理想狀態下，一個星球既要像地球這樣適宜的溫度，又要像地球這樣差不多的重力，這個星球的體積最大能多大？

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可以任意假設太陽大小，距太陽的距離，以及這個星球的密度，成分。總之，只要在上面感覺和地球上一樣，那麼，這個星球最大能夠是多大？注意是理想狀態下。可以無限大嗎？我只是好奇，當然，如果太大了，背向太陽一面肯定溫差就太大，所以，多大之後，另一面的溫度就不適宜，或者說不像地球了？

謝邀：

行星（不發光）的溫度，一般和恆星發光強度(L)，離恆星距離d，和表面反照率a（地球為0.29）有關。

$T^4=frac{L_{star}(1-a)}{16pi d^2 sigma}$

$sigma= 5.670373×10^{-8}Wm^{-2}K^{-4}$ 是斯特芬-波爾茲曼常量

正常條件下，這會導致地球平均溫度為-10度。但是地球還有附加的溫室效應，使得地球平均溫度達到15度。

給個在線計算鏈接：

http://www.astro.indiana.edu/ala/PlanetTemp/index.html#secondpage

可見，行星溫度和體積關係不大。但是對於太大的體積，行星內部可能會由於聚變或者裂變產生額外輻射能，影響溫度，在此我們不考慮了。

行星密度和重力加速度關係:

$frac{GMm}{r^2}=mg$

$G hofrac{4pi r^3}{3}=gr^2$

$ho r=3g/(4pi G)$

可見，如果保證重力和地球相同，那麼半徑和密度成反比。密度越低，半徑越大，體積越大。

行星的密度不可能是0，至少，構成行星大部分的物質得是固態和液態，不能是氣態。已知的密度最低的液體應該是液氫，常溫常壓下密度為0.07g/cm3，地球密度為5.51 g/cm3。假設一個星球由純粹液氫構成，那麼它的半徑將是地球的78.7倍，換句話說，它的體積是地球的48.7萬倍，大於太陽的三分之一。

然而，通常情況下，如此之大的星球，其內部肯定是高溫高壓態，那麼，液氫將不可能維持那麼小的密度，受壓力迫使它的密度將會增大。對於高溫高壓態下的氫結構，我們目前還不清楚，理論預測可能會形成「金屬氫」。目前金屬氫還沒有被確切的製造出來，它的可能密度在0.6g/cm3左右，換句話說，如果一個行星中金屬氫佔主導，那麼它的半徑可能是9.2倍地球半徑，這個行星的大小將和土星差不多大。

金屬氫被認為在氣態巨行星中廣為存在，以木星為例，其內部相當一部分（下圖藍色）可能是金屬氫。當然內部還有個地球十幾倍大小的岩石核心。

土星則由於引力較小，內部液氫可能佔比更多（下圖外面白色），金屬氫則占較小部分（下圖紫色）

總體來說，氣態行星內部大多數是高壓態的氫，密度都和金屬氫相仿。如果內部岩石成分多，密度稍微高些。木星由於壓力大和內部岩石核心密度大，整體密度大概在1.33g/cm3。而土星內部核心較小，總體密度小，約為0.687g/cm3。土星的重力加速度只比地球略大（1.065倍），整體密度很低是重要因素。