为什么行星都是圆的?探索行星的形状
行星为什么是圆的?尽管大小和组成各不相同,太阳系的八颗行星都近似球形。相比之下,小行星的形状丰富得多,有些甚至像花生或狗骨头!那么,为什么所有行星都是圆的,而较小的天体却可以呈现几乎任何形状?下面就来看看是什么让行星变圆,为什么有些行星比其他行星更圆,以及引力如何塑造我们周围的宇宙。
您还可以用Solar Walk 2探索行星的3D模型,看看这些世界有多么不同——尽管它们的基本形状都一样。
内容
为什么所有行星都是圆的?

行星之所以是圆的,是因为引力塑造了它们的形状。行星诞生于围绕恒星运行的分散气体和尘埃粒子。引力使这些粒子相互吸引,聚集成团块;团块不断吸收周围的物质,逐渐变大。
随着正在形成的行星不断长大,它的引力会强到足以重新塑造其物质的分布。引力从各个方向将物质拉向中心,形成一个近似球形的天体。这就是行星呈圆形的原因。
为什么行星是圆的,而大多数小行星不是?

天体的形状取决于其质量:质量越大,自身引力将它塑造成圆形的作用就越强。小行星通常太小,自身引力不足以消除形状上的不规则之处。
火星和木星之间的小行星带中,许多小行星是未能形成行星的物质残留。木星强大的引力干扰了较大天体的生长,使这些物质无法聚集成一颗行星。
一些较小的天体也拥有足够强的引力,可以形成近似球形。它们当中,围绕太阳运行、不是卫星、且未清除轨道附近其他天体的,被归类为矮行星。近似球形是关键判定标准之一,使它们有别于更小、形状不规则的小行星。
行星是完美的球体吗?
行星并不是完美的球体,因为它们会绕自身轴线旋转。行星自转时,离心力向外作用,与引力相对抗。这种效应在赤道处最强,使行星中部向外鼓起,南北两极略微变扁。赤道处的这种隆起称为赤道隆起,由此形成的形状称为扁球体。

您甚至可以通过望远镜看出木星略扁的形状!在良好的观测条件下,您可能会发现,木星圆面沿云带方向的宽度略大于垂直于云带方向的宽度。2027年2月11日将是一个好机会:届时木星冲日,整夜可见。想要看到更稳定的影像,请等到木星升至地平线上方较高的位置。
哪颗行星最圆?

行星有多扁,不仅取决于自转速度,还与密度和内部结构有关。金星和水星是最接近球形的行星,因为它们的自转最慢。
照这个道理,您可能会认为,太阳系中自转最快的木星也是最扁的行星。出人意料的是,这个头衔属于土星!虽然土星的自转略慢于木星,但它的密度低得多,引力也更弱,因此赤道处更容易鼓起。
山脉和山谷会影响行星的形状吗?
山脉、山谷等地形使行星表面凹凸不平,却几乎不影响其整体形状。想象一下,把地球缩小到篮球大小,直径约24厘米。在这个比例下,即使是珠穆朗玛峰,也只会高出海平面0.17毫米。
那么,火星上的奥林帕斯山呢?这座山高约22千米,但如果把火星缩小到篮球大小,它只会高出表面0.8毫米。即使如此巨大的山峰,也几乎不影响行星的整体形状!
奥林帕斯山是太阳系中最大的火山。那么,您对太阳系中的其他纪录保持者了解多少呢?来做个测验,考考您对最大、最小、最深等太阳系之最的了解!

行星为什么是圆的:常见问题
地球是完美的球体吗?
地球是圆的,因为引力从各个方向将物质拉向中心,使地球形成近似球形。不过,地球并不是完美的球体:自转让它在赤道处略宽,在两极处略扁。这种形状称为扁球体。
既然地球自转快到能让赤道鼓起,为什么我们不会被甩出去?
改变行星的形状,并不需要克服它的引力。想象一个旋转的碗,里面的水会沿碗边升高,却仍留在碗里。同样,地球内部的物质可以缓慢移动和变形,使地球在赤道处略微变宽。即使是地球深处的坚硬岩石,也能在漫长的时间里发生变形。引力仍然将所有物质聚在一起。
地球自转的速度足以略微改变它的形状,却远远不足以把我们甩离地表。在赤道上,地球自转带着我们以约1,670千米/小时的速度移动。要让赤道上的人仅因地球自转而失重,这个速度必须达到约28,500千米/小时——约为现在的17倍!假设地球的半径和质量不变,它只需84分钟就会自转一圈。
谁发现地球是圆的?
地球是球形的观点可以追溯到古希腊,通常被认为源自毕达哥拉斯(约公元前570–495年)。后来,亚里士多德(公元前384–322年)提出了地球呈球形的证据,包括月食时地球在月面上投下的弧形阴影。公元前3世纪,埃拉托色尼(约公元前276–194年)更进一步:通过比较太阳在两座埃及城市中的位置,他以惊人的精度计算出了地球的周长。
如何证明地球是圆的?
眺望开阔海面时,站得越高,就能看得越远。远处物体原先被地球曲率遮住的部分,可能会进入视野。如果地球是平的,只要观测条件足够好,站在地面上也应该能看到这些部分。我们的文章还介绍了更多证明地球是圆的方法。
地平说支持者如何看待其他行星?

一些地平说支持者认为,行星确实是圆的,但地球并不是行星,因此不必是球形。这个群体中的不同社群对此各有看法。他们都认为地球是平的,但对于其他行星,地平说支持者尚未达成统一的解释。
月球为什么是圆的?
我们的天然卫星之所以呈球形,是因为它的质量足够大,引力足以让它保持圆形。伽利略卫星——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四——也是出于同样的原因而呈球形。不过,卫星也可能具有不规则的形状。例如,火星的两颗卫星火卫一和火卫二就很像小行星,因为它们体积小,引力不足以使自身变成球体。
恒星也是圆的吗?

与行星一样,恒星也近似球形,因为引力将它们的物质拉向中心。不过,快速自转会使它们在赤道处鼓起,在两极处变扁。一个鲜明的例子是轩辕十四,它是狮子座最亮的恒星。它每16小时就自转一圈,因此赤道直径比两极直径大约32%!
行星为什么是圆的:总结
行星是圆的,因为它们形成时,引力会将物质拉向中心。但它们并不是完美的球体:自转使它们在赤道处略宽,在两极处略扁。不同的行星有不同的扁平程度,这取决于自转、密度和内部结构。
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