被压扁的星球

来源 :科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lml2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读



  在北欧神话中,天空某处有一个扁平的仙境,那里有高大的建筑,通过一座彩虹桥与人类世界相连,居住在那里的都是高大的神,其中就有雷神托尔,那个地方被称为阿斯加德。而在漫威的电影中,雷神托尔的家乡阿斯加德被描述成了一个位于太空的扁平星球。那么,宇宙中有像阿斯加德这样扁平的星球吗?

宇宙偏爱圆球形?


  目前,我们所知道的星球大部分都是圆球形,还没发现过像阿斯加德那样的扁平星球。看起来,宇宙似乎偏爱圆球形。
  这与引力有关。以恒星为例,科学家认为,恒星形成于旋转的星云。在引力的作用下,星云的引力中心会将物质向中心拉扯并聚集在一起,渐渐“成团”。而在快速旋转的过程中,成团的物质会越聚越拢,由于中心引力对各个方向的作用基本相同,因此成团的物质会慢慢被塑造成稳定的圆球状恒星。行星的形成也大致如此。
  不过,宇宙中也有一些“唱反调”的天体,它们长得奇形怪状,比如像两个融化了的冰淇淋球的MU69小行星(由两块太空岩石组成)、像狗骨头一样的艳后星,还有像鸭子一样的彗星67P等。它们为什么不是圆球形呢?
  简单来说,一方面可能是它们的质量太小,引力小,诞生时是什么样它就长什么样了;另外一方面,可能是因为这些小天体形成的时间还不够长,身上的棱角还没有被岁月磨平。
  那么,我们似乎可以总结出一个规律:质量大的天体最终会变成圆形,而质量小的天体可能是不规则的形状。然而,浩瀚的宇宙藏着许多秘密,十几年前,天文学家在宇宙中找到了扁的质量较大的星球。


宇宙中的橄榄球


  2004年,天文学家在柯伊伯带中发现了一颗“叛逆”的矮行星,它就是妊神星。妊神星的质量大约是地球的1/1400,不过作为一颗矮行星,它的个头并不算小,它是在海王星轨道之外质量排第三的天体,仅次于厄里斯和冥王星,而且妊神星还是一颗拥有两颗卫星、自带光环的矮行星。
  妊神星的形状也非常特别。天文学家通过计算,发现妊神星质量够大,足以维持流体静力学平衡。也就是说,这颗天体的质量已经大到自身的重力可以使它维持近似圆球的形状。但是光变曲线计算结果显示,妊神星长轴和短轴之比为3:1。这意味着,它并没“遵守规则”长成圆球状,而是长成了橄榄球的模样。
  天文学家认为,妊神星之所以呈橄榄球状,是因为它的自转速度太快了——自转一周只要大约3.9个小时。这个速度使它成为太阳系中已知自转速度最快的天体,产生的巨大的离心力也硬生生将妊神星“拉”扁了。如果它的转速再快一些的话,它可能就会被扭曲成哑铃状,并一分为二。
  不仅有橄榄球状的太阳系矮行星,天文学家还发现了橄榄球状的恒星——波江座α。这颗恒星距离地球139光年,质量是太阳的7倍,亮度是太阳的3000倍,它的自转速度也非常快,约250千米/秒。如此快的速度使它的赤道受到巨大的离心力的影响,赤道直径与极直径之比大约为1. 5:1,整个恒星像个椭圆形的橄榄球。
  虽然妊神星和波江座α比一般的天体都更扁,但是它们和传说中的阿斯加德比起来还是不够扁,宇宙中还有更扁的天体吗?

