兩極之間的寬度大14%,。轉(zhuǎn)速也解釋了木星的膨脹,。畢竟,在這個(gè)氣態(tài)巨星上,,一天等于輕快的9.9個(gè)地球小時(shí),。 其它的力也作用于恒星和行星,改變它們的形狀,。雖然地球是一個(gè)扁球體,,但它肯定不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的扁球體,。太陽(yáng)和月球的引力都在一定程度上影響著地球的形狀。就此而言,,地球自身的板塊構(gòu)造也受此影響,。因此,地球各個(gè)部分的質(zhì)量并不是均勻分布的 - 事實(shí)上,,它是相當(dāng)粗糙的,、有起伏的。 盡管如此,,它看起來(lái)還是比木星(和土星)圓得多。反過(guò)來(lái),,我們宇宙中的行星看起來(lái)比它們的一些衛(wèi)星更加傾向于球形,。例如,火星上有兩顆小衛(wèi)星,,它們都沒(méi)有被自引力擠壓成扁球體,。相反,它們的外形通常被描述為土豆形,。 總的來(lái)說(shuō),,我們可以這樣描述地球:它可能不是完美的球體,但至少它面面俱到-扁球體,。 參考資料 1.Wikipedia百科全書 2.天文學(xué)名詞 3. science- NG-MARK MANCINI |
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