为什么宇宙中的天体都是球形?有没有河里鹅卵石的效应?

农业负二代


事实上宇宙中绝大绝大绝大绝大……多数天体——嗯,我不知道要用多少个绝大才能准确形容——不是球形。

所谓天体,就是太空中的物体,我们看到的似乎都是球形——太阳、月亮,远处的行星,更为遥远的恒星,似乎圆得天经地义,地老天荒,完美得让人怦然心动,黯然落泪——估计每一个初上太空的人,没有不被震撼到落泪的。

然而你的眼睛如果能放大数千倍、数万倍,看到隐然于浩瀚太空的更多物体,你就会发现,在黑暗无垠中还有无数的天体,包括小行星、彗星等,在寂寥的太空中闪烁——这些都是天文学意义上的天体,但凡不属于地球上的物体,大抵都可称之为天体。

所以在太阳系里,目前发现的实际只有太阳、八大行星、矮行星以及一些行星的卫星等几十颗天体是球形,而更多的天体——火星和木星轨道之间的小行星带,柯伊伯带,离散盘,奥尔特云,里面有至少有数亿颗小行星、彗星,最大的数百公里,最小的数米、数厘米,都不是球形,从数量上来看,宇宙中绝大多数天体都不是球形。

更大的天体,比如星系和星云,星系团,超星系团,大尺度结构等等,也不是我们定义的,传统意义上的球形。只有半径超过大约500公里的小行星,行星,恒星,才可能在引力作用下,聚集成球形,质量越大,球越完美;恒星死亡后坍缩形成的白矮星、中子星以及黑洞,也是呈完美的球形。好吧,其实也不是那么完美,所有这些天体都会在形成时获得的角动量,或相互之间的引力作用,以及撞击下旋转,在离心力作用下变成椭球状——赤道处凸出,两级凹陷,即使黑洞,也不能幸免。所以从严格意义上来说,宇宙中实际上没有一个天体是完美的球形,就看你从多大的精细度来看了,毕竟完全不旋转的天体理论上是没有的。

像我们的地球,赤道处的半径就比极半径大42.8公里,而太阳则大了约12.5公里;木星、土星由于旋转较快,实际在望远镜中都可以看出它们是椭球形的;最夸张的是离地球139光年,天空中第九亮的恒星水委一,由于自传极快,其赤道直径比极直径竟然大了56%,分别是太阳的11.4倍和7.3倍,完全就是一个超巨型橄榄球了;而最最夸张的是轩辕十四A,它赤道处的旋转速度我们太阳的152倍,已被甩成极端的扁球体,科学家们估计它的旋转速度再快10%,就会被自己的离心力给撕得粉碎了。

我们之所以认为宇宙中天体都呈球形,是因为这种天体正好位于我们的眼睛或望远镜最容易观测的范围。比如太空中我们肉眼可见的,除了太阳、月亮、几颗行星,以及两三个星系和人造卫星外,其它的都是恒星,都是球形的物体,而望远镜能直接观测到的,也大多是这些可以发光的恒星,不能发光的小行星很难被直接看到,所以导致被观察更多、描绘更多的是这些恒星,让人误以为所有天体都是球形的了。


徐德文5分钟科学频道


细思极恐!宇宙天体居然不是球形,什么八角形、土豆行都是常态,甚至最近神秘逼近太阳系又神秘消失的奥陌陌,也是一根棒槌形啊!

题主以河里鹅卵石比喻天上天体,我个人认为,这个比喻才是细思极恐呢。

悍然入侵的——奥陌陌

同学们不应该这么快就遗忘掉,2017年10月,一个神秘的天体从我们太阳系的上方悍然闯入,一路极其嚣张横行,然后在水星轨道附近被太阳系的神秘力量弹飞反转后,调转方向匆匆地奔向木星轨道,而且它并没有按照一般小行星的套路出牌,而是突然获得意外的加速度,摆脱了人类的视线观测后,如同它神秘的闯入一样,又神秘的消失于天际。

对,这就是在2018年引起轩然大波的——奥陌陌——夏威夷土语中的侦察兵!

