為什麼宇宙中的天體都是球形？有沒有河裡鵝卵石的效應？

2020-01-06 11:46:33 佚名

農業負二代

首先我們要搞清楚，宇宙中的天體都是球體嗎？其實並不是的，地球就不是球體。

地球的真實樣貌就是偏橢圓形。關於為什麼天體形狀都是偏球形的，這有一門專門的學科叫天體的形狀和自轉理論。

1742年馬克勞林第一次嚴格證明﹕旋轉橢球體可以是均勻流體自轉時的平衡形狀。後來很多數學家改進了這項工作﹐成為天體形狀理論中第一個經典結論。

這什麼意思呢？也就是說天體形狀是和自轉速度有關的，這涉及到了角動量的問題，角動量角動量是描述物體轉動狀態的量。又稱動量矩。在物理學中是指物體到原點的位移和動量相關的物理量。它表徵質點矢徑掃過面積的速度大小，或剛體定軸轉動的劇烈程度。

角動量小那麼天體就是個球，角動量大就會慢慢成橢圓體，角動量特別大就成了一個盤子。最後就會成一個甜甜圈。

而這也僅限於大質量的天體，你看彗星這些的形狀就是奇形怪狀的。

胖福的小木屋

細思極恐！宇宙天體居然不是球形，什麼八角形、土豆行都是常態，甚至最近神秘逼近太陽系又神秘消失的奧陌陌，也是一根棒槌形啊！

題主以河裡鵝卵石比喻天上天體，我個人認為，這個比喻才是細思極恐呢。

悍然入侵的——奧陌陌

同學們不應該這麼快就遺忘掉，2017年10月，一個神秘的天體從我們太陽系的上方悍然闖入，一路極其囂張橫行，然後在水星軌道附近被太陽系的神秘力量彈飛反轉後，調轉方向匆匆地奔向木星軌道，而且它並沒有按照一般小行星的套路出牌，而是突然獲得意外的加速度，擺脫了人類的視線觀測後，如同它神秘的闖入一樣，又神秘的消失於天際。

對，這就是在2018年引起軒然大波的——奧陌陌——夏威夷土語中的偵察兵！

奧陌陌密度很高，表面呈鏽紅色，還覆蓋著富含碳的有機物，它是第一顆進入太陽系被人類觀測到的系外星際物體。人們以為它是一顆小行星，但是它的長寬比超過10:1，大大超出人類認知的3:1範疇。我們先不討論它為何會反重力加速度般的加速離開了太陽系，光是這個外形，就已經打破了題主——天體都是球形的想象了吧！

哪裡來一個10:1長寬比的球呢？

星際物體個子小，長得就隨意

常規的氣態（液態如果能存在的話也一樣）星球，很非常容易由於離心力和引力的作用，成為一個圓滾滾的球體，參考太陽。在這一點上來說，題主的觀察是精準的，如果你離太陽足夠遠的話，的確這個觀點偏差不大，但千萬不要跑到太陽近距離觀察就行，你會發現太陽更像一個炸毛的絨球。

而有固態結構的巖質行星，情況則更加突出，只有半徑大約大於500千米級別的（也有數據稱要到達1000千米），才有可能因為自身引力的關係，慢慢變成一個差不多的球體。

如果自身尺寸過小，達不到臨界半徑級別的話，則引力無法改變星際物體的原始外貌，也就是說，最原始的一面將得以保留下來。

如果眾多小行星有心理活動的話，大概就是，反正咱們個子小，別人看不到，長隨意點也無所謂了吧。

球形也是不靠譜的球形

同學們都會覺得，足夠大了，就肯定圓了吧？你看地球本身不就是一個完美的球形嗎？

想的太天真！地球根本就不圓。

同學們繞赤道走一圈，是40070公里。而選擇從南極點出發到北極點走一圈，卻是39931公里。兩者相差0.3%。

巖質行星難免磕磕碰碰，樣子有點變形了，我們也可以理解，那麼氣體行星，總得為球形正名一把了吧？

答案也是不靠譜，上帝可能真的討厭絕對這兩個字。

舉個例子，還是以太陽系為例，我們星系中最大行星——木星，赤道腰圍要比兩極子午線一圈多出7%。第二大行星土星更明顯，多出10.7%。用來打保齡球都不會及格的。

結語

鵝卵石是收到流水或風沙的摩擦碰撞，被磨去了稜角，離球形的要求相去甚遠。

宇宙的天體，如果以絕對數量為基準，則是長得充滿個性的兄弟居多，而類似球形的大天體，反而不佔多數。

當然，肉眼所見的都是會發光的恆星，所以，題主的提問，在這個角度下，也是符合實際的。

貓先生內涵科普

事實上宇宙中絕大絕大絕大絕大……多數天體——嗯，我不知道要用多少個絕大才能準確形容——不是球形。

所謂天體，就是太空中的物體，我們看到的似乎都是球形——太陽、月亮，遠處的行星，更為遙遠的恆星，似乎圓得天經地義，地老天荒，完美得讓人怦然心動，黯然落淚——估計每一個初上太空的人，沒有不被震撼到落淚的。

