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无处不在的万有引力
除了分子之间的电磁力之外 , “万有引力”肯定不会缺席 。 只要有质量存在 , 就会有万有引力 , 因此物体中每个分子都会对其他分子产生吸引力 , 如果想要破坏物体的完整性 , 也就是说必须要克服分子之间的万有引力 。
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除了自身的引力之外 , 物体双方之间也具有引力关系 , 且与物体的质量成正比 , 与两者之间的距离成反比 。 也就是说 , 物体之间的引力大小取决于它们的质量大小和两者之间的距离远近 , 和物体的形状是没有关系的 。
电磁力与万有引力相辅相成
引力与质量相关 , 电磁力与质量无关 , 只和电量有关 。 对于小体积的物体来说 , 每个分子自引力的作用要比电磁力小得多 , 所以当电磁力>引力 , 物体就能够保持自身的形状 。
但是当物体的质量增大到某一程度时 , 超过了临界点 , 引力就会战胜电磁力成为主宰 , 根据“最小势能原理” , 物体最终就会变成一个球 。 在这种尺度之下 , 再坚硬的物体在引力的作用下 , 也会被“揉捏”成引力势能最小的形状——球体 。 而气态行星在引力主导的前提下 , 也会遵循这一原理 。
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地球正是在这两种因素以及自转的作用下 , 成为了一个不是非常完美的“球” 。 虽然在地球表面 , 还是有山峦起伏等 , 但是这些山峦是地球板块运动造出来的 , 山的起伏和它本身的直径相比 , 这些可都可以忽略不计了 。
并不是所有的天体都是球体
并不是所有的天体都是球体 , 那些尺度只有几十千米的小行星或彗星、慧核等形状更是千差万别 , 2017年造访太阳系的天外来客“奥陌陌”形状为类似雪茄的长条形 。
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奥陌陌运行图片
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土星、木星这样的气态巨行星除了上文中提到的两种作用力之外 , 也会受自转的影响 , 自转产生的惯性离心力在赤道附近最大、两极附近最小 , 在极点处等于零 , 因此 , 它们的形状会更接近于椭球状 , 再加上它们自身自转周期更短 , 所以扁平外形相当明显 。
也有人提出 , 如果天体的自转速度足够快 , 最终将突破椭球 , 成为一个环 , 因为环形会比椭球的势能更低 , 也更稳定 。 虽然这一说法目前还只是理论阶段 , 但也从侧面证明了天体形状的多样性和不可预性 。
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