为什么宇宙中所有星球都是圆的,无一例外?
更新于:2025-03-24 11:57:46

宇宙中的所有星球为何都是圆的?这个问题的答案其实很直接:星球本身的定义就是“由大量物质构成的球状天体”。既然星球的定义包含了“球状”这一特征,那么如果某个天体不是圆的,自然就无法被称为星球。

当然,这样的解释显得有些过于简单化,下面我们来深入探讨其中的具体原理。

事实上,宇宙中确实存在许多形状不规则的天体,比如小行星和彗星等。它们的形状千奇百怪,但有一个共同点——质量相对较小。与之相对,凡是能够被称作星球的天体,其质量普遍较大。这种差异的根本原因在于引力的作用。

引力是宇宙四大基本力之一,尽管它是最弱的,但它的作用范围理论上是无限的。也就是说,尽管距离越远,引力会逐渐减弱,但永远不会完全消失。此外,引力只有“吸引”作用,而没有“排斥”作用,并且可以无限叠加。

所有具有质量的物体都会产生引力,而一个天体的质量越大,其引力也就越强,并且没有上限。每个天体的引力方向都会指向自身的质心,换句话说,引力一直在试图将天体内部的所有物质向中心压缩。

如果一个固态天体的质量较小,那么其内部物质的结构强度可以支撑自身的引力,使其维持形成时的形态,因此这些天体的形状往往是不规则的。

然而,物质的结构强度是有限的。当天体的质量超过一定阈值(通常认为是 1021 千克),其自身引力就会强大到足以克服物质的结构强度。此时,即使该天体原本是固态的,在强引力的作用下,它整体上也会呈现出类似流体的特性。最终,在流体静力平衡的作用下,天体会趋于球形,因为球形是最稳定的形状。

值得一提的是,星球想要保持稳定,必须要有力量来对抗自身引力的压缩。对于地球这样的行星而言,这种力量主要来源于物质之间的电磁力。

而对于像太阳这样的恒星来说,物质间的电磁力无法抵挡其强大的引力。它们之所以能维持稳定,实际上是依赖于内部持续进行的核聚变反应。核聚变释放出的能量可以抵消引力的作用,从而维持恒星的结构平衡。

如果一个天体内部没有核聚变反应,而自身质量又大到足以克服物质之间的电磁力,那么它将会被自身引力不断压缩,变得越来越致密。在这个过程中,有两种力量可以对抗引力:电子简并压力和中子简并压力。前者较弱,如果它足以抵抗引力,该天体会演化为白矮星;如果需要更强的中子简并压力来支撑,它则会变成中子星。然而,如果天体的质量极大,以至于连中子简并压力都无法抵抗引力,那么它将被无限压缩,最终演化成黑洞。

需要补充的一点是,所有已知星球都会自转,而自转会带来离心力,使星球的形状发生轻微改变。因此,现实中的星球并非绝对标准的球体。例如,地球的赤道因自转而略微膨胀。在太阳系八大行星中,这种现象在土星上最为明显。探测数据显示,土星的赤道半径约为 60,268 千米,而极半径仅约 54,364 千米。因此,土星也被称为“太阳系中最扁的星球”。