為什麼行星都是圓的?探索行星的形狀

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行星為什麼是圓的?儘管大小和組成各不相同,太陽系的八顆行星都近似球形。相比之下,小行星的形狀豐富得多,有些甚至像花生或狗骨頭!那麼,為什麼所有行星都是圓的,而較小的天體卻可以呈現幾乎任何形狀?下面就來看看是什麼讓行星變圓,為什麼有些行星比其他行星更圓,以及引力如何塑造我們周圍的宇宙。

您還可以用Solar Walk 2探索行星的3D模型,看看這些世界有多麼不同——儘管它們的基本形狀都一樣。

內容

為什麼所有行星都是圓的?

行星為什麼是圓的?
讓行星變圓的正是引力!它從各個方向將物質拉向中心,把行星塑造成近乎完美的球體。

行星之所以是圓的,是因為引力塑造了它們的形狀。行星誕生於圍繞恆星運行的分散氣體和塵埃粒子。引力使這些粒子相互吸引,聚集成團塊;團塊不斷吸收周圍的物質,逐漸變大。

隨著正在形成的行星不斷長大,它的引力會強到足以重新塑造其物質的分佈。引力從各個方向將物質拉向中心,形成一個近似球形的天體。這就是行星呈圓形的原因。

為什麼行星是圓的,而大多數小行星不是?

為什麼行星是圓的,而大多數小行星不是?
引力賦予行星近似球形的外觀。但大多數小行星太小,引力不足以把它們塑造成球形,因此它們呈現出各種奇妙的形狀!

天體的形狀取決於其質量:質量越大,自身引力將它塑造成圓形的作用就越強。小行星通常太小,自身引力不足以消除形狀上的不規則之處。

火星和木星之間的小行星帶中,許多小行星是未能形成行星的物質殘留。木星強大的引力干擾了較大天體的生長,使這些物質無法聚集成一顆行星。

一些較小的天體也擁有足夠強的引力,可以形成近似球形。它們當中,圍繞太陽運行、不是衛星、且未清除軌道附近其他天體的,被歸類為矮行星。近似球形是關鍵判定標準之一,使它們有別於更小、形狀不規則的小行星。

行星是完美的球體嗎?

行星並不是完美的球體,因為它們會繞自身軸線旋轉。行星自轉時,離心力向外作用,與引力相對抗。這種效應在赤道處最強,使行星中部向外鼓起,南北兩極略微變扁。赤道處的這種隆起稱為赤道隆起,由此形成的形狀稱為扁球體。

行星是完美的球體嗎?略扁的木星
木星並不是完美的球體:它的兩極直徑比赤道直徑小約6.5%,因此看起來略微扁平。紅色圓圈的直徑與木星的兩極直徑相等,讓赤道隆起更加明顯。

您甚至可以透過望遠鏡看出木星略扁的形狀!在良好的觀測條件下,您可能會發現,木星圓面沿雲帶方向的寬度略大於垂直於雲帶方向的寬度。2027年2月11日將是一個好機會:屆時木星衝,整夜可見。想要看到更穩定的影像,請等到木星升至地平線上方較高的位置。

哪顆行星最圓?

哪顆行星最圓?
太陽系行星按扁平程度排列:從最接近球形到最扁。

行星有多扁,不僅取決於自轉速度,還與密度和內部結構有關。金星和水星是最接近球形的行星,因為它們的自轉最慢。

照這個道理,您可能會認為,太陽系中自轉最快的木星也是最扁的行星。出人意料的是,這個頭銜屬於土星!雖然土星的自轉略慢於木星,但它的密度低得多,引力也更弱,因此赤道處更容易鼓起。

山脈和山谷會影響行星的形狀嗎?

山脈、山谷等地形使行星表面凹凸不平,卻幾乎不影響其整體形狀。想像一下,把地球縮小到籃球大小,直徑約24公分。在這個比例下,即使是聖母峰,也只會高出海平面0.17公釐。

那麼,火星上的奧林帕斯山呢?這座山高約22公里,但如果把火星縮小到籃球大小,它只會高出表面0.8公釐。即使如此巨大的山峰,也幾乎不影響行星的整體形狀!

