為什麼好多天體最終變成了球體,而不是別的形狀?

時間 2021-05-11 22:02:27

1樓:宋小帥喝醉了

行星也有不是球形的,比如「奧陌陌星」【如下圖】:

但是,更大質量的恆星就非常接近球形了,比如說太陽系的八大行星:

其原因是,比較小壽命比較短的小天體,自己產生的引力無法抗衡構成自己的物質的應力,所以會保持原狀,就像大部分彗星一樣,都是不規則的形狀。

但是,對於大質量的恆星,其組成成分在巨大的自身引力下會發生緩慢的變化,這種變化在億年的時間尺度下看可以理解為構成天體的物質具有流動性。 具有流動性的物質在天體的強引力下會自發地形成球形。

其原理類似於在失重狀態下的水:

會自發形成近似球體的形狀

2樓:

為什麼沒有答案從數學證明的角度上來解釋呀…………就畢達哥斯拉的地圓說,他是怎麼想出來的?

還有哦,宇宙的形狀應該是什麼樣的現在到了龐加萊猜想大概率會被證明的階段了嗎?那如果依然還是猜想,並且沒有實驗過,我們是不是也不是很確定天體或者宇宙的形狀會存在特例,或者之前取得的規律和經驗不成立且不足以推斷?(我這麼說好像應該沒人看懂,因為我知道的資訊很民科很業餘。

我再補充一下哈,就是說假設宇宙是任意起點出發都能回到原點,那它的形狀就會是三維空間比如立方體,上下左右前後互相連線:1. 為什麼假設成立 2.

這是個什麼形狀的東西 3. 地球就是這種把乙個平面上的圓,整一周包圍起來,就是乙個球嘛,任意位置出發都可以回的來。4.

所以我們除了三維空間立方體,可以想象成三維空間球體,表面所有點,去圍繞出乙個超球體(?是這麼個詞麼)得到乙個宇宙形狀?所以到底是什麼形狀?

)上方括號裡的問題解決好,基本我們可以反推,天體是球體而不是立方體這件事了。如果測量到宇宙邊界最好,如果不能的話,看看還有什麼證明思路。

證明的意義應該是問題公升級的時候可以得到確定的答案,那得到天體是球體這件事沒有數學證明,宇宙形狀就更不好確定了……

3樓:紫域·煞風

天體有星雲、彗星、恆星、行星、衛星、星河等等,並不是只有球形的,而大多數行星,恆星只是表面大體可以看成球形,實際上是不規則的。

4樓:開心一哥歲月

為什麼珠穆朗瑪峰只有8000多公尺?

因為一萬多公尺的山峰會承受不住自身的重力而坍塌.

天體的體積和質量達到一定程度之後,它的引力會自然的將表面的突起物壓垮,引力平衡的結果就是球形.

5樓:陳小東

由於球體是最宇宙中穩定的形狀,天體要形成球體就要克服自身重力影響而使其形狀接近或完全呈球形,否則就會呈現不規則形狀,大致界限是天體直徑大於800公里才能克服自身重力

6樓:

首先可以把陸地想象成水,把行星想象成乙個小水球(質量中心)。當一滴水從太空中滴到這個小水球上,它自然會從高往下流,直到無法更低。

這會形成一顆水球。每乙個地方的水平面,離開水球中心都是準確的五公尺(暫時不要考慮自轉、離心力等等)。

你再往上倒更多的水,它的水平面/海平面就會從五公尺,變成十公尺、一百公尺、一千公里、十公里,每一處的水平面,和水球中心的距離都必然是一樣的——你能想象大海中,左邊的海比較高,右邊的海比較低,就像摩西分海一樣嗎?

