由于引力是很弱小的力,质量很小的物质引力很难显示出来,但当质量变得很大时,引力就会显示出它强大的一面。
在地球上,你怎么跳都跳不出引力的“掌心”,这时的引力还能忽略吗?
因此宇宙星球如果是流体的,包括等离子态或者液态时,形成时就很容易成为一个球形;但如果是刚体,比如像地球这样的岩石星球,就需要达到一定的质量,引力才能够拉平球面。
在宇宙中,一些小行星、卫星由于质量达不到产生拉平刚体表面的力,只能呈现出各种形状。
而大的宇宙天体,就都是球形的了。
在太阳系,矮行星以上才是球形天体。国际天文联合会规定了行星和矮行星的定义,其中很重要一条就是:有足够的的质量,能以自身的重力克服刚体力,呈现流体静力平衡的形状。
何为流体静力平衡形状?就是圆球形或接近圆球形。
我们以矮行星为界来说明这个问题。
灶神星直径约500公里,质量约2.7x10^20kg,也就是约27亿亿吨。但这颗天体还是一个不规则的土豆状,因此视为没有克服自身刚体力达到流体静力平衡状态,所以没有成为矮行星,只能成为迄今已知最大的一颗小行星。
谷神星直径约950公里,质量约9.43x10^20kg,就是约94.3亿亿吨。这颗天体外形呈现出了一个球形,因此被列入了矮行星行列。
刚体天体成为球形需要多大质量?以上例子,看起来是直径和质量达到一个标准,星球就会呈现球形。实际上,刚体星球成不成球星,与直径毫无关联,质量才起着决定作用。
一个中子星的直径才20公里左右,但呈现出一个完美的球形。
那么刚体星球要多大质量才会呈现出一个球形呢?目前尚无准确定论。
但我们可以从上述灶神星或谷神星的例子得出一个大致结论:刚体天体要成为一个球形,所需的质量在27亿亿吨~90亿亿吨之间。
恒星都是质量巨大的恒星,当然就更不要说了。太阳是一颗恒星,质量为1.9891x10^30kg,也就是198.91万亿亿亿吨,是地球的33万倍。
而且所有恒星都是等离子态的流体星球,流体是最容易取得流体力学平衡的,它不成为一个球形还能够成为什么形状呢?
结论:引力是使天体成为球形的唯一决定因素,能不能成为球形取决于天体的质量。
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