然而你的眼睛如果能放大數千倍、數萬倍，看到隱然於浩瀚太空的更多物體，你就會發現，在黑暗無垠中還有無數的天體，包括小行星、彗星等，在寂寥的太空中閃爍——這些都是天文學意義上的天體，但凡不屬於地球上的物體，大抵都可稱之為天體。

所以在太陽系裡，目前發現的實際只有太陽、八大行星、矮行星以及一些行星的衛星等幾十顆天體是球形，而更多的天體——火星和木星軌道之間的小行星帶，柯伊伯帶，離散盤，奧爾特雲，裡面有至少有數億顆小行星、彗星，最大的數百公里，最小的數米、數釐米，都不是球形，從數量上來看，宇宙中絕大多數天體都不是球形。

更大的天體，比如星系和星雲，星系團，超星系團，大尺度結構等等，也不是我們定義的，傳統意義上的球形。只有半徑超過大約500公里的小行星，行星，恆星，才可能在引力作用下，聚集成球形，質量越大，球越完美；恆星死亡後坍縮形成的白矮星、中子星以及黑洞，也是呈完美的球形。好吧，其實也不是那麼完美，所有這些天體都會在形成時獲得的角動量，或相互之間的引力作用，以及撞擊下旋轉，在離心力作用下變成橢球狀——赤道處凸出，兩級凹陷，即使黑洞，也不能倖免。所以從嚴格意義上來說，宇宙中實際上沒有一個天體是完美的球形，就看你從多大的精細度來看了，畢竟完全不旋轉的天體理論上是沒有的。

像我們的地球，赤道處的半徑就比極半徑大42.8公里，而太陽則大了約12.5公里；木星、土星由於旋轉較快，實際在望遠鏡中都可以看出它們是橢球形的；最誇張的是離地球139光年，天空中第九亮的恆星水委一，由於自傳極快，其赤道直徑比極直徑竟然大了56%，分別是太陽的11.4倍和7.3倍，完全就是一個超巨型橄欖球了；而最最誇張的是軒轅十四A，它赤道處的旋轉速度我們太陽的152倍，已被甩成極端的扁球體，科學家們估計它的旋轉速度再快10%，就會被自己的離心力給撕得粉碎了。

我們之所以認為宇宙中天體都呈球形，是因為這種天體正好位於我們的眼睛或望遠鏡最容易觀測的範圍。比如太空中我們肉眼可見的，除了太陽、月亮、幾顆行星，以及兩三個星系和人造衛星外，其它的都是恆星，都是球形的物體，而望遠鏡能直接觀測到的，也大多是這些可以發光的恆星，不能發光的小行星很難被直接看到，所以導致被觀察更多、描繪更多的是這些恆星，讓人誤以為所有天體都是球形的了。

徐德文5分鐘科學頻道

首先我們來分析一下這個問題，細思極恐的地方在哪裡？題主的意思指得是你看太陽系內的八大行星包括太陽在內都是接近於正圓的，其他恆星系的情況也是如此。而我們日常生活中在河邊看到的鵝卵石，也很多都是有圓弧的。那麼細思一下我們的宇宙會是一條河，而天體就是鵝卵石。這下你感覺到恐怖了吧？

說實話個人感覺這一點都不恐怖，甚至感覺有點好笑。完全沒有關係的兩個東西也能強拉硬拽到一起進行比較。再說了宇宙中的天體如果不論大小隻看數量，那麼非圓類的天體還是佔據大多數的。就拿太陽系內的天體來說，小行星的數量有數十萬顆，幾乎沒有是正圓的，大多數都是形態各異。比較典型的如2017年闖入太陽系的星際天體-奧陌陌，完全的雪茄形狀跟圓都不沾邊。

當然天體質量越大一般都比較接近於正圓，這可以看出來天體的形狀和引力有著很重要的聯繫。在天體形成後引力的無差別踏縮作用，會讓天體趨於圓形，而質量越小的天體引力的作用效果越不明顯。同時天體的質量較大和其他天體之間的引力作用，例如月球繞著地球轉在潮汐力作用下，月球只有一面正對著地球，這被稱為潮汐鎖定，這個過程也對天體性狀的塑造起作用。

而鵝卵石的形成原理就更簡單了，在水流的衝擊下表面區域完整，而小鵝卵石會被水流推著滾動著“跑”，時間長了自然而然形成光滑圓潤的表面。但是天體的圓形衝擊作用就什麼關聯了，因此也聯繫不到一起去。

