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星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?

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online_member 发表于 2024-5-18 23:08:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
导语

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?12 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


宇宙无疑是科学研究的最前沿,也是人类最为未知的领域,其中有太多耐人寻味的现象,例如在宇宙空间中我们常常能够看到各种形状奇特的星球,但确实还没有人发现可以和地球一样规整的物体,那为什么大家常常会说“星球是圆的”呢?
又为什么在宇宙中看不到各种花式的星球?

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一、球形天体的形成。

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众所周知,宇宙中有着无与伦比的巨大引力,足以影响天体的本质,也正是因为如此,大质量天体在形成的过程中,就很容易被引力拉得变形甚至破碎,所以我们看到的大部分天体都是近似圆形,甚至更圆的球形,那么这是为什么呢?

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?672 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


物理学中有一个原则:事物要想保持运动状态,就需要消耗能量,反之则会从外界获得能量,最终趋于稳定的状态,而在宇宙中,物质是非常稀疏的,所以宇宙中的物体都处于极其稳定的状态,那么天体就是指这样的物体,正如其名,天体指的是能够呈现特殊形态的物体。
在强大的引力下,天体的形态是非常有规律的。

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?125 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


那么为什么大质量的天体总是呈现球形呢?
这是因为引力会将天体的各部分吸引到中心,形成流体静力平衡。
地球就是这样的一个天体,也是非常接近完美球体的一个物体,地球的重力是将所有的物体吸引到地心,形成天体上的重力井,所以天体中任何一点的重力都是垂直的,重力方向到处都是向天体中心方向,因此所有的东西都会向地球的中心落,正如牛顿形容地心引力“万有引力使一切物体向地球的中心处落”。

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?736 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


地球的一切物体都被地心引力所吸引,自然就会向地球中心的方向移动,这就导致地球的整体形状趋于球形。
这个非常接近几何概念的球形就是球体,它几乎处处相等的半径,看起来就像是一个天然形成的正圆。
二、为什么不是球体?

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?419 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


但是,尽管球体是几何概念,但大质量的天体越接近完美的球体。
这也是地球为什么早期的科学家通过测量地球的周长和赤道的周长证明了地球是圆的,这只是近似的,要达到完美的球形,必须满足以下两个条件。
第一,天体的质量要足够大,足以对物体产生相当的重力,而且还需要足够的时间,才能将其各部分吸引到中心形成球形,否则会像月球一样受到捕获体力的影响。

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?724 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


月球的质量远不如地球,所以月球无法将自己的形状变得和地球一样圆,所以月球看起来像是一个半圆形。
同样的,太阳的质量也不是足够大的,尽管它也表现的很圆润,但由于太阳的质量还不够大,所以它看起来是稍微有些扁的,所以从这个角度来说,质量越大的物体越是接近完美的球体,所以黑洞的形状就可以说是宇宙中最圆润的。

星球为什么都是圆的,宇宙这么大,为啥没有其他形状的星球?25 / 作者:哲911 / 帖子ID:126921


第二,需要满足内部是流体物质的条件,因为流体物质能够满足流体静力学平衡。
这是因为流体是由液体和气体组成的,它们不像固体那样有着牢不可破的分子相互吸引,所以它们不会保持一个稳定的形状,而是一直在变形。
在流体的静力学平衡下,流体中的每个分子都会受到相等的压力作用,这样一来,内部的分子之间就会呈现出稳定的状态,因此流体容易呈现出规则的状。

比如说地球的内部就是熔融的岩浆,但是由于外部的岩石的作用,岩浆的流动是十分缓慢的,所以内部的流体就处于一种状态,随着地球的外部岩石被碾碎的过程,内部的熔融岩浆就会一点一点地往外流动,这样就导致地心附近的空间会被填满,地上的岩石就会因为地心附近的岩浆比较多,所以会受到更大的压力,这样在逐渐的挤压下,就导致地球越来越圆。
三、有哪些不是。

其实,在现实世界中,除了地球、系外行星、卫星和太阳等之外,很多小行星和彗星由于质量不足,根本无法形成流体静力平衡,所以就呈现出了不规则的形状,有些貌似破碎了一样,有些东倒西歪,甚至还有正方形的。
而人类现在所知道的宇宙中的大质量的天体,只有银河系中的猎户座星云,这个星际云从远处看像一个纺锤形,从近处看有很多肿块,看上去像一条巨大的脚链,还有一个宇宙中罕见的环形星系,并且地球的形状也不是完全没有变化,它受自转的因素以及月球的影响,地球呈现出一个椭圆形,不过这种椭圆形也很接近球形。

那么如果有人想要在太空中建造一座完全规整的太空设施,是不是就必须要按照球形来建造呢?
其实这个也只是一种建议,显而易见,从古至今,人类还从来没有在太空中建造过一座球形的太空城,也就不再有人会去建造一座球形的太空城,这是有原因的。
人类建造太空设施的目的是让人们能够在太空中生活,因此太空城的形态取决于太空城的使用目的,并不是说只有球形才能满足,当然也不是说太空城可以有各种形态。

在没有人类的行星之前,人类首当其冲的问题就是应该如何适应太空中的微重力环境。
所以未来人类建造太空设施的时候,只需要知道这些建筑物要符合流体静力学平衡,并且有利于人类进行生存就可以。
这样人类就会有许多有趣的天体可以建造,例如可以通过环绕太空城的轨道让太空城呈现甜甜圈形,也可以考虑通常见到的“轮辐状”,这些轮辐状的太空城构造很奇特,当然还可以考虑盒子状的天体。
四、未来的可能。

从理论上来说,只要不违反流体静力学平衡的条件,就可以建造任何几何形状的太空城。
或许人类还可以建造螺旋形的太空城,多面体的太空城,有了多样的天体,或许人类还能建造出联系这些天体的天体链,将太空城和太空城相互连接,将太空城呈现出类似于植物的结构和动物的形态,人类还可以通过建造重力产生器,对太空城的微重力环境进行调整,从而获得更多复杂的、更有趣的形态。

实际上,无论是人类的太空城还是自然天体,都是受到引力的影响,在这种自然机制下,太空城不可能被引力拉扯得变形、碎裂,也不会受到星体碰撞或接近的影响导致变形,甚至破碎,个体之间还会相互吸引,所以理论上,在人类建造太空城的过程中,可以创造出更多有趣的形状,提高空间利用效率的同时,还可以提高美学价值。
如此看来,在地球这个自然机制下,太空城将是人类的艺术的杰作。
五、总结。

人类在构建太空城的时候既可以遵循自然法则,又可以按照自己的意愿进行构建,所以人类未来极其有可能建造出更艺术的太空城,让太空城的形态更加多样化,如果有一天真的建造出这些天体,人类就可以立足于这些太空城,继续征服宇宙。
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