最扁的天体能多扁


  理论上,比妊神星更扁的星球是可能存在的,不过这些星球要质量足够大或者密度足够大,至少是行星级别的。这是因为天体的質量越大,转速就会越快,比如木星的转速就达到了约43000千米/小时,而火星的转速只有约868千米/小时。足够快的速度可以使它的物质克服重力被抛离星球,从而变扁。而足够大的质量则使它不容易在这个过程中四分五裂。因此一颗天体的质量越大或密度越大,旋转速度越快,它就可能越扁平。
  对于像地球这样的行星,在分崩离析之前,长短轴之比可以达到3:1。如果是一颗完全由铀构成的与地球一样大的行星,那么在崩溃前,可能可以达到5:1。一个天体要像传说中的阿斯加德那么扁平,它的质量肯定比地球大许多,或者它是由非常致密的物质组成的。
  不过,即使现实中存在阿斯加德那样的扁平星球,它可能也会很快消失。土星环或许可供我们参考。土星环看起来就像一条围绕着土星的带子,但是它其实是由不连接的几部分组成的,其中包括3个主要环和几个较窄的环。土星环之所以不能成为一个整体,那是因为靠近土星的内环比外环旋转速度更快,速度差使它们不得不分裂开来。而处于不同环区的大量粒子就像在各自轨道上运行的小卫星,不断碰撞,最后被平平地散布在薄薄的“盘”上。这就形成了我们看到的土星环。同样地,一个扁平的星球也要面对靠近中心转速更快,越边缘转速越慢的问题,这就可能导致星球被“甩”碎。


地球扁平会怎么样?