如果有一邊的海洋比較高,那麼它必然會倒下然後往較低的地方流動。直到兩邊一樣高為止。

所以這個水球的表面,必然是每一處地方都一樣高。所謂的一樣高,在巨集觀來看就是離開水球中心的距離一樣遠。這個就是球形。

接下來倒入更多的水,水平面達到一百公里、一千公里、五千公里、六千公里,就形成了一顆像地球那樣大的球。你抽出一部分的水,水平面就會下降;你倒入更多的水,水平面就會上公升。整體上還是會保持球形。

以上是理想狀態。如果考慮自轉,就會有離心力,形狀會不一樣;如果附近有別的衛星,也會造成影響。

7樓:洞明練達

因為產品經理讓程式設計師寫乙個固定體積的物體表面作為乙個星球給你們人類居住,程式設計師為了節省記憶體空間,就寫了乙個表面積最小的形狀也就是球了。

8樓:兔子

通知為確保宇宙交通秩序,維護宇宙和平,所有上軌道天體必須為規則球體或者近似球體,凡形狀不規則或私自改裝奇形怪狀的天體一律不得上軌道,為緩解宇宙軌道交通壓力,所有天體按其編號尾數實行單雙號限行,為確保安全,天體在高速軌道執行速度最高不得超過10萬公里每秒,所有天體在切換軌道前必須提前抖三下,各天體在軌道執行中禁止拋灑冰塊塵埃等其他雜物,以上各條例,望各天體嚴格遵守,違犯天體將依情節嚴重進行處罰,情節較輕的,乙個月內禁止在軌道執行,情節嚴重的,一年內不得切換執行軌道,情節特別嚴重的,將由人類對其進行改造,具體改造方案可以參考地球。

宇宙天體管委會宣

於是乎,所有的天體都基本是球體……

純屬娛樂

9樓:pan cx

我覺得很多物理現象,不考慮實際物理因素,單從對稱性上就可以在一定程度上得到解釋。對稱的概念間都存在非常強勁的關聯。比如,均勻,輪換,圓球,等價等。

他們在數學形式上都非常相似,在物理世界中它們可以描述一組受到相同條件限制的物件。在這個問題中,如果假設星球任意點受到在同樣的影響因素作用下,由於這種對稱性和均勻性的存在,它的外形在經過足夠長的時間後一定會會朝著對稱性收斂。而這些因素在天文中實際可以是引力,天體撞擊,星球內部的地質運動等。

如果初態是立方體,以天體撞擊為例,表面不同區域的受撞擊概率是不均勻的,頂點處受撞擊可能更大,因而這種形態是不夠穩定的!

10樓:遊小喵

需要說得這麼複雜嗎其實當形成圓的時候才能達到一種平衡為什麼地球上會有山川河流是因為地球的引力大小不足以使山川都垮掉貼著地面形成塵埃密度最大的物質黑洞為何似球體如果不是球體怎麼達到平衡狀態?球體的含義是什麼有些人都沒搞清楚吧?

11樓:徐健

這種問題物理總能完美的「解釋」的了的,但總有解釋不了的。

我一直覺得,不是物理定律形成了這個世界,是這個世界自然而然就成了這個世界,物理定律只是用來描述現象的自然語言。

12樓:混血王子

老師讓你自己出題,然後給小組長看,每天寫六道,結果乙個暑假那個小孩只寫了六頁,其他人都寫了好幾本,小組長還給他過了,這是為什麼呢

13樓:Sisyphus

基本上是萬有引力主導了大部分天體的演化,萬有引力表現為各向同性,所以長時間的演化總是讓系統趨於各向同性,比如說球。不僅限於恆星這種單個的天體,比如球狀星團,橢圓星系等等,宇宙中比較規則,或者說,比較圓的結構,大多都是比較年老的,即,經歷了長時間的演化,逐漸趨於各向同性。

14樓:

人在坐過山車的時候會緊緊蜷成一團想要抱住什麼,生怕甩出去——這是想要有安全感的本能行為。

誰說天體就沒有這種表現?它們的「身體」內部組織也會在運動當中自動自覺地緊湊在一起,達到不會被拋棄的安全程度。既然每個部分都想同樣有安全感,那就盡可能考慮讓每個部分享受最大公平的待遇了啊,球心到球面各個點的距離都相同,但正方體長方體就不可能啊。

所以,天體都在盡力做到更圓更球啊~~~

15樓:

想給乙個和你簡潔但是很粗糙的答案:為什麼不是圓的呢?

