奇拉小说网

繁体版 简体版
奇拉小说网 > 星际混乱 > 星际起源

星际起源

星际,只星球与星球之间的关系。因为现代天文物理学已经很清晰认识了宇宙诞生和星球诞生规律,这个规律就是“力”,是迄今发现宇宙中存在的四种基本力的作用,让宇宙变成了这个样子。

四种基本力是指万有引力相互作用力、电磁相互作用力、强相互作用力、弱相互作用力。过去对这四种力多有解释,今天就不张凯说了。

星球是宇宙中最多最普遍的存在,可以理解为宇宙中呈现球形的单个天体,包括恒星和行星。在太阳系呈现球形的星球并不多,只有太阳、八大行星、十来颗矮行星、部分大行星的卫星、部分小行星外观是球形。

星球成为球体,主要是引力作用

万有引力是现代科学的先驱艾萨克·牛顿发现的,是四种基本力最早被人类发现的一种力,从此人类对宇宙的理解进入了现代科学时代。万有引力的核心是指,只要有质量的物体,不管大小,它们之间都会相互吸引,引力大小遵循与质量成正比,与距离平方成反比的规律。

万有引力定律表达式为:f=gmm/r^2。这里的f表示引力值,单位n(牛顿,n=kg*m/s^2);g为引力常量,即两个1公斤物体质点距离1米时的引力,近似值为6.67*10^-11n·m^2/kg^2;m和m是引力相互作用的大小两个物体的质量,单位kg(公斤);r为两个引力相互作用物体之间质心的距离。

在引力作用下,气态和液态等流体,只要凝聚起来,都会近似球体;而岩质固态行星,在形成早期的熔岩流体状态,也很容易形成球体;但冷却后,形成球体就与质量和体积有关了,质量和体积越大,形成球体的可能性就越大。

这是因为,任何宏观物质都会有两种力量在对抗。一种是电磁作用力,表现为固体物质中的分子键键能,要求物质保持原有的状态; 而引力在星球上表现为重力,则要求将所有物质都拉向自己的质心,平衡的结果,就是将表面物质都拉到与质心的距离一致,这样星球就成为球形。

星球成为了球形,就是两种力量博弈后,引力占了上风。这个“上风”要多大呢?就是通过引力作用,形成足以破坏物质内部依靠电磁力保留的物质形态。(见下图)

为了让突起的部分产生足以自发崩塌的力,需要满足的条件为:4/3πgρrh>e0/μ。

这里的ρ表示岩质行星的平均密度,r为星球半径,h为星球表面可突起的高度,μ为分子摩尔质量,e0为每摩尔分子键键能。

由此我们可以看出,星球表面突起的高度受密度(质量)和体积(与质心距离)的制约。在密度既定条件下,体积越大的星球越能够呈现出球形。如地球密度为5.5*10^3 kg/m^3,与地球密度相近的星球,要让表面突起物不高于0.01r,星球的半径至少要达到2300km(千米或公里)。

随着星球质量和体积的不断增大,表面突起的高度比例就越来越小,而随着星球质量体积的不断减小,其表面突起高度比例会越来越大。经过计算,当与地球相同密度的星球体积半径小于700km时,其表面突起可达0.1r,越小突起越高,也就是700km半径的星球山峰可达70km,500km半径的星球山峰可达100公里。

这样,这个星球就不可能成球形了。当然这是密度约地球密度的星球称为圆球型的条件,如果密度很小或者表面为流体的星球,形成球形的体积就可以更小了。科学家们把天体能够成为圆球形的条件表述为:质量足以克服固体引力以达到流体静力平衡。

太阳系的球形星球有多少?

在太阳系,体积半径大于700公里的星球有约40多颗,它们是:

恒星太阳,半径为69.6km,质量为1.989*10^30kg,占据了整个太阳系质量的99.86%;八大行星,从距离太阳由近到远为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,体积半径和质量就不说了,有兴趣的可以搜相关资料查看。

矮行星已确定和候选的有7颗,为冥王星、卡戎星、阋神星、谷神星、鸟神星、妊神星、共工星等,其中的卡戎星、谷神星、妊神星半径没有达到700km,因此未成为很好球形,妊神星是一个橄榄状(上图)。

半径大于700km的卫星有11颗,从大到小分别为:木卫三、土卫六、木卫四、木卫一、月球、木卫二、海卫一、天卫三、土卫五、天卫四、土卫八,最大的木卫三半径为2631km,最小的土卫八半径为735km。

当然有一些冰质天体很小,只有150km左右的直径,也呈现圆球状,这是因为这些星球表面是由水、甲烷等流体形成的冰组成,这样的卫星还有9颗。

还有一些已经发现的冰质天体,有的也接近球形,因为还在发现和观察中,就不一一介绍了。

星球形成的过程

宇宙中的星球主要集中在行星系。行星系是指以恒星为中心的天体系统,包

『加入书签,方便阅读』
热门推荐