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【春说】为什么宇宙中的所有星球都是圆的?难道没有一个例外吗?

浏览:3     来源:半解智士

文章内容

你有没有注意过,望远镜里看到的所有星球,不管多大多远,几乎都是圆的。为什么宇宙不玩点“多边形”或者“方块星球”?难道没有哪颗星球能长得有点棱角吗?

 

宇宙不是喜欢圆,而是引力只允许它变成圆

很多人以为星球是“自然形成后长得像球”,但这不是自然的“偏好”,而是物理的“强制”。

 

从行星到恒星,甚至是黑洞,它们之所以变成球形,并不是因为它们想,而是因为引力不允许它们不是球

 

引力是一种各向同性的力——它从各个方向、以同样的方式向中心拉拽。这就意味着,当一个天体足够大、足够重时,它体内的每一个分子都会被向心拉扯,哪怕有棱角,也会被慢慢“拉圆”。

 

但“足够大”是关键。比如小行星和彗星,它们就经常是“土豆形”“花生形”甚至像个破烂煎饼。

NASA在2001年拍摄到的小行星“爱神433”,长34公里、宽11公里,形状就像一块被啃过的石头,完全谈不上球体。因为它的质量太小,内部引力不足以战胜岩石的结构强度,没法把自己“拉圆”

 

而一旦天体的质量超过某个临界点,比如直径超过600公里左右,它的引力就足以压过岩石的抗压强度,这时候,“圆”就不是选择,而是被塑造出的唯一结局

这也正是国际天文学联合会(IAU)在2006年重新定义“行星”和“矮行星”的核心标准之一:必须拥有足够质量,使其自身重力克服刚体力,形成趋近球形的平衡状态

 

所以,宇宙不是偏爱球,而是引力不允许其他形状长期存在

行星不是一开始就圆的,是“在撞击与熔融中被逼成圆的”

你可能以为地球从一出生就是这个圆滚滚的样子,其实它早期长得一点也不体面。

 

根据目前的行星形成模型,地球起初是由无数小行星体聚集、撞击、融合而成的“原行星胚胎”。

在45亿年前的一场灾难级碰撞中,一颗火星大小的天体“忒伊亚”(Theia)斜撞地球,溅起的熔融物质最终形成了月球。这场撞击释放的热量让地球整体熔化成了岩浆球,这才有机会重新“塑形”。

 

在这种状态下,内部物质可以流动,表面没有固态阻力,引力可以充分发挥作用,将整个结构压成最小表面积、最稳定结构——球形。这是流体力学中的稳定解。

 

而即便冷却成固体后的地球也不是完美的球。由于自转,地球在赤道方向略微鼓起,极地略扁,形成所谓的“扁球体”(也叫“旋转椭球体”)。

地球赤道半径约6378公里,极地半径约6357公里,相差21公里,比例不到0.3%。NASA通过GRACE卫星数据对地球引力场的测量也确认了这一差异。

 

也就是说,“球形”并不意味着几何完美,而是一种物理稳定态——能把热、力、质量、时间综合因素平衡到最小能量状态的解。

所以,星球最终变成球,不是因为宇宙温柔,而是因为宇宙残酷。熔化、撞击、重构、平衡——是这些过程,把星球逼成了今天这个样子。

有例外吗?有没有哪个星球,不服“圆形铁律”?

确实有,那就是质量太小、结构太特殊,或者根本就不是“球体形成条件”下诞生的天体。

 

比如著名的“花生星”67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星,欧洲航天局(ESA)的“罗塞塔”探测器在2014年拍下了它的高清照片,显示这是一个明显的“双瓣”结构,看起来像两个小球黏在一起。它的直径仅约4公里,密度极低,内部像雪泥和灰尘的混合物,引力几乎为零,根本不可能“压出圆形”。

 

还有NASA拍摄到的“乌木达”(Ultima Thule),是一个更远的柯伊伯带天体,形状像是两个雪球粘在一起,显然也没进化到“球形”阶段。

但这些都不是行星,也不符合“星球”的定义。它们属于小天体群,或者说“未完成的星球”。在宇宙这个“引力加工厂”中,它们只是原材料,没有资格进入“被拉圆”的主舞台

 

而一旦你质量够大,不管你是石头、气体,还是液态金属,都逃不过“被拉成球”的宿命。木星、土星这些气态巨星,虽然没有固体表面,但它们的引力仍然把自身包裹成球状,甚至比地球还要接近完美球体。

 

至于黑洞,那就更夸张了:根据广义相对论,一个无自转的黑洞的事件视界必须是完美球形,这是爱因斯坦场方程的直接解。你可以不信命,但你得服引力。

 

总结

宇宙不是喜欢圆,而是所有不圆的,都被时间和引力一点点磨平了。

星球的圆形,不是选择,而是命运。在宇宙里,活得久,才有资格圆。

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