如果忽略外部影響,空間什麼的又都是對稱的,那如果不是圓的,必然就會有乙個導致它不對稱的原因。

碎碎念一句,對稱的原因導致對稱的結果。

如果找不到不對稱的原因,那只好有乙個對稱結果啦。

16樓:姜傑出

問題的關鍵,是物體的尺度與其穩定形態之間的關係。這是乙個數學問題而非物理問題。 僅僅是反覆強調萬有引力的答案,我認為他們沒真正理解這個問題。

簡而言之,維持固體物體特定形狀的力主要是面接觸力,而面接觸力的極限是以R平方量級(也就是接觸面積)增長。而重力,慣性力是徹體力,隨著R的三次方增長。機械應力增長速度遠小於徹體力的增長速度,所以,尺度越大,物體抵抗變形的能力越弱。

物體越「軟」。所以,當天體大到一定尺度,就會不約而同的在重力和自轉慣性力作用下,變成球或者橢球。

對於沒有面接觸力的多體天體如星系,天體甚至連維持特定形態的能力都失去了。星系以上的天體,維繫它形態的只有萬有引力和慣性力。由於角動量一致的原因它們會成為盤狀。

它們事實上沒有固定的形狀,一直在演化。之所以我們覺得它們不怎麼變化,是大尺度的另乙個效應,就是時間相對空間而言「變慢」了。大尺度的天體看似形狀穩定,其實是因為它們演化太慢,相對於它們臃腫的尺度而言。

17樓:王力樂

真是個古老的墳…… 被無聊透頂的作業折磨瘋了,來折騰一下。

這不是天體物理中最有名的 Fermi Quiz 之一麼:今日很多「天體物理導論」之類的課程都會出這個題的。

簡單地說,歪七扭八的星體比同體積的球形星體所具有的引力勢能更大,從而更不穩定。這裡沒有考慮旋轉,否則能量最低的狀態是馬克勞林橢球。

對於流體星體(氣體、液體、等離子體,whatever),反正都能變形,肯定就奔著能量最低的形態去了。

對於高熔點物質構成的行星和小行星,這個引力勢能的差值,如果大到可以把整個星體都融化了,那麼這個星體就是球形的。 簡單地估算一下,你就知道,當岩石星體半徑大約大於 500 公里(或者同一數量級之內的差不多的數值) ,就不太可能繼續歪七扭八了。這個數量級得到了天文觀測的很好檢驗:

在小行星中,穀神星差不多是乙個分界點,顯著比她小的都是土豆一挖一麻袋,她自個兒和跟她差不多大的傢伙們還是挺球的,更大的就更球了。(類似的問題:理論上,地球上最高的山峰可以多高?

答案差不多是二十公里,再高的山峰,稍塌下來一些,自己就會被自己塌下來釋放的引力勢能融化掉。)

反對 @帝哲 的答案,幾個例子都有比較本質的錯誤,從而與原問題無關。

在回答任何問題之前,先搞清楚圓和球分別是什麼。

盤星系(包括透鏡星系、漩渦和棒旋星系——而不是星雲,時至今日,有常識者須區分這幾個概念)是個「盤子上的漩渦」,它的盤面的法向是這一團東西的總角動量的方向,與角動量向量方向平行的運動全部被耗散,而角動量本身無法被耗散,所以成了乙個盤子。佔了可觀測星系數量一半的漩渦和棒旋星系(銀河系最近也被認定為棒旋星系而非以前認為的漩渦),怎麼看都不像是圓(旋臂和棒哪兒圓了?),更不是球。

橢圓星系之所以長個球樣兒,是所謂「維里化的」隨機運動支撐的(大致就是一窩蒼蠅雖然肯繞著中間的蘋果轉但是就是會亂飛一樣)——雖然這本質上有與熱運動很相似的地方,也可部分地歸結到與星體相似的地方。

水和空氣的漩渦…… 倒還有點道理,但詳細說,也是角動量守恆、平均化所致。要是水和空氣在初始時沒有相對於中心點的角動量,也沒有科里奧利力搗亂,它們就衝著中間去了,哪兒還轉悠啊。

至於磁場,無力吐槽了…… 那是個偶極啊兄弟。小磁針和鐵粉沿著磁力線(對,就是磁力線,磁感線弱爆了,等離子物理,誰學誰知道 )排布是其能量最低的形態,而乙個偶極附近的磁力線,就長這樣了。

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