  假设地球变成了扁平的星球,并且能够长期保持圆盘状,那么会发生什么呢?虽然我们还不能确定会发生什么,不过科学家们根据现有的知识做了一些总结。
  重力是一个重要的问题。重力将地球上的物体向地面拉,将物体紧紧“抓住”,使它们不飘到太空。地球变成扁平后,你在不同的地方,重力的方向可能也有所不同,当你在地球中心时,重力将你向下拉;当你在中心之外的地方时,重力可能从侧面将你向圆盘中心拉。受到重力的影响,在扁平地球上的植物也会很不一样,它们的生长方向可能会与重力的方向相反,这被称为“负向重力性”,因此扁平地球上的森林离地球中心越远树木长得越斜。
  扁平地球可能没有磁场。现在的地球深处有一个固体核心,它使地球产生一个磁场。地球的磁场保护着万物免遭太阳带电粒子的伤害。如果地球变得扁平,那么核心可能将不会存在,或者变成液态金属,变成圆盘后地球也不再有两个磁极,这样一来地球磁场将会消失。如果没有了磁场的保护,太阳风将剥去大气层,将海洋蒸发殆尽,使地球变得像火星一样。
  除此之外,由于中心的重力更强,因此扁平地球的中心可能是一片汪洋大海,它的深度将超过现在的任何海域。而地球的边缘则可能是数千千米高的高山。
  而变扁平之后,地球内部的物质也会被挤压,这个过程中地幔将受到严重挤压,从而导致火山大爆发。不过,大爆发停止之后,火山活动可能会永远停止,这是因为变成圆盘状之后,地球可能不再有板块运动,而板块运动是火山爆发的重要条件。尽管地球上少了一种自然灾害,但是我们将无法再从火山爆发中获得肥沃的土壤和大量的水了。
  从圆到扁,地球可能不再旋转,气候和天气也将大变样。首先,全球气温将发生变化:如果地球沿着赤道轴变扁,那么由于太阳无法直射到大陆,因此全球气温将下降,太阳也将永远不会升到地平线之上;如果沿着极轴变扁,那么地球的一面将面向太阳,这一面温度将上升,夜晚将永远不会出现;另一面的情况与之相反。而由于海洋分布在地球的中心,没有自转的影响,地球上可能不会形成飓风和可形成大型降雨的低压系统。其次,地球将不再有季节变化。季节是由于球形地球自转轴与公转轨道面不垂直,各地区接受到的太阳辐射量不同而形成的。没有自转,扁平地球一年中的任何时间阳光射入都不会发生变化,因此季节就不存在了。
其他文献
摘 要 在借用库恩提出的“范式”概念的基础上,构建一种不同于库恩的“范式”分析框架,并将不同的医学传统之间的差异归结为不同范式的差异。从对三种苗医学理论体系的观察看,当前苗医处于多种范式与多种共同体并存的阶段,此类范式的特征与差异以及使用此类范式的共同体成员之间的互动关系呈现出苗医所处历史阶段的独特性。对此种案例的研究不仅有助于认识医学范式的多元性,还有助于人们反思当前的主流认知,重新认识医学的本
期刊
摘 要 从叙述C R 伏累森纽斯的生平与功绩说起,对伏累森纽斯家族连续五代的关键人物进行评述,着重点明他们在分析化学及相关领域的建树,并对经典名著——《定性化学分析导论》和《定量化学分析导论》、传奇刊物——《分析化学学报》,以及著名教育机构——伏累森纽斯化学实验室的发展历程予以较详阐述。  关键词 伏累森纽斯 分析化学 德国  中图分类号 N09∶O65  文献标识码 A  收稿日期:2021 0
期刊
罗方礼(Fernando Sales Lopes),《我们记忆的味道:澳门的饮食与族群》(Os saberes das nossas memórias: A comida e a etnicidade Macaense),澳门:澳门文化局,2017  中图分类号 N092  文献标识码 A  收稿日期:2020 12 16  作者简介:白雅诗(Beatriz Puente Ballesteros)
期刊
内奥米·奥利斯克斯,埃里克·康韦(Naomi Oreskes)与(Eric M. Conway)合著,《贩卖怀疑的商人》(Merchants of Doubt),伦敦:布里姆斯伯里出版社(London: Bloomsbury Press),2010年5月。  中图分类号 N49  文献标识码 A  收稿日期:2021 05 28  作者简介:黄欣睿,1998年生,湖南长沙人,中国科学院大学硕士研究
期刊
“在马克思看来,科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。任何一门理论科学中的每一个新发现——它的实际应用也许还根本无法预见——都使马克思感到衷心喜悦,而当他看到那种对工业、对一般历史发展立即产生革命性影响的发现的时候,他的喜悦就非同寻常了。”  1883年3月17日,恩格斯在伦敦海格特墓园的马克思墓前发表演说,以上文字就出自这篇演说,可以说是马克思主义经典作家有关科学与生产力关系的经典表述。这
期刊
理論中的洞  我们的故事从一个多世纪前开始。  1915年11月,爱因斯坦提出了广义相对论场方程,推翻了经典的引力概念。广义相对论认为,宇宙中的一切引力现象,不管是苹果从树上掉下来,还是遥远星系的旋转,都是所处的时空发生了弯曲而引发的。引力被看成了时空弯曲的体现,而不是两个天体质量的相互吸引。  一个多世纪来,广义相对论经受了越来越精细的天文观测的考验,然而,物理学家们对它的怀疑却逐渐增加。这个理
期刊
水星是太阳系八大行星中最小的,也是离太阳最近的一颗行星。它也是一颗岩石质行星,跟金星、地球和火星一起,同属于类地行星。  所有类地行星的结构,从里到外都由地核、地幔和地壳三部分组成。地核主要由金属,尤其是铁组成;地幔和地壳则含铁量较少,主要由硅酸盐组成。核心所占比例高得异乎寻常  说水星有着与众不同的“心”,主要是水星的铁质核心占其总质量的70%,这一比例远远高于太阳系中其他岩石质行星。譬如,地球
期刊
有些声音,例如来自打雷、地震、火山爆发的声音,我们可能觉得它们已经“震耳欲聋”,然而,跟外太空一些星体的爆炸和碰撞产生的声音比起来,那只不过是“窃窃私语”。  当然,发生在外太空的这些声音,我们无法听到,但是,天文學家可以通过其他方式来“听”宇宙中的声音。如果宇宙中存在我们所理解的声音,那么最大的声音会是什么?让我们来看看科学家们如何作答。英仙座星系团发出的声音最大  美国加州大学天文与天体物理学
期刊
我们的宇宙未来会怎样,在很大程度上,取决于对质子是否会衰变这个问题的回答。物理学家弗雷德·亚当斯和天文学家格雷格·劳克林在假设质子会衰变的基础上,将宇宙按时间划分为了五个阶段,它们分别是:  原始时代(- 5 0 < n < 5)、恒星时代(6 < n < 1 4)、退化时代(1 5 < n < 3 9)、黑洞时代(4 0 < n < 1 0 0)和黑暗时代(n>100)。其中,n表示宇宙学的10
期刊
截止至2021年4月,又有3辆火星探测器抵达了火星,它们分别是中国的“天问一号”、阿联酋的“希望号”以及美国宇航局的“毅力号”。照这样看来,人类登陆火星有望在不久的将来实现。  尽管人类现在还无法登陆火星,但这并不妨碍科学家充分发挥想象力,事先设计未来的火星城市。不久前,美国一家创意公司设计出了一座设备和功能齐全的火星城邦——女娲,而这名字与中国的神话人物“女娲”同名。可能是因为女娲是中国古代神话
期刊