為什麼大多數星體都是球形的?不管是什麼物質構成都是以球體的形式存在?

一品清幽


天體真的都是球形的麼?

我覺得認為天體都是球形的,某種程度上可能忽略了一點,那就是你見到的,未必就是全世界。這就好比歐洲人曾經認為天鵝都是白的,因為他們只見過白色的天鵝,結果呢?到了澳洲,竟然發現了黑天鵝。

我們平時看到的各種天體的照片大多都是球形的,就會認為天體就是球狀的。實際上,在宇宙中存在著大量非球狀的天體,僅僅是我們太陽系就有非常多,它們就是小行星,在火星和木星之間有一個小行星帶,如果不是木星的引力非常大,那這些小行星對於地球來說就會是一個非常大的威脅。

要強調的是,小行星帶還不止一個,在海王星軌道意外還有一個柯伊伯帶,這當中不僅有小行星,還有很多矮行星,比如:前段時間被降級的冥王星軌道就在柯伊伯帶周圍,不過矮行星一般都是球狀的。

我們在區分行星、矮行星和小行星時,用了三個條件來區分:

1,區分行星和衛星:要圍繞著太陽運動

2,區分行星和矮行星,行星的質量要足夠大,能夠確保把自身的軌道上的小行星給清理掉。

3,區分矮行星和小行星,在自身引力作用下,能夠形成一個球形

所以,小行星和矮行星最大的區別就是能不能形成一個球形。事實上,大部分小行星都不是球狀,什麼樣的都有,或者說是不規則的形狀。

不僅僅太陽系內有不規則形狀的小行星,之前有個太陽系外的天體“奧陌陌”,它來太陽系裡兜了一圈,它也不是球狀的,更像是橢球形。所以,天體其實未必都是球狀。

那為什麼我們會看到那麼多的球狀天體呢?

為什麼很多天體球狀的?

實際上,這和它們自身的重力場有關,大自然當中的各種事物,隨著時間的演化都要嚴格遵循“能量最低原理”。說白了,就是萬物都很懶,都會趨近於一個能量最低的狀態,也就是最懶散的狀態。而質量稍稍大一點的天體,在自身重力場的作用下,自然而然就會形成球狀的,因此這種狀態就是能量最低的狀態。

這個能量最低原理運動到了很多地方,咱們就說考古吧,在自然狀態下是不可能形成矩形的,它不可能符合能量最低原理和熵增原理。所以,在考古的過程中如果發現了很多矩形存在,那大概率這裡有人曾經來過,或者生活過。

天體並非是完美的球

不過,這裡還要多強調一句,我們總說天體是球狀的,腦海裡想到的就是一個很完美的球形,球心到表面的距離都是相等。但事實並非如此。實際上,天體不存在完美的球形天體,就拿地球來說,就是兩極要短一點,赤道要長一點的橢球形。當然,我們用肉眼很難能看出來,但實際測得的結果就是這樣。

  • 赤道半徑:6378.140 km
  • 兩極半徑:6356.755 km

兩者的半徑相差了21km左右。

天體大多都是這樣的,都不是完美的球形。科學家一直以來其實都在研究天體到底是什麼形狀的。目前的認知是,大質量天體形成的球形應該叫做:馬克勞林球。

這是一位叫做馬克勞林的學者,將天體的自轉效應考慮在內,最終得到的結果。具體來說是,馬克勞林給出了我們一個關於天體形狀的計算公式,如果我們把地球的相關參數帶入其中,就會得到一個地球的自轉週期,當然由於地球是一個岩石星球,所以實際觀測值會與理論計算有一些誤差。所以,天體的球形並不是一個完美的球形。

通過馬克勞林的理論,如果天體轉的足夠快的話,那就可能會成為一個馬克勞林環,這是在自轉速度足夠快時,理論上得到的一個形狀,不過,目前還沒有實際觀測到這個形狀的天體。

所以,僅僅從天體上開看,球狀都不是一定的,更不要說其他物質了。一般來說,一個東西的形狀在沒有任何為干預下,應該是符合能量最低原理和熵增原理的。


鍾銘聊科學


毋庸置疑,絕大部分天體都是球形狀是由於重力作用。

很顯著的一個證據便是:小行星和彗星並不一定是球形,因為它們的質量沒有達到一定的量級。一旦達到一定的量級,其物質必然會在引力的作用下向重心坍塌。 宇宙大爆炸後的數億年內,中子質子開始結合形成原子核,電子這時候與原子核一起形成完整的原子。原子之間靠化學鍵形成分子,進而形成宏觀塵埃。

當宇宙塵埃在引力的作用下越來越接近時,就會結合形成氣體,液體,甚至是岩石。

這些新形成的宏觀物體在引力的作用下進一步壓縮,形成天體。 質量稍大的天體會形成恆星,並在中心地帶開啟核聚變。

質量較小的天體會形成行星。 不管是恆星還是行星,物質都會在引力的作用下擠壓,只有儘可能佔據最小表面積的物質才有可能保持下去,這樣一來天體自然而然地會形成球體。




其實這也是一個很簡單的數學題

對於給定的體積,球具有最小的表面積!我們以岩石行星(地球)作為假設前提。

假設岩石行星一開始具有可破壞球形外觀的山脈高度(山峰高度超過行星直徑的五分之一)

