太陽系中的行星的形狀問題

2023-03-01 03:01

太陽系中的行星的形狀都接近圓形,但是沒有一個是絕對圓的,這恰恰和他們的軌道相似(也不是圓的)。那么它們的形狀是不是和它們的軌道有直接或者間接的關(guān)系呢??
2023-03-01 06:41
不是的,軌道呈現(xiàn)橢圓是因為行星受太陽引力作用再加上其它天體的引力攝動綜合形成的;而行星基本呈現(xiàn)球形則是因為它們都在自轉(zhuǎn),是自轉(zhuǎn)的離心力使它們呈球形的。
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星體成球形與公轉(zhuǎn)是沒有什么聯(lián)系的,但跟自轉(zhuǎn)關(guān)系密切。公轉(zhuǎn)軌道沒有正圓,太陽處于橢圓軌道的一個焦點上。一般是離太陽越遠其軌道越扁,比如冥王星有時甚至跑到了海王星內(nèi)側(cè)。而水星軌道則接近正圓。這是公轉(zhuǎn)速度造成的,離太陽越近則公轉(zhuǎn)越快,軌道就越接近正圓。彗星因為速度慢,其軌道大多是很扁的橢圓,比如哈雷彗星周期長達76年。也有軌道形狀為雙曲線或拋物線形的,那種彗星只經(jīng)過太陽系一次就再也不回來了,除非受到行星攝動改變軌道形狀。
星體成為球形是因為其自身引力的作用,在萬有引力作用下物質(zhì)趨向均勻分布,加上星體的自轉(zhuǎn)作用,使星體成為球形。星體如果太小的話,比如大多數(shù)小行星,因為個頭太小,自身引力不夠,也沒有快速、規(guī)則的自轉(zhuǎn),因而不能凝聚為球形星體。球形小行星只有最早發(fā)現(xiàn)的幾顆較大的谷神星、智神星、婚神星等,半徑在幾百公里左右。
星體自然是沒有絕對球形的,一般來說星球的赤道半徑大于極半徑,這是因為星體自轉(zhuǎn)造成的。由于自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力對星體上物質(zhì)的作用,星體物質(zhì)向赤道方向聚積,因此星體大多是“扁球”而非“瘦球”。
由于這個原因,自轉(zhuǎn)越快的星球就越扁,即極半徑與赤道半徑的差異越大。同時,在相同條件下,氣體星球比液態(tài)星球扁、液態(tài)星球比固態(tài)星球扁,比如太陽是氣態(tài),木星至海王星接近液態(tài),它們都比較扁;地球、火星、金星、水星、月球等是固態(tài)星球,比較接近正球形。
注意到九大行星中(現(xiàn)在稱八大行星,冥王星已被剔除),個頭越大則自轉(zhuǎn)越快,這二者之間的關(guān)系還不太清楚。
這個之間是有一定聯(lián)系的:
是因為萬有引力是任何兩塊物質(zhì)之間的吸引力。地球的運動之所以往太陽轉(zhuǎn)彎形成繞太陽的橢圓形軌道,是因為太陽勢一個力作用到地球上。其他的行星繞太陽也是同樣的原因。地球吸引月球、使它繞地球走。木星吸引它的衛(wèi)星。這理論那么成功就完成了推倒亞里斯多德系統(tǒng)的革命。但我們必須注意,當回答一個問題就造成一個新的問題:「為什么有萬有引力?」克卜勒描述橢圓形軌道,但沒提供它們的解釋。牛頓描述萬有引力,用它來解釋橢圓形軌道,但沒提供萬有引力的解釋。

萬有引力是存在于任何物體之間的相互吸引力。兩個物體見的萬有引力,其大小和他們的質(zhì)量的乘積成正比,和他們的距離成反比。