奥陌陌密度很高,表面呈锈红色,还覆盖着富含碳的有机物,它是第一颗进入太阳系被人类观测到的系外星际物体。人们以为它是一颗小行星,但是它的长宽比超过10:1,大大超出人类认知的3:1范畴。我们先不讨论它为何会反重力加速度般的加速离开了太阳系,光是这个外形,就已经打破了题主——天体都是球形的想象了吧!

哪里来一个10:1长宽比的球呢?

星际物体个子小,长得就随意

常规的气态(液态如果能存在的话也一样)星球,很非常容易由于离心力和引力的作用,成为一个圆滚滚的球体,参考太阳。在这一点上来说,题主的观察是精准的,如果你离太阳足够远的话,的确这个观点偏差不大,但千万不要跑到太阳近距离观察就行,你会发现太阳更像一个炸毛的绒球。

而有固态结构的岩质行星,情况则更加突出,只有半径大约大于500千米级别的(也有数据称要到达1000千米),才有可能因为自身引力的关系,慢慢变成一个差不多的球体。

如果自身尺寸过小,达不到临界半径级别的话,则引力无法改变星际物体的原始外貌,也就是说,最原始的一面将得以保留下来。

如果众多小行星有心理活动的话,大概就是,反正咱们个子小,别人看不到,长随意点也无所谓了吧。

球形也是不靠谱的球形

同学们都会觉得,足够大了,就肯定圆了吧?你看地球本身不就是一个完美的球形吗?

想的太天真!地球根本就不圆。

同学们绕赤道走一圈,是40070公里。而选择从南极点出发到北极点走一圈,却是39931公里。两者相差0.3%。

岩质行星难免磕磕碰碰,样子有点变形了,我们也可以理解,那么气体行星,总得为球形正名一把了吧?

答案也是不靠谱,上帝可能真的讨厌绝对这两个字。

举个例子,还是以太阳系为例,我们星系中最大行星——木星,赤道腰围要比两极子午线一圈多出7%。第二大行星土星更明显,多出10.7%。用来打保龄球都不会及格的。

结语

鹅卵石是收到流水或风沙的摩擦碰撞,被磨去了棱角,离球形的要求相去甚远。

宇宙的天体,如果以绝对数量为基准,则是长得充满个性的兄弟居多,而类似球形的大天体,反而不占多数。

当然,肉眼所见的都是会发光的恒星,所以,题主的提问,在这个角度下,也是符合实际的。


猫先生内涵科普


首先我们要搞清楚,宇宙中的天体都是球体吗?其实并不是的,地球就不是球体。


地球的真实样貌就是偏椭圆形。关于为什么天体形状都是偏球形的,这有一门专门的学科叫天体的形状和自转理论。

1742年马克劳林第一次严格证明﹕旋转椭球体可以是均匀流体自转时的平衡形状。后来很多数学家改进了这项工作﹐成为天体形状理论中第一个经典结论。

这什么意思呢?也就是说天体形状是和自转速度有关的,这涉及到了角动量的问题,角动量角动量是描述物体转动状态的量。又称动量矩。在物理学中是指物体到原点的位移和动量相关的物理量。它表征质点矢径扫过面积的速度大小,或刚体定轴转动的剧烈程度 。

角动量小那么天体就是个球,角动量大就会慢慢成椭圆体,角动量特别大就成了一个盘子。最后就会成一个甜甜圈。

而这也仅限于大质量的天体,你看彗星这些的形状就是奇形怪状的。


胖福的小木屋


这也细思极恐?哪题主害怕的事情也太多了吧。宇宙天体都是球形是引力的作用,而河滩上的鹅卵石是水流冲刷形成的,形成原因差别很大,没有什么相似性。

物体的形状多种多样,是因为一般情况下物体之间的引力不能抵消物质分子之间的作用力,鹅卵石的形成是由于水流冲刷、水中悬浮物、被冲起的沙砾长期摩擦的结果。而物体大到行星这种层次,引力作用就十分强了,使物体体积质量大到一定程度后,下部承受的上部物体质量的压力过大导致物体承受能力,最终导致山体断裂崩塌,而引力只与质量和距离有关,是面向四面八方的,所以长期作用的结果就使天体的外形接近球形,不过像地球还是受到自转和太阳引力的影响,赤道附近是稍微突起的。

