天体越大的就越圆吗?

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地球不是平的,但也没有圆得十分完美

地球并没有圆得十分完美。由于地球绕地轴自转,地球在赤道周围较“胖”,多出了额外的0.3%。地球南北方向的直径约为12714公里(7900英里),赤道平面上的直径约为12756公里(7926英里),两者相差约42.78公里(26.58英里),这样的长度差约为地球直径的1/300,然而这样小的差距不能在太空中拍摄的地球图片上体现出来,因此,当人们看到地球的照片时,会误以为地球是圆的。NASA的喷气推进实验室最近的研究表明,冰川融化正在导致地球的“腰围”扩大。

地球上的一天正在慢慢变长。地球在46亿年前形成的时候, 它的白昼大约是6小时,到了6.2亿年前,一天变成了21.9小时。而现在,平均每天是24小时,但每世纪会增加1.7毫秒。为什么会这样呢?原因是月球对地球的万有引力形成潮汐,由于潮汐的存在,使得地球自转变慢。这样的结果就是我们的每天都在慢慢变长,然而这样的改变不会对你的生活和工作带来影响。

地球上并不是一直都有七大洲

地球的大陆已经有了持续几百万年的分分合合关系。大约8亿年前,地球陆地上的板块聚集在一起组成了一个超级大陆,名为“罗迪尼亚大陆(Rodinia)”,现在的北美洲是它的中心。罗迪尼亚大陆最终分裂成许多板块,经历了约2.5亿~5亿年的碰撞,形成了北美洲的阿帕拉契山脉和位于俄罗斯和哈萨克斯坦境内的乌拉尔山脉。

大约2.5亿年前,各大洲再次聚集在一起,形成了被海洋包围的单一大陆——泛大陆。5000万年后,这块大陆开始分裂,形成了冈瓦纳大陆和劳亚古大陆,最终形成了今日我们所知的七大洲。

大约在6~8亿年前,地球经历了几次极端的气候变化,称为“冰河时代”。气候变得如此寒冷以至于一些科学家认为整个地球曾多次完全结冰,这就是所谓的 "雪球地球" 理论。由于甲烷和二氧化碳等温室气体的减少, 可能会有四个交替的冻结和解冻期, 在这段时间里, 整个地球将被冰川的冰层覆盖。由于来自太阳的大部分能量被冰层反射回太空,所以地球的平均温度约为-50℃,赤道的温度与现在南极的温度相差无几。如果雪球地球确实存在过(这一直是一个争辩激烈的学术问题),那么那时的地球上可能只存在一些微小且简单的微生物。幸运的是,我们没有经历那段时光,不用亲身体会那样严寒的环境。

意想不到的是,智利北部的阿塔卡马沙漠是世界上最干的地区,但它的旁边却是四大洋中最大的大洋——太平洋。智利的阿里卡年平均降雨量仅为0.8 毫米,据说在1972年突如其来的暴风雨降临之前,阿塔卡马的卡拉玛400年来从未下雨。与大多数沙漠不同的是,阿塔卡马是相对寒冷的,在其最干旱的地方,甚至没有寄生在石头下面的蓝藻(一种绿色光合作用微生物)。NASA 生物学前往阿塔卡马沙漠,寻找生活在如此极端环境中的微生物,希望通过它们了解其他星球上的生命可能是如何存在的。

地球的引力场并没有处处相同

如果地球是一个完美的球体,那么它的引力场将是处处相同的。但在现实中, 地球的表面是崎岖不平的, 而水流、冰川的漂移以及地壳下板块的运动都将改变了重力。这些特殊情况导致的重力变化称为重力异常。像喜马拉雅山这样的山脉会导致重力异常, 它的引力比平地处的引力大。相反地,由于海沟的形成,导致了海沟处的引力变小,出现了重力异常。盘旋于我们上空的NASA的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)号,正在以前所未有的细腻角度描绘着地球的引力场。

在过去,海平面高度与现在大大不同

地球上最近期的冰层是在7万年前开始形成的,约在11,500年前成型,在1.8万年前达到它的最大尺寸。在这段时间里,冰川和冰层慢慢“刻”出了大湖的盆地, 堵塞了河流,改道了密西西比河和美国其他河流的河道。如此多的水被困在冰层中,海平面下降了多达120米 (390 英尺), 露出了现在海底的部分。地球的海平面在过去也有70米高。在最后的间冰期(注:间冰期是大冰期中相对温暖的时期。冰期时,冰川大规模扩张或前进;间冰期时,冰川消融后退。)期间, 海平面实际比现在高5到7米(16 到23英尺)。