奧林帕斯山是太陽系中最大的火山。那麼,您對太陽系中的其他紀錄保持者瞭解多少呢?來做個測驗,考考您對最大、最小、最深等太陽系之最的瞭解!

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行星為什麼是圓的:常見問題

地球是完美的球體嗎?

地球是圓的,因為引力從各個方向將物質拉向中心,使地球形成近似球形。不過,地球並不是完美的球體:自轉讓它在赤道處略寬,在兩極處略扁。這種形狀稱為扁球體。

既然地球自轉快到能讓赤道鼓起,為什麼我們不會被甩出去?

改變行星的形狀,並不需要克服它的引力。想像一個旋轉的碗,裡面的水會沿碗邊升高,卻仍留在碗裡。同樣,地球內部的物質可以緩慢移動和變形,使地球在赤道處略微變寬。即使是地球深處的堅硬岩石,也能在漫長的時間裡發生變形。引力仍然將所有物質聚在一起。

地球自轉的速度足以略微改變它的形狀,卻遠遠不足以把我們甩離地表。在赤道上,地球自轉帶著我們以約1,670公里/小時的速度移動。要讓赤道上的人僅因地球自轉而失重,這個速度必須達到約28,500公里/小時——約為現在的17倍!假設地球的半徑和質量不變,它只需84分鐘就會自轉一圈。

誰發現地球是圓的?

地球是球形的觀點可以追溯到古希臘,通常被認為源自畢達哥拉斯(約公元前570–495年)。後來,亞里士多德(公元前384–322年)提出了地球呈球形的證據,包括月食時地球在月面上投下的弧形陰影。公元前3世紀,埃拉托斯特尼(約公元前276–194年)更進一步:透過比較太陽在兩座埃及城市中的位置,他以驚人的精度計算出了地球的周長。

如何證明地球是圓的?

眺望開闊海面時,站得越高,就能看得越遠。遠處物體原先被地球曲率遮住的部分,可能會進入視野。如果地球是平的,只要觀測條件足夠好,站在地面上也應該能看到這些部分。我們的文章還介紹了更多證明地球是圓的方法。

地平說支持者如何看待其他行星?

Flat Earth - Other Planets
太陽系中的所有行星都是球體。那麽地球為什麽會是平的呢?

一些地平說支持者認為,行星確實是圓的,但地球並不是行星,因此不必是球形。這個群體中的不同社群對此各有看法。他們都認為地球是平的,但對於其他行星,地平說支持者尚未達成統一的解釋。

月球為什麼是圓的?

我們的天然衛星之所以呈球形,是因為它的質量足夠大,引力足以讓它保持圓形。伽利略衛星——木衛一、木衛二、木衛三和木衛四——也是出於同樣的原因而呈球形。不過,衛星也可能具有不規則的形狀。例如,火星的兩顆衛星火衛一和火衛二就很像小行星,因為它們體積小,引力不足以使自身變成球體。

恆星也是圓的嗎?

軒轅十四的形狀
基于美國佐治亞州立大學高分辨率天文中心數據的計算機生成模型顯示,軒轅十四由于其快速旋轉而具有雞蛋狀的形狀。軒轅十四與太陽的比例模型一起展示以進行比較。

與行星一樣,恆星也近似球形,因為引力將它們的物質拉向中心。不過,快速自轉會使它們在赤道處鼓起,在兩極處變扁。一個鮮明的例子是軒轅十四,它是獅子座最亮的恆星。它每16小時就自轉一圈,因此赤道直徑比兩極直徑大約32%!

行星為什麼是圓的:總結

行星是圓的,因為它們形成時,引力會將物質拉向中心。但它們並不是完美的球體:自轉使它們在赤道處略寬,在兩極處略扁。不同的行星有不同的扁平程度,這取決於自轉、密度和內部結構。

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