地球为什么是圆的

2022-08-05 22:33:08 发布:网友投稿
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“地球为什么是圆的?为什么宇宙星空中所有的星球都是圆的呢,是否存在方的?”小至一滴水滴,大至一颗星球,物体的形状其实和其受力效果有关。

球形的特殊性

日常生活中,我们常常接触到球形物体,比如轴承中的滚珠或者操场上滚动的足球,以及我们脚下的地球。球被定义为与定点的距离定长的点的集合,这也表明球面上任意一点与球心的距离是相等的,如果换做是其他形状的物体则不具有这种性质。除了这一点外,在相同体积下,球体的表面积是最小的,换句话说就是球体形状可以容纳更多的物质。

力塑造了天体的形状

日月星辰皆诞生于星尘之中,这个过程其实就是星际物质在引力的作用下逐渐聚集的过程,这也表明引力在天体的形成过程中起到了主导作用。引力具有各向同性,假设我们把地球作为引力源,在太空中与地心距离相等的点有无数个,由万有引力定律可知,如果我们把相同质量的物体放到这些点的位置上,它们与地球之间的引力大小都是相同的,而这些无数个点集合在一起就是一个球面。所以我们可以推论出这样一个结果:只有天体为球形时,其表面任意一点与天体中心的距离才会相等,因此天体表面任意位置与天体中心的引力大小相同。

我们知道目前发现宇宙中存在四种基本作用力,除了引力外,还有电磁力、弱力与强力,在这四种基本力中强力的强度是最大的,电磁力的强度大约为强力的百分之一,弱力只有强力的百万分之一,而引力则仅有强力的一百万亿亿亿亿分之一,虽然引力的强度最小,但是它却是一种长程力,理论上来说引力的作用范围是无限远的,同样作为长程力的还有电磁力。因此我们可以认为强力塑造了微观世界的形状,而引力与电磁力塑造了宏观世界的形状,日月星辰就是宏观物体。

在四种基本力中,电磁力其实是形式最多样的,日常生活中的摩擦力、粘滞力、空气阻力等等,本质上都是电磁力的作用,同样,天体的形成也离不开电磁力,比如引力会是天体具有向中心塌缩的趋势,而电磁力则会对抗这种塌缩趋势,我们知道引力的大小与物体的质量有关,因此在塑造天体外形时质量越大的天体引力起到的作用越大,所以越是大质量的天体,其形状越接近圆形,而小质量天体其形状也就更为复杂多变了,正如题主所问,宇宙中天体有没有方的呢?方形的不知道有没有,但是大多数的小质量天体都具有不规则的形状,比如前段时间来太阳系串门的小行星“奥陌陌”,其外形大致为雪茄状。当然,对于一个星球而言,宏观上可能为球形,但是在细节处依然表现为不规则形状,比如地球表面存在的山脉与河流,而将山脉河流“托起”的力其实就是电磁力。

总结

天体的形状和其天体自身的受力有关。在天体形成过程中,引力往往起到主导作用,只有天体为球形时,天体表面任意一点才会与天体中心的距离相等,或者说天体表面任意位置与天体中心的引力大小相同。对于一些小质量天体而言,在外形塑造上可能更多的会受到电磁力的作用,这种电磁力可能表现为其他天体的碰撞或者天体自身构成物质的特殊性,从而使天体具有不规则的形状,比如雪茄状的“奥陌陌”。

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