已知山底的壓力P=ρ•g•h,ρ是山脈密度,g為行星的重力加速度,h是山脈高度。


目前已知G為引力常數,平均密度ρ和半徑R。

重力加速度g=GM/R²=4π/ 3•G •ρ•R。

由於密度ρ相對穩定,我們假設ρ為恆定值。

所以山底壓力P=4π/ 3•G •ρ²•R•h。

為了便於理解4π/ 3•G •ρ²作為常量可以暫時不考慮。所以P=R•H•常量

山底可承受的壓力的極限值是一定的。

我們發現山高h與1 / R成正比。天體越大,山越低。這也意味著如果半徑R足夠小,則h將接近R,從而就會給出不規則形狀物體的最大尺寸。


我現在估算不規則物體的最大尺寸數值

h0和R0分別是該山脈的極限高度和半徑。

h = h0 *(R0 / R),如果h = R,R = h0 * R0。對於地球而言,h0約為10 km,R0約為6371公里。這樣得出的最大不規則尺寸半徑約為250 km。

但事實上,岩石行星的剛性並不大,所以真實的最大不規則尺寸要比理論上要小得多。

最大不規則的尺寸相對於主體天體而言還不到10%,那麼就可以認為大質量天體基本都是球體。


科學認識論


我們看到諸多的太陽系模型圖片,太陽系的八大行星都是以圓球狀的型態出現在畫面中。儘管大小不一,但還是有點差異,如最大的木星就是一顆稍扁圓的球體。我們人類居住的地球也是一個微橢圓形的球體。

為什麼大多數行星都是圓形的球體?有萬有引力之說,亦有星球中心重力場之論,這些論點都有一定的道理。不過一個重要的原因,就是行星本身的公轉自轉,導致其最終以圓球體的形態在太空中運動。因為行星最初是由星雲塵埃形成,且得到太陽強大的旋轉引力作用。這些星雲塵埃以滾動的方式在太陽強大的旋轉力帶動下,經過漫長的年代,終於在旋轉中聚集變成為球體。一般來說,只有圓形的物體便於轉動。且省力,阻力亦小。在旋轉中容易形成球體這種現象,在日常生活中常見。過去的中藥房,用手工方法制作水丸藥,就是在一個大圓竹籮盤中撒滿藥粉,通過人工快速的轉動,使這些藥粉在旋轉中慢慢的就形成了小小的藥丸。這些藥丸雖小,但是粒粒皆圓。我想這大概和宇宙間行星的形成有異曲同工之殊途同歸。就是說宇宙間的行星質量越大,一般來說就越圓。但是,這世上從來沒有絕對的事理。那些小小的星體可能就是一塊巨石而已,且形態各異。


山水1320


這個世界生在旋轉為圓!為什麼星體都是圓形?為什麼都在旋轉!?這與物體的行成有著很大的關係!

宏觀世界的物質都是微觀世界的物質聚集而行成的!而且物質的行成與磁力和微電子有著很大的聯繫☞物質粒子!而物質粒子都是在不停的運動中產生?量子糾纏!電子圍繞核旋轉!可以說一塊堅固石頭和一塊鐵塊都不是死的!它們內部的物質粒子都在不停的運動著!

大到宇宙-星系-星體!小到物質粒子都是在不停的旋轉和運動!動物的血液在動!植物的光合作用和水分在運動!可以說沒有不動的物質!微觀世界的電子圍繞核心旋轉!量子在糾纏!星體在引力和磁力的作用下也在旋轉聚集!

來到正題!

有了這些微觀世界的和宏觀世界的旋轉就會產生圓形物體!一個小小的物質粒子都在旋轉,不用說更大的星體和星系了!只要旋轉就會產生類圓形物體!恆星太陽就是在氣體粒子在旋轉下產生了核聚變而成為了等離子體!

也就是說沒有旋轉就不會有現在的世界!要是沒有星系的旋轉星體就不會撞擊,沒有撞擊就不會產生新的星體和星系!沒有新的星系產生物體就不會循環!沒有循環世界將會是一片漆黑!恆星不會誕生!動植物不會孕育!沒有將來也沒有過去……





濰坊安丘厚德載物


問題很有趣但是又飽含了宇宙大道

先說為什麼會形成一個星球,大了說是萬有引力,小了說是重力,兩者都是是同一個力的不同說法。他們都是向下的力,感謝🐮頓。

萬有引力讓碎塊均勻地凝聚成球體,離球心距離相同受到的萬有引力都是一樣的,也就是我們說的重力,地心引力。

引力都是向著星球中心,所以才讓一個星球表面形成一個球體,而凸起的地方就要對抗相應的萬有引力,但由於其他自然力的作用就形成了地表也就是我們所看到的那樣凹凸不平,但大致的模子還是一個圓球。

還有行星的自轉會讓星球受到向心力成為一個橢圓形球體。(不懂向心力的同學可以忽略這裡[捂臉][捂臉])

真有興趣可以去翻翻中學時代的物理書

圖片侵刪,只做科普用





盡有此生待從頭


為什麼大多數星體都是球形的?不管是什麼物質構成都是以球體的形式存在?

