经常观看宇宙照片的朋友们,不知会不会和涛涛有一样的疑惑,为什么宇宙中每个星球大多都是圆形的?即便有的非常的不规范,可我们观测到的每个星系照片却全是扁平的,甚至有人认为垂直就可以飞出宇宙边界。那么星球的弧度究竟都去了哪里了呢?
在回答这个问题前,我们先搞清楚为什么天体都是球形的?当然,天体并不都是标准的球形,他们只是看上去像是球形,或者说几乎是球形的罢了。地球就是一个两极稍扁的扁球体,木星和土星由于其极高密度的大气,因而其两极看上去更扁。恒星、行星和其他天体之所以都是球形的,而不是正方形或是别的什么奇形怪状的样子,完全是万有引力作用的结果,任何物体都会对其他物体产生吸引力。
依据牛顿定律,万有引力的大小与两个物体间距离的平方成反比。而与物体相互间的位置无关,因而有多个不均匀分布的一样的粒子,总是倾向于聚在一起形成球状的团。在行星和恒星形成的过程中,同时还有许多其他力的作用。假设在宇宙大爆炸后一段时间里,有大量不同的粒子不均匀地分布于宇宙空间中,由此形成了一大片分布不均的物质云。在这片物质云中,粒子彼此吸引,但整体的万有引力却没有达到平衡,就仍有某种扰动力使其旋转。有些粒子可能因此而得到一颗伴星,那么两个天体间就有引力相互作用。
当然,这其中还涉及电磁学,摩擦学和热学等各方面的复杂问题。这时分散的物质云在引力的作用下逐渐聚合在了一起。同时,由于其本身的非均一性和某些外力的作用而开始自转。于是便形成了一个大致的,不是完美球形的旋转天体,它的形状将取决于其自转速度的大小。自转速度越快,其形状就越趋近于扁圆形。此外,这个天体的形状也与其组成物质的密度相关。假设有一个呈标准球形的台球,在旋转中,它会保持自己的外形近乎为球形。但若是一个旋转着的充水气球,则会呈两头扁,中间突出的扁球形。
事实上,天气大多有很大的质量和很高的自转速度,赤道附近的物质很可能会因此被甩离该天体,给他来一次瘦身运动。被甩脱的赘肉可能会四处分散开来,在某些情况下,也可能会通过类似的过程形成一颗球状的卫星。不仅如此,科学研究还表明星球只有是圆的才最稳定。
宇宙大爆炸以后,宇宙中的一些物质由于引力作用不断聚集在一起。当行星或者恒星的质量达到一定程度时,引力的挤压就会导致内部融化成为熔岩流体。此时这颗天体的形状将由引力与分子之间的斥力决定。分子之间的斥力虽然强大,但只有在很短的距离内才会有效。而引力的作用可以达到无限远。但是他是最弱的力,当分子之间距离过远时,引力就会将这些分子相互拉近并挤压在一起。
在分子过分接近后,斥力就会生效。他可以轻易战胜引力,将分子相互推开直至推到足够远后,引力再次打败斥力将其拉近。行星的整体结构就会在这样的循环中反复调整,直至达到平衡状态。当每一个部分都处于引力和斥力的平衡状态时,星球就会变成球形。正是因为行星在诞生后都会因为各种原因变成球形。所以我们才会把行星称为星球。值得注意的是,几乎所有的星球都是球形的。但是这个球型并不是百分百的圆形,基本上因为引力和自转都会成为一个椭圆形的状态。
既然星球是圆的才稳定,那为什么星系看起来都是扁的?其实答案已经很清楚了。星系之所以是扁的,即使不是扁的星系也会逐渐向扁发展。同样是因为他们处于这种形状下运转时最为稳定。星系比较复杂,每个星系中心都有一个超级黑洞作为该星系的引力源。星系中的一切恒星系,行星,中子星,甚至普通黑洞等,最终都围绕这个超级黑洞旋转,太阳也同样是牵引着整个太阳系,绕银河系中心的超级黑洞旋转,同时我们的太阳系也是扁平的圆盘状,甚至是土星环也是如此。
扁平结构是所有星系的最终结构,任何形状不规则的星系都在向扁平状态演变。而目光回到我们的太阳系,除了扁平外,有很大一块凸起,其中的所有物体大致都在同一平面上围绕太阳公转,这是为什么呢?其实太阳系的形状大致是中心凸起,外围有一个圆盘,类似于草帽的形状。而且凸起加圆盘是宇宙大小星系最常见的形状之一,凸出部分的原因很简单,因为引力。所有行星,太阳系和星系都是由引力坍缩形成的。但有一点非常重要,一开始分子云却是呈大致球形的,这是宇宙非常喜欢的形状。但是这些最初的分子云从来都不是完美的球体。换句话说,初始形状不是一个完美的球体,在它的三个维度上,一个维度比另一个维度稍微短一点。由于引力的作用,最短的方向塌的最快,而最长的方向塌的最慢。他最终形成了一个薄饼形状。如果重力是唯一的因素,那么所有沿着其他两个轴的物质,最终都会被拉向中心。这意味着只会有一个中心凸起。
当然,还有一个因素,星系在不停地旋转。由于旋转产生的离心力抵消了部分中心对其的引力作用。那些没有足够旋转动量的物质向内坍塌,成为凸起的一部分。而旋转足够快的物质将停留在外围形成圆盘,所以行星,太阳系和星系最终都是由这个凸出加圆盘的形状形成。
好了,这次的分享到这里就结束了。看完你有什么想说的呢?欢迎在下方留言讨论,喜欢我文章的朋友可以点个关注,内容更新时会在第一时间通知。我是涛涛随记,我们下次再见
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.