为嘛细思极恐,想了一会大概觉得题主是认为所有的天体都像河边的鹅卵石一样,宇宙没准只是一个更高维度世界河流旁边的石堆。抱歉,现在真的没办法解释这样的事情,用现有科学认识的“已知”去推测宇宙的“未知”的话,宇宙不可能是河流,天体也不是鹅卵石,两者形成的原因是不同的,宇宙物质也不像河流物质一样随着在水和引力等多种因素作用下移动,而是在引力作用下运动。

这事没有啥好害怕的吧 。咱也不需要脑补出一个更高维的世界,观测中没法证实,从已知推测未知,宇宙就是在引力作用下运行不辍,与河流没有什么相似性,心放肚子里吧。


来看世界呀


首先我们来分析一下这个问题,细思极恐的地方在哪里?题主的意思指得是你看太阳系内的八大行星包括太阳在内都是接近于正圆的,其他恒星系的情况也是如此。而我们日常生活中在河边看到的鹅卵石,也很多都是有圆弧的。那么细思一下我们的宇宙会是一条河,而天体就是鹅卵石。这下你感觉到恐怖了吧?



说实话个人感觉这一点都不恐怖,甚至感觉有点好笑。完全没有关系的两个东西也能强拉硬拽到一起进行比较。再说了宇宙中的天体如果不论大小只看数量,那么非圆类的天体还是占据大多数的。就拿太阳系内的天体来说,小行星的数量有数十万颗,几乎没有是正圆的,大多数都是形态各异。比较典型的如2017年闯入太阳系的星际天体-奥陌陌,完全的雪茄形状跟圆都不沾边。

当然天体质量越大一般都比较接近于正圆,这可以看出来天体的形状和引力有着很重要的联系。在天体形成后引力的无差别踏缩作用,会让天体趋于圆形,而质量越小的天体引力的作用效果越不明显。同时天体的质量较大和其他天体之间的引力作用,例如月球绕着地球转在潮汐力作用下,月球只有一面正对着地球,这被称为潮汐锁定,这个过程也对天体性状的塑造起作用。

而鹅卵石的形成原理就更简单了,在水流的冲击下表面区域完整,而小鹅卵石会被水流推着滚动着“跑”,时间长了自然而然形成光滑圆润的表面。但是天体的圆形冲击作用就什么关联了,因此也联系不到一起去。


科学黑洞


河里的鹅卵石和天体的形状,完全是风马牛不相及的两个概念<strong>

<strong>宇宙中的天体形状,完全由自身的性质和所处的环境决定。比如一颗巨大的行星,那么由于这种行星的形成过程是引力作用于星际物质形成,而且一般还是旋转这形成,所以自然而然的在向心力和离心力的作用下,就形成了圆形或者椭圆形。但其实也不是真正的完全光滑的圆形,比如我们的地球,远处看是很漂亮的圆形。但其实生活在地球上的我们知道,地球上面是坑坑洼洼的,根本就不平整。在看看鹅卵石,哪一个不是光不溜秋的呢?


而且,鹅卵石形成于河流、砂石摩擦作用。本来的鹅卵石并不是规则的圆形,在各种力的摩擦作用下,才磨平了棱角变得光滑了。这样的形成机理,和宇宙中天体的形成,完全是风马牛不相及的。所以,拿着鹅卵石和天体形状比,更本就没有什么意义。

不是所有的天体都是圆形的<strong>

<strong>另外,并非所有的天体都是圆形的。一些质量较小的天体,由于重力作用小,所以没有太大的离心力和向心力,其形状也就各具特色,大小不一。长条形的,坑洼型的,等等都有。所以,这些天体和鹅卵石形状上根本没有可比性。

因此,我们不能说两个事物的形状相似,就直接生拉硬套把二者联系起来。现代科学都讲究从本质上看问题,我们不能够违背这个原则。就像云彩的形状和棉花糖很像,我们总不能说云彩是某个未知生命创造的棉花糖吧?


科学探秘频道


为什么宇宙中的天体都是球形?有没有河里鹅卵石的效应?

尽管鹅卵石都没可能像天体那样比较标准的球形,但至少也是圆润有余,不过我们要了解一下的是鹅卵石本身依附于行星,而且必须是在含有液态水行星的河流或者浪花冲刷下才能形成,与行星的球形似乎没有任何关系,不过既然有了个无聊的问题,那么不妨就来做个简单的了解!

