宇宙中的天体为什么是球体(为什么宇宙中的天体基本都是球体)

天地间有很多非常规则的球形事物,但大都是人造物,比如足球、乒乓球、玻璃珠,而自然形成的规则球形物则少之又少。但通过与天文相关的影像资料我们不难发现,宇宙中的星球,似乎都是圆溜溜的球形,这究竟是巧合,还是“神秘力量”的有意为之?

其实,之所以宇宙中的恒星、行星和卫星几乎大都呈球形,确实是某种“力量”导致的,而这种力量并不神秘,它便是我们随处可见的重力!

宇宙中的天体为什么是球体(为什么宇宙中的天体基本都是球体)(1)

由于重力会试图把所有物质都拉向引力的中心,所以物体质量越大,引力场就越强,物体中的所有原子都会向引力中心靠近,除非被外力所阻挡。当物体内部的所有物质都尽可能靠近引力中心,最终导致的结果就是这个物体会成为一个球形。假设在一个不受任何外力干扰的环境中,放入一个水滴,那么最终这个水滴将达到最佳的平衡点,变成一个完美的球形。

比如建造高楼的时候,为了防止它倒塌,需要非常坚固的地基来对抗引力作用,否则重量将会把高楼“拉下来”。假设一颗行星在诞生之初是一个立方体,我们可以把立方体的各个角看作是上万千米的“高层建筑”,由于没有任何地基支撑这些“高层建筑”,所以重力将会把它们拉向行星内部的引力中心,最终立方体的行星就变成了球体行星。

宇宙中的天体为什么是球体(为什么宇宙中的天体基本都是球体)(2)

尽管大多数星星都是圆球,但宇宙中数量庞大、飞来飞去的小行星、陨石,却大多并非球形,而是和地球上的大石头一样千奇百怪,这是因为这些小型天体体积和质量太小,导致它们的引力不够大,不足以克服其物质机械强度,所以自然无法形成球体。

此外,尽管大型天体都能自己把自己尽量变成球形,但由于它们大多数都沿着轴在自转,所以这些天体实际上也不算最完美的球体。快速自转会使这些天体两极的位置变平、赤道变宽,所以会逐渐成为一个扁球体,比如地球就是这样。

木星则更扁,因为它比地球转得还快,自转一圈仅仅需要9.9小时。

而太阳由于自转非常慢,所以太阳几乎是一个完美的球体,比地球和木星圆得多!然而有的恒星转得就非常迅速,如蜘矜星云中的巨大恒星VFTS102,自转达到了太阳的100倍,其向心力克服了引力作用,最终成为了一个非常扁的巨大球体。

宇宙中的天体为什么是球体(为什么宇宙中的天体基本都是球体)(3)

此外,一般而言,球体的势能最小、最稳定,是物体形状中表面积最小的形状,不会因为势能而飞散开去!如果一个物体不是球体,那其表面隆起的地方,势能就比较大,极度不稳定。假设宇宙中出现了一个形状不规则的天体,那么在运动中,其自身各处受到的势能强度也就不同,隆起的地方就会脱离,再因为引力填充到凹处,慢慢的,这个星体最终也会成为近似球体的形状。

总而言之,宇宙中,只有球体才符合最小势能的自然规律,因为只有这样,它们才能更稳定,从而长时间在宇宙中存在下去,否则只会被宇宙淘汰,再加上自身重力作用,这就是为什么宇宙中长期存在的天体,最终都会把自己变成一个球的原因!

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