俗話說:“林子大了,什麼鳥都有”,意思就是說,只要某種事物的數量大了,就會不可避免地出現多樣性。通常我們都會認為這句話有道理,但假如把這句話放在宇宙空間中來講,似乎就有點說不通了了,因為宇宙中大大小小的星球全部都是球形,無一例外。


為什麼大多數星體都是球形的?

宇宙中現在的星球,並不是一誕生就是很大,它們都是有一個成長的過程的。比如說我們太陽系來說,在大約50億年前,現在太陽系的位置還是一大片原始星雲。

在某一天,這片原始星雲的忽然受到了來自附近天體活動的擾動,於是星雲裡的平衡就被打破了,並在萬有引力的作用下,星雲裡的物質逐步凝聚成了太陽以及其他的天體。

同樣的,宇宙中的其他星球都有一個物質從少到多,從小到大的凝聚過程。在這個過程中,萬有引力扮演了極其重要的角色。

每一個有質量的物體都會產生萬有引力,其方向總是筆直地指向自己的質心,我們可以簡單地理解為,一個物體產生的引力,總是在試圖將所有物質都“擠進”這個物體的質心。

牛頓告訴我們,一個物體的質量越大,其產生的引力就越大,因此,當宇宙中的某個天體的質量達到一定的程度的時候,其產生的引力就足以改變自己的形狀了。

剛開始的時候,這些天體的形狀會在自身引力的作用下變得奇形怪狀,但當這些天體的達到靜力學平衡的時候,它們的形狀就確定為最穩定的球體了。這些可以通過自身重力形成的球體的天體,就是被我們常說的“星球”。

然而並不是所有的天體都會以球體的形式存在

宇宙中那些質量較低的天體,是不能夠成為球形的,比如說彗星、小行星等,沒有引力的幫助,它們的“長相”就很隨便了,什麼形狀的都可以有,比如說這樣。

或者這樣。

值得一提的是,宇宙中絕大部分的星球都不是一個標準的圓球,這是因為目前我們所觀察的所有星球都會自轉,而自轉產生的“離心力”會使星球的形狀發生改變,具體表現為中間突出,頂部變尖。

在四大基本力中,雖然萬有引力是最弱的,但是它卻是構成宏觀宇宙的關鍵,它不光可以保持宇宙的穩定,還可以雕塑出各種美麗的星球,最關鍵的是,所有的星球都是球形的。


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魅力科學君


為什麼宇宙空間中大多數星球都是園形的呢?

因為空間的一切物質都是由中心一原點逐漸擴大生成的 。而事物在隨同宇宙進行螺旋循環運動時 ,其輻射 能量或引力凝聚運動時,向周圍無數方位產生作用力的都是相等的,所以這就從客觀上以原點為中心構成了一個園球的形態。固然有些星球不是園的而是橢圓的,但這都是外部能量環境造成的一種過渡階段,隨著時間的增加,其最終還會是以一個球形態來結束它的生命的。


易境2


原因很簡單,那就是自身重力和引力導致的!

估計大家都知道,質量越大的物體,在自身重量的作用下越容易坍塌,這也就是我們在建造越高大的建築物時越困難的原因!

在絕對的自身重力影響下,材料的結構強度幾乎是無關緊要的,在較大的物體當中,由於其上較高地方的材料對內部深處的壓力較大,就會造成這個物體的坍塌,(就跟U形管一樣,兩邊液體高度不同時,壓強不同、兩邊液體壓力不同,液體就會移動,只到兩邊液麵相平是一個道理),坍塌會盡量使各個方向上向物體內部的壓力相等,以達到平衡狀態,所以,物體表面必須與其重力正交,才能保持相對平衡,只有球體才符合這種情況!

如果物體剛開始是其他形狀,重力就會重塑這種形狀,使它更接近球體。

這也是為什麼質量較大的天體比較接近球形,而小行星呈近似球形的原因!因為小東西沒有足夠的重力來壓迫其材料而迫使它們變得更圓。

還有一個原因就是質量越大的天體會吸引周圍的其他物體

行星可能會通過與空間中的其他物質相互“碰撞”而變得越來越大,就像是滾雪球一樣,越滾越大。而質量越大,引力也就越大,這樣就會吸引更多的物質,因為質量較大的天體一般都是球體,所以各個方向上的吸引力大小相當,每一側吸收的量都大體相當,所以,大行星比小行星更接近球體!


蘋果科學


在旋渦裡旋聚誕生的才是球體的。小行星奇形怪狀,因為它是個碎塊。


旋渦裡的世界


物質靠四種力相互作用,使得物質聚在一起的力是萬有引力。之所以是球形,是因為球體具有以下完美的性質:如果體積一定,那麼球體的表面積最小。如果表面積一定,那麼球的體積最大。也就是說,它是空間物體的最優化結構,它向每個方向發出的力或在每個方向承受的力相對均衡。在沒有其他外力作用時,物體自然選擇球形。比如,露珠就是球形的。


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