我们的太阳有日会将我们吞噬

所有的恒星,如我们熟知的太阳,会慢慢变老最终死亡。当太阳耗尽它的氢元素之后,它将在引力的作用下坍缩,最终膨胀成红巨星,它比现在的太阳大100倍,发出的光亮程度是现在太阳的2000倍,这样巨大的能量会将地球上的水全部蒸发。幸运的是,我们不用担心,因为这可能是50亿年后的事了。

在上述危机到来之前我们有两种选择,一种是提前离开地球,但这需要足够的技术支持并找到一颗适合居住的星球。另一种可能性是,在未来的几十亿年里,一颗路过的恒星扰乱地球的运行轨道,并将地球赶离太阳。科学家们认为,此事发生的几率约为十万分之一,或许这比中彩票的几率高点。但即使这种情况发生了,在没有太阳的情况下,我们的后代可能会被冻死。

月亮不是地球的唯一伴侣

地球附近还有另外两个天体, 它们有时被称为卫星, 尽管它们并不完全配得上这个称号。3753克鲁坦发现于1986年,它是太阳系中围绕太阳旋转的一颗小行星。因为它的公转时间和地球相差无几,故它好像是跟随着我们的地球。从地球上观察它的运行轨道,我们发现它的轨道是豆形的。小行星 2002 AA29 也绕太阳公转一年, 沿着一条更奇特的马蹄形轨道, 每95年就接近地球一次 (在大约590万公里或370万英里以内)。由于它比较靠近我们, 科学家建议从 AA29 采集样品, 并将样品带回地球研究。

以前老人们给我们讲故事,一般都会说,暴风雨前非常平静,这并不是没有科学道理,事实就是这样。随着风暴吸收着温暖潮湿的气流,会留下一个低压区域。空气进入风暴云中,有些空气如穿堂风般被吸进云层中。这些上升气流消除了热气,并将热气推出最高风暴云层的两侧,其高度甚至可以超过16公里高。随着气流下沉,它将变得更暖和、更干燥,干热的气流相对稳定。这样的云层覆盖的区域中的空气比较稳定,这就导致这片地区的人们注意到了暴风雨前的平静。

原标题:你真的了解地球吗?和地球有关的十个有趣事实

在我们的认知里,宇宙中不论是闪烁的,还是暗淡的天体,似乎都是圆的,从月亮到地球到太阳,再到其他我们认识的行星,好像都是球体,这是巧合吗?

首先,宇宙中都是球体的说法并不准确。实际上宇宙中绝大多数的天体都不是球形。

我们之所以认为宇宙中天体都呈球形,是因为这种天体正好位于我们的眼睛或望远镜最容易观测的范围,再加上大多媒体呈现的天体形象是圆的,才会给人留下这样的印象。

虽然行星之所以称为行星,部分原因在于它的圆形。但是太空中的大多数东西都不是完全圆的,还可能非常粗糙。

行星是由岩石、冰和气体构成的,在成为行星之前,岩石和冰的部分是小块,不比沙粒大,在年轻的太阳周围移动。

在数百万年的时间里,重力将小块的岩石和冰拉向彼此,直到它们开始粘在一起。最终,这些小块土地从沙的大小变成了山的大小。

这些岩石和冰的山是毛茸茸的,就像巨大的脏雪球。因此,整座山的小质量和微弱的重力无法克服岩石和冰块的坚硬形状,使其变成圆形。

不过,根据天文学家的研究,体积越大的天体所形成的球形越完美。

比如直径1.28万千米的地球其实是个两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体。

极半径和赤道半径差了21千米左右,比值是1:0.99672,形象理解的话,如果地球是个直径1米的球体,那么赤道鼓起的部分也就比两极高3毫米而已。

这个结果凭心而论,让很多篮球足球都不如地球像球,但地球的完美程度比起1.5亿公里外的太阳来,还是差点意思。

而导致宇宙天体是否接近球体的原因,还得说说万有引力。

不管是恒星还是行星,在它们的形成之初,都是宇宙星云中的物质相互碰撞,然后在引力的作用下慢慢聚集起来。

随着聚集起来的物质的增多,引力的作用就越来越明显,它会将周围的物质向它的中心方向吸引。

当引力变得足以改变天体形状的时候,形成天体的物质在引力的作用下向引力中心靠拢,它们互相挤压,最终收缩成一个圆球形,从而达到了这个天体的内部引力的平衡。

一个天体只有在自身引力足够大的情况下才会形成圆球体,比如说像小行星之类的小天体,由于它们的体积不够大,其自身的引力并不足以改变自己的形状,所以它们的形状都是不规则的。