科學黑洞

天體是球形的，這是由引力和天體起源決定的，是完全符合我們認知的理論範疇的，所以沒有什麼可恐怖的，都是合理的。

天體是一個比較廣泛的概念，這個範圍很大，小到宇宙空間漂浮的岩石碎塊，大到各種大質量恆星，都是天體。如果在這個範圍內講，可能佔數量比例最大應該是各種岩石碎塊天體了，那麼最多的形狀就不是球形了，而是各種形狀都有。

以太陽系為例，球形天體也就是太陽，8大行星，各大衛星，部分矮行星，加在一起也就100多顆。而眾多小衛星，小行星帶天體，柯伊伯帶天體，奧爾特雲天體，數量恐怕要以億萬來計算了。而這些天體，幾乎是沒有球形的，幾乎都是不規則形狀的。

而太陽系以外，其他恆星附近，甚至是空曠的宇宙空間，應該是與我們太陽系的情況類似的，數量上佔絕對優勢的並不是那些球形的天體，而是不規則的天體。

因此，宇宙中的天體絕大部分都是不規則的，而不是球狀，球狀天體在數量上只佔了非常少的部分。

那麼，我們再來說說這些可見的大質量天體為什麼都是球狀的呢？這就要講恆星和大行星的起源了。天體都是起源於星雲，而作用力就是引力，在引力作用下，星雲聚集收縮，最終演化為恆星和行星。

而引力在各個方向是均勻的，因此只有球形才可以滿足各向均勻性，那麼自然這些大的天體就會以球形存在了。

而那些最終剩餘的殘渣，由於質量太小，冷卻後也就形成了各種形狀。

寒蕭99

“為什麼宇宙中的天體都是球形？有沒有河裡鵝卵石的效應，細思極恐？”，其實物體的形狀和其受力效果有關，天體也不例外，這些力包括天體自身的萬有引力和由於天體自轉產生的慣性力以及其他天體的引力等。對於鵝卵石來說，其光滑圓潤的外表主要由水流衝擊摩擦導致，和天體的的球形成因還是有區別的。

天體為什麼是球形

日月星辰都誕生於塵埃之中，在這個過程中引力起到了主導作用，由於引力的性質其力場大小表現為各向同性，當確定一個質點的位置時，如果我們在相同距離上不同位置去測量引力的值，會發現這些位置上的引力強度都是相同的。結合牛頓的萬有引力定律F=(Gm1m2)/r^2可知，在確定兩個物體質量的情況下，二者之間的引力大小之和它們的距離有關，也就是引力公式F=(Gm1m2)/r^2中的“r”值，由此我們可以聯想到，當質心確定時，距離質心相同的點結合在一起可以形成一個形狀，這個形狀肯定就是球形，換句話說，只有天體為球形時，其表面的任意一點才會與天體質心的距離相等，從而使天體表面任意位置的引力大小相同。

由力學原理可知，力是改變物體運動狀態的原因，同樣，力也是影響天體形狀的原因，一個星球在運行過程中會受到多種力的綜合作用，我們以地球為例，地球由於自轉效應，赤道部位會隆起，所以地球更像是一個橢圓；由於太陽和月亮與地球之間存在引力，地球表面會發生有規律的潮汐現象，這也會改變地球的形狀；由於地球內部能量的作用，地球表面也會形成高山與峽谷；

總體來說，天體的形狀就是各種力的綜合作用，其中天體的自身引力處於強勢地位，所以大量天體都呈現為球形，如果天體的質量非常小，那麼其自身的引力就相對較弱，其自身的形狀也就不規則，比如前段時間漂進太陽系的小行星——奧陌陌，其長度只有四百米左右，整體呈雪茄狀。

鵝卵石的成因

顧名思義，鵝卵石就是像鵝卵的石頭。鵝卵石是一種天然石材，現在也有人工製造的鵝卵石，而在都有一個相同的“加工過程”——打磨，鵝卵石可看做是由普通石頭在砂石、水流等的衝擊打磨作用下形成，這個過程可能要經歷成千上萬年，這種互相沖擊打磨的作用力本質上是一種撞擊與摩擦，在力學中都屬於電磁力範疇，而天體的球形成因主要是由於引力，這也是二者的主要區別。

結語

天體的球形成因和其受力效果有關，只有天體為球形時，其表面的任意一點才會與天體質心的距離相等，從而使天體表面任意位置的引力大小相同。對於鵝卵石來說，其成因和砂石、水流等的衝擊打磨作用有關，這種衝擊打磨本質上是電磁力的作用，所以天體與鵝卵石在成因上是不同的。