科學現場調查:地球是圓的嗎? 讀者朋友們?
古人單憑直覺,認為天是圓的,地是方的。為了弄清楚地球的形狀,自古以來人們不知道花費了多少心血。現在,只需拿一張在人造衞星或月球上拍攝的地球照片就可不費口舌、清清楚楚地看到圓球狀的地球,但你知道地球為什麼是圓的嗎?
由於地球的自轉,所以赤道上的離心力要比地球其他地方大得多。在兩極,離心力變為零。所以物質必定要向赤道部位集中,從而使得赤道相對於兩極鼓起,即赤道半徑較兩極半徑長,形成一個近於圓形的扁球體。這些知識,到今天已不必細説,大家也都明瞭。可是地球為什麼是圓的,而不是方的,不是三角形的,不是奇形怪狀的呢?這得從地球的成因、重力和自轉説起。
無論是災變成因説還是演化成因説,在放射性物質衰變生熱過程中,地球或遲或早直到現在,除薄薄的地殼固化以外,從地幔以下仍然處於高温融熔狀態。地核處可能因高壓而呈高温金屬固態。在重力作用下,重元素下沉、輕元素上浮。於是從地心向各個方向擴展直到地表,呈現出同心圈狀結構。也就是説,離地心相同距離處基本上由同一種物質構成。因此,它們的密度大體是一致的,重力也是一致的,這可以叫做重力自平衡機制。什麼樣的形狀才能保證各個方向的重力平衡呢,當然只有圓球形。
同時,地球自形成以來年年月月不停的高速轉動也有利於地球內部融熔狀物質的均勻分佈。
但是,當一個天體太小,重力微弱,或者固體內部從來就沒有能融熔過,或者原來是圓球狀大天體,後被意外撞碎變成固化的小天體,那麼重力自平衡機制就會失去作用。這樣的天體就很少有圓的,而是奇形怪狀的。例如火星的衞星以及許多小行星就是這樣的。這也從反面證明了,只有重力足夠大和內部曾經或現在是融熔狀態的天體才能夠是圓球形的。地球就是這樣的一顆天體。這就是地球為什麼是圓的原因。
不光地球是圓的,宇宙中的大部分天體都是圓的。看見過荷葉上圓圓的水珠沒有?液體物質在自身的引力下必然要收縮成球形,這就是宇宙間最基本的物理法則,只有收縮成球形才能達到這個物體內部的引力的平衡。換句話説,當這個物體內部引力平衡之後,必然會成為球形。因為球形是最完美、最穩定的。
所謂的圓滿就是這個意思。舉例説,在微重力的空間站上,水流出來後就會自動收縮成球形的。地球在誕生初期也是熾熱的液體星球,因此在自身的引力下就自然而然地收縮成了球形。甚至於當一個天體足夠大,即便是固體物質組成的,它也會在自身的引力或重力下,逐漸坍縮成球狀物體。所以,宇宙中的大型天體大多都是球狀體的就是這個道理!