我们可以想象一下公园里正在制作的棉花糖。

当机器开动时,竹签飞速的旋转,周围的糖丝不断的吸附在它上面,刚开始的时候形状不规则,但随着棉花糖越来越大,聚集起来的糖丝最后就会变成一个接近圆球体的形状。

由于角动量守恒定律,宇宙中的天体绝大多数都是自转的,天体自转的离心力也会使天体慢慢的变成一个圆球形。

所以一个天体只要具有足够的引力,并且还有自转运动,它自转速度越大,它的顶部就会越尖,中间就会越圆,最终都会形成一个圆球体,达到一个稳定的状态。

前人凡是认为天是圆的、地是方的,固然很早就有人提出地球是圆的,可是因为没证据,根基上没人相信。直到16宿世纪,麦哲伦的船队完当作举世航行,人们才相信大地是圆的,更精确来说是我们糊口的这个地球是个球体。

在宇宙中像地球这样的球状天体有良多,月亮是圆的,太阳也是圆的,太阳系列的其他七大行星也是圆的。像这种圆圆的球状天体被统称为星球。

汤圆需要人用手搓才能搓当作圆球状,那么是什么力量把宇宙中的这些天体搓圆了呢?

在宇宙中,一般只有质量较大的密实天体才是球状的。月球是球状的,它是地球的卫星,质量比地球小。可宇宙中并不是所有卫星都像月球这么圆。木星就拥有太阳系中最多的卫星,不外木星的良多卫星都不怎么圆,只有那些质量较大的卫星才比力圆。像小行星、彗星等小天体都是不法则的。

由此可见,星体的外形与其质量有关,质量越大就越圆。而把这些星球搓圆的力量就是万有引力,质量越大引力越强,搓的也就更圆。

天体的形当作源于引力,其外形也本家儿要与引力有关。宿世间万物都是由细小的粒子组成的,这些物质在万有引力的感化下汇聚当作团,最终像滚雪球似的越滚越大。

在星体形当作时,物质会标的目的引力中间缩短。引力源于质心,感化于四面八方,只有当这个天体呈球状时,各个偏向上的力才能连结均衡,大质量天体的布局才能连结不变。此时,这个星体便处于流体静力均衡状况,外形趋于圆球形。恒星不会标的目的内坍缩或爆炸,就是因为处于流体静力均衡状况。

当质量跨越必然的限度,天体就只能是圆形的。组成天体的物质也存在抵当力,当质量较小时,引力太弱,无法降服天体自身的刚性,所以这些小天体的外形是不法则的。跟着质量的增添,引力变得越来越大,在自重的感化下,即使是钢铁也会像面团一样发生形变,引力就会把这些天体搓的越来越圆。

一些引力场极强的星球,好比中子星,它不仅很是的圆,在超强引力的感化下,概况也很是的滑腻,几乎没有太大的凸起。在引力的限制下,因为岩石布局强度有限,地球上的山最高也不会跨越2万米。

此外,天体的外形还与其自转有必然的关系,在自转发生的离心力感化下,会略当作椭球体。宇宙中根基上没有绝对圆的星球,也就是不存在外形是圆球状的天体,都只是近似为椭球体。

在太阳系内最圆的就是太阳,扁率(其值介于0和1之间,数值越小越接近圆球)仅为0.000009,真的很是接近尺度的圆球体。而地球赤道半径比极半径多20来公里,地球的扁率为0.0034,只是个赤道略鼓的椭球体。太阳之所以这么圆,就是因为它的质量极大,占了整个太阳系总质量的99%。

其实,圆和球还拥稀有学之美。在所有平面图形中,当周长相等时,圆的面积最大;在所有立体图形中,当概况积相等时,球的体积最大。此外,圆和球都是对称图形。

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