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??
3個回答
不是的,軌道呈現(xiàn)橢圓是因?yàn)樾行鞘芴栆ψ饔迷偌由掀渌祗w的引力攝動綜合形成的;而行星基本呈現(xiàn)球形則是因?yàn)樗鼈兌荚谧赞D(zhuǎn),是自轉(zhuǎn)的離心力使它們呈球形的。
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(diǎn)上。一般是離太陽越遠(yuǎn)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?yàn)樗俣嚷滠壍来蠖嗍呛鼙獾臋E圓,比如哈雷彗星周期長達(dá)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?yàn)槠渥陨硪Φ淖饔?,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?yàn)閭€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?yàn)樾求w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?yàn)槿f有引力是任何兩塊物質(zhì)之間的吸引力。地球的運(yùn)動之所以往太陽轉(zhuǎn)彎形成繞太陽的橢圓形軌道,是因?yàn)樘杽菀粋€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(dāng)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。
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