一、鹅卵石是怎么形成的?

河滩上的鹅卵石,其实要找到一颗滚圆的鹅卵石还是非常困难的,因为河流冲刷只是磨掉了石头的棱角而已,并不能将石头往球形方向塑形,除非这颗石头初期的形状非常正,那么未来接近球形的概率会高一些!

我们在河滩上看到鹅卵石就是由水流的搬运翻滚碰撞摩擦中逐渐将石头的棱角磨去的,当然除了河流还有海滩上的海浪,尽管过程会稍有区别,但结果并无多少差别!当然还有一个过程也能形成鹅卵石!

这是形成鹅卵石的另一个途径,被水浸泡的矿物硬化后表层受到风化作用脱落露出内部的硬核,这是最近发现的火星鹅卵石成因!

二、天体是怎么形成的?

水在没有引力平衡的状态下会呈现完美的球形,当然上图的球体还有一些动态变形,那时候因为气流影响和不平衡力影响所致!天体在引力平衡的宇宙中成型时候,其刚性会被强大的引力坍缩能所克服,逐渐趋向于一个流体球形,这并不需要碰撞成型,反而碰撞会破坏这个形状!

熟悉科幻片的朋友肯定知道这是什么电影里的场景,这里就卖个关子,了解的朋友可以留言。尽管天体已经破碎但依然会在轨道上围绕质量比较大的那个碎块公转,只要没有超过逃逸速度,那些碎块最终还是会逐渐聚拢并重新形成一个新的天体!

这和恒星过程其实类似,至少在恒星的原始积累时是一致的!因此我们并不需要担心太阳系内的天体会玩碰碰车,这是不可能发生的事情,但流星或者彗星类的撞击也许会发生,比如1994年的苏梅克列韦九彗星撞击木星,但却不是为为木星塑形来的,只是给木星增加质量了!

最后来看看太阳系的形成动图,当然有些夸张,不过大致也就是这样!


星辰大海路上的种花家


无论是河里的鹅卵石,还是宇宙中的球形天体,其形成过程都符合基本的力学原理。

鹅卵石的形成主要归于外力。鹅卵石是由大得多的不规则石块形成的,随着时间的推移,岩石会被风、水、太阳和其他地质过程比如板块运动侵蚀掉,大岩石分裂成更小的岩石,这个过程不断继续重复,最终小块的岩石,被同样的过程磨平,最后变成我们所说的石头和卵石。鹅卵石更有可能出现在河里或在海滩上,因为水有助于把石头翻来覆去,使它们变得更光滑。石头和鹅卵石会不断地磨损,最终变得越来越小,最终形成像沙子一样的东西。

球形天体的形成都归结于引力定律。

任何有质量的物质都会吸引其他质量单位,这个引力正比于这些质量之间距离的平方反比。因此,有限数量的均匀分布的均匀粒子会倾向于被拉向一个共同的重心,最终合并成一个球体。如果把这个巨大的水滴放在一个不受干扰的环境中,最终水会达到完美的平衡,这就是所谓的流体静力平衡。但是,恒星、行星和卫星可能是由气体、冰或岩石构成,万有引力只会把所有的东西拉成一个大致的球形,行星表面仍然有不均匀的特征,比如山脉和山谷,但是随着重力的增加,行星上的山会变矮。

与此同时,许多其他的力量在行星和恒星的形成中起着作用。由于不均匀性和外力,天体开始旋转,其结果是一个粗略但并非完美的球形旋转体,天体旋转得越快,就会变得越扁。事实上,如果一个天体上的物质足够多,自转速度足够高,那么赤道附近的物质会被甩掉,或者在某些情况下可以形成一个圆形的卫星。

不论天体的物质组成如何,几百公里的直径足以形成一个球形,小行星谷神星和灶神星已经具有明显的圆形。较小质量的物体,如小行星、彗星和较小的卫星,引力较小,因此它们可能无法形成完美的球体。只有当天体足够大,具有足够的引力来产生热量并融化其核心区域成熔融岩浆时,这才成立,只有熔融岩浆的自由流动才能使物质通过重力调整成球形。


科学闰土


不知道题主为何会细思极恐的感觉呢?是不是觉得宇宙中的天体都是球形,认为它们的形成原因就像河里的鹅卵石那样是被水打磨而成的吗?要是这样细思的话,还真有极恐的感觉,难不成宇宙中还发过大洪水?

