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存活了45亿年的地球为什么是圆的?

2020-01-13来源:广元热线

这是一个很好的问题。问这样的问题是成为一名科学家非常重要的一部分。

想象一下,地球把它所有的组成部分,所有的质量,都拉向它的中心。这种现象均匀地发生在地球上,使地球呈现圆形。下面让我解释一 下我的意思。


存活了45亿年的地球为什么是圆的?


要理解地球为什么是圆的,我们需要看两件事——质量和重力。

宇宙中的每一个物体都有质量——从最大的恒星到一粒沙子。人也有质量。物体越大,密度越大,质量就越大。例如,大象的质量会比老鼠大。


存活了45亿年的地球为什么是圆的?


图:美国阿波罗17号宇航员在前往月球途中拍摄的“蓝色弹珠”地球照片(摄于1972年12月7日,非原始照片)

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图:地球的形状。图示为地球表面地势和地球几何中心的距离。南美洲的安第斯山脉的隆起清晰可见。数据来自2014年全球地势模型。

质量越大,引力越大


虽然你可能看不见,但所有有质量的物体实际上都被一种叫做重力的力拉向彼此。物体的质量越大,它的引力就越大。

你有没有想过,如果你掉了什么东西,为什么它会掉到地上而不是天上?或者为什么我们都被困在地面上?


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图:从水被向上抛的那一刻起, 重力就开始把它拉下来。

那是因为重力。因为地球的质量比人(或勺子、花瓶、水)的质量大得多,我们都被强烈地拉向地球,这就是为什么我们感觉像是被困在地球表面。

并非太空中的一切都是圆的


行星之所以成为行星,部分原因在于它的圆形。但是太空中的大多数东西根本就不是完美的圆!事实上,有些东西是块状的。原因是行星的形成方式。行星是由岩石、冰和气体构成的。在成为行星之前,岩石和冰的部分是小块,不比沙粒大,在年轻的太阳周围运动。


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图:由气体,岩石和水组成的吸积盘,类似于数十亿年前形成我们太阳系的吸积盘。图片来自:NASA/JPL-Caltech

在数百万年的时间里,重力将这些岩石和冰的小部分相互拉向对方,直到它们开始粘在一起。最终,这些小块从沙的大小变成了山的大小。

这些岩石和冰的山毛茸茸的,像巨大的脏雪球。因此,整座山的小质量——

以及微弱的重力——无法克服岩石和冰块的坚硬形状而变成圆形。

这些毛茸茸的山脉在数十亿年前被扫到一起,形成了我们今天所认识的行星。但其中一些仍然是太阳系中的小天体。这些被称为小行星和彗星的剩余行星构成物质,具有非常块状的形状。有些形状像土豆,有些像鸡蛋。


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图:比较小行星的大小,包括谷神星和灶神星,这两个小行星带中最大的天体。图片来源:NASA/ESA/STScI

这些小行星中最大的,如谷神星和冥王星,有足够的引力使其看起来像一颗行星,它们被称为矮行星。有些像妊神星,旋转得非常快,让它们伸展开来,就像这样:


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图:艺术家想象的妊神星及其两个卫星。卫星的实际距离比图中描绘的要远得多。

相关知识


重力或引力,是一种自然现象,通过它所有具有质量或能量的物体,包括行星、恒星、星系,甚至光被彼此吸引。在地球上,重力赋予物体重量,月球的重力能引起海洋潮汐。宇宙中存在的原始气态物质的万有引力使其开始聚合,形成恒星,并使恒星聚集成星系,因此,宇宙中许多大型结构都是由引力造成的。引力有一个无限的范围,尽管它对更远的物体的影响越来越弱。


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图:万有引力使行星按照自身的轨道围绕太阳运转

参考资料


1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. curious

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