為什麼行星幾乎都是球形的？

credit:123RF

這些已經是我們習以為常的事情了：玫瑰是紅色的，行星是球形的。而且事實也確實如此，不是嗎？畢竟，如果行星不是球形而是複雜的二十面體，那建造太陽系模型這件事將更具挑戰性。但是你有沒有想過為什麼行星會這樣？為什麼它們幾乎都是球形，而不是圓柱形或者立方體？

我們應該直言不諱地討論這個問題。我們太陽系中的所有行星都不是完美的球體，甚至太陽也不是。所有這些天體都應該被更準確地描述為"橢圓球形"，借用天文學家菲爾·普萊特的一個類比，它們看起來就像一個被壓得有點扁的籃球。在一個橢圓形的天體中，極圓周將比赤道周長小。所以在地球上，如果你從北極到南極再回到南極，你的總路程為39,931公里；而繞赤道一圈的總路程為40070公里。因此，當你站在赤道上時，你離地球中心的距離是最遠的。在其它行星上，這個凸起更加明顯。地球的赤道只比兩極圓周長0.3%，但木星的這一數據為7%。

橢圓球形主要是由兩個因素導致的：引力和旋轉。華盛頓州戈登代爾天文台主任特洛伊·卡彭特在電子郵件中解釋了這個問題：「任何具有質量的物體都會受到自身引力的影響，自引力試圖從各個方向將物體向內擠壓」。我們知道，任何物體都會受到自引力，一種將原子拉向一個共同中心的力。隨著物體質量的增加，它的自引力也隨之增加。當物體超過一定質量時，引力就會變得過於強大，以至於物體會自身塌縮成球形。像香蕉或者扳手這樣的小東西不會經歷這一過程，因為它們的自引力相對較弱，使它們能夠保留非球形的形狀。然而，在行星、恆星等天體中，自引力如此強大，以至於這些天體只能塌縮成球形。

但重力並不是唯一起作用的，當引力使行星呈球形時，它們自身的旋轉也在試圖使它們變平。天體旋轉得越快，其赤道就隆起得越高。卡彭特說道：「這就是為什麼太陽系中沒有完美的球體，只有橢圓球。太陽可以算是一個完美球體，因為它不僅有著巨大的自引力，自身旋轉速度也相對緩慢(太陽的自轉周期大約為25天)。而大部分恆星的自轉速度都很快，這也使其膨脹得很明顯」。

阿爾泰爾就是這樣一顆恆星，它距離地球只有16.8光年，是夜空中最亮的星星之一。阿爾泰爾旋轉得非常快，每10.4個小時就完成了一次自轉。因此，天文學家估計，它的赤道要比兩極圓周長14%。

還有一些其它的力量也對天體有所作用，改變著它們的形狀。雖然地球是一個橢圓形的球體，但它肯定不是一個完美的球體。太陽和月球的引力對地球形狀也有一定程度的影響，因此，地球的質量並不是均勻分布的。但我們還是想為地球母親說一句：雖然她不是完美無缺的，但她至少還是相當圓潤的。

本文譯自 howstuffworks，由譯者 Lough 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

推薦閱讀：