图示:鹅卵石

其实,并不是所有的宇宙中的天体都是球形的。宇宙中的天体要想变成球形那还是要符合一定条件的,自己还是要努力一把的。那就是必须质量要足够大。为什么质量大的天体就会变成球形呢?

我们从一个我们生活熟悉的一个场景说起吧!大家小时候玩过打雪仗吧?抓起一把雪,在手中反反复复的攥几次,雪就变成了一个球形了。这是怎么一回事?我们随手抓起的一把雪,什么形状的都有,但是用手攥几下就变成了一个球体。这是因为我们用手从各个方向向雪施加了压力,把雪压成了一个球形。要是我们施加的压力越均匀,雪球就会越接近球形。

图示:雪球

宇宙中一些天体为什么也是球体,跟攥雪球的道理差不多。宇宙中没有这么大的“手”可以将天体攥成球体。天体要变成球体是重力因素起到了作用。天体的质量越大,引力场就越强。这样在重力的作用下,天体上面的所有物质都会被拉向引力的中心。所有的物质都拼命向天体中心靠拢,天体表面所有的点到天体中心距离相等,这不就是一个球体吗?因此大质量的天体都会保持一个球体形状。当然宇宙中的天体都是接近球体,完美的球体形状的天体是不存在的。

图示:地球质量足够大,是个球体

科学家经过计算,半径达到200公里以上的天体就有足够大的质量让自己保持球体的形状。在太阳系中,土星的卫星土卫二的半径大约250公里。它可以算得上是球状天体中最小的天体了。

图示:半径只有250公里的土卫二

天体的质量越大,天体的表面起伏就越小,表面就越“光滑”。举个例子吧,地球的质量是火星的9倍,因此我们看到地球上没有超过万米以上的高山,而火星上万米以上的高山比比皆是。这就是因为地球的引力太大,凡事超过万米以上的高山都会被自己的重力所压垮倒塌了。天体质量越大,表面起伏就越小,就接近于球体。

图示:雪茄状的小行星奥陌陌

然而,宇宙中的大部分天体因为质量不够大,就无法是自己保持球体形状。在火星和木星之间有一个小行星带,那里已经发现了大约50万颗小行星天体。这些天体中只有极少数是球体形状的,其它大多数形状都是不规则的。

图示:形状不规则的铁疙瘩,灵神星

所以说,并不是所有的天体都是球状的,只有那些质量足够大的天体才有能力让自己保持球体形状。现在大家能明白为什么了吗?


我就是兔斯基


天体是球形的,这是由引力和天体起源决定的,是完全符合我们认知的理论范畴的,所以没有什么可恐怖的,都是合理的。

天体是一个比较广泛的概念,这个范围很大,小到宇宙空间漂浮的岩石碎块,大到各种大质量恒星,都是天体。如果在这个范围内讲,可能占数量比例最大应该是各种岩石碎块天体了,那么最多的形状就不是球形了,而是各种形状都有。

以太阳系为例,球形天体也就是太阳,8大行星,各大卫星,部分矮行星,加在一起也就100多颗。而众多小卫星,小行星带天体,柯伊伯带天体,奥尔特云天体,数量恐怕要以亿万来计算了。而这些天体,几乎是没有球形的,几乎都是不规则形状的。

而太阳系以外,其他恒星附近,甚至是空旷的宇宙空间,应该是与我们太阳系的情况类似的,数量上占绝对优势的并不是那些球形的天体,而是不规则的天体。

因此,宇宙中的天体绝大部分都是不规则的,而不是球状,球状天体在数量上只占了非常少的部分。

那么,我们再来说说这些可见的大质量天体为什么都是球状的呢?这就要讲恒星和大行星的起源了。天体都是起源于星云,而作用力就是引力,在引力作用下,星云聚集收缩,最终演化为恒星和行星。

而引力在各个方向是均匀的,因此只有球形才可以满足各向均匀性,那么自然这些大的天体就会以球形存在了。

而那些最终剩余的残渣,由于质量太小,冷却后也就形成了各种形状。


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