【星球引力】为什么宇宙中的星球是圆的，越大引力越大？_物理_yrn4潭q

编辑： admin 2017-15-06

要回答这个问题,我们首先要介绍万有引力的现象.

物理学家牛顿发现,所有物质都有相互的吸引力,叫做万有引力或重力.这吸引力和物质的质量及距离有简单的关系：物质愈多,质量愈大,吸引力就愈大；而物质之间的距离愈近,引力亦愈大.即使是两个人之间,也有引力；当人处身于重力极小的太空,人与人之间的引力便会将大家的身体拉近；两个大胖子的引力就比同样距离的两位小朋友大.万有引力支配著宇宙内各星体的运动.比如说月球围绕着地球转,就是月球和地球之间的万有引力造成.

每个行星都包含很多物质,例如地球,把它的质量以公斤写出来,就要在6之后加上廿四个零!而在宇宙中,地球只是一颗比较小的行星哩.地球有那么多的物质,引力就很大了,这也是我们站在地面不会飞出太空的原因.既然地面上的所有物质都被地球的引力吸著,地面就很难“起角”,山不可以太高,因为地球的引力要把山峰的物质拉向地心,所以地球就很圆了.月球的质量只有地球的八十分之一,所以月球的引力比地球小很多,月球上的山就比地球的高很多.

依照以上的理论,一颗星球质量愈大便愈圆.相反,若质量很小,引力也小,星体便未必是圆的.事实上,太阳系内除了九大行星外亦有很多质量很小的小行星,它们的形状不甚规则,就如一块大石的模样.

不过,即使最大的行星——木星,也不是完全圆的.这是因为木星自转的速度很快（每十小时便自转一周,是九大行星中自转最快的一个）,自转造成离心力,而在赤道附近离心力最大,以致整个星球扁了少许.其实所有的行星都发生同样的情形,我们要很小心才能观察到.

在距离一定的条件下,行星质量越大,引力就越大由牛顿引力公式:F=Gm1m2/r^2,可见引力跟两物体的质量与距离都有关系.在距离一定的条件下,行星质量越大,引力就越大.

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题1：在宇宙中所有的星球都有引力吗?为什么会有引力?

1.是的.2.这个问题是超出你的知识范围的.简单来说,就是因为物体有质量,会吸引.复杂来说.引力归根结底是和质量有关,万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力,而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现.

量子力学认为,引力是由于两个粒子交换引力子导致的.

黑洞的引力：

光之所以会被黑洞吸进去,是因为引力大造成空间扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞里,大家都知道光只走直线,所以光并不是被引力吸进去的,而是光还是走直线,但空间扭曲而进到黑洞,打个比方,在纸上画一条线,把那张纸扭曲,但它还是一条线

黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间.我们都知道,光是沿直线传播的,这是一个最基本的常识.但是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲.这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线.形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉弯了其实引力是不存在的.或者说引力只是这种现象的一种解释而已.它不同于其他力.

“引力”其实是时空扭曲的表现,举一个二维的例子：一张绷直的橡皮筋网

1.放上两个质量不一,体积相同的球,网扭曲了

2.在1的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动,直线与（同一个）球的位置距离越近,轨迹弯区越大

3.在2的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球,直线与两个球的距离相同,经过质量大的球,轨迹弯区大

2跟3说明的现象与引力相似,而且也有质量越大、距离越小,引力越大

物体由于惯性沿直线运动,但在扭曲的空间运动,表现出来就是受到引力影响

事实上,引力扭曲的是四维时空.

还有一个例子：光经过大质量天体时会扭曲,但引力不能作用于光,所以解释就是光沿直线传播,在扭曲的时空中运动,就会扭曲.但光还是沿直线传播

事实上,万有引力并不是一种真实的力,比如牛顿说的万有引力,是万物之间皆有引力的简写.有确凿证据表明：引力是电场力的作用.卡文迪许的扭秤测出的两个球之间的引力是“分子间力”.宇宙星体间的作用都是静电引力或斥力,圆周运动在于带电星体在另一星体的磁场中受到了洛仑兹力.

题2：宇宙中的星球为什么会有吸引力?

年,德国哲学家康德在《自然通史和天体论》中提出宇宙星球形成演变过程的“星云假说”之后,随着时间的推移,人类观测到的大量新天体已初步印证了“星云假说”中星球起源于星云的早期演变概念的部分合理性.但星球演变的全过程从白矮星之后却留下了一段空白. 星空中那些绚丽多彩的云雾状星云,拖着长尾的彗星,以及和我们息息相关的太阳、月亮为什么形态各异,它们相互之间是怎样演变呢?其实,像自然界所有事物一样,星球也有从诞生到衰亡的发展过程,它们之所以有不同的形态是由于各星球正处在演变过程中不同的阶段,元素的组成比例不同,光谱分析证明星球都是由相同物质构成的（即元素周期表中110种元素）. 当一个星球主要由氢、氧类化学性质不稳定的元素构成时,星体的原子核反应剧烈,这个星体即处在星球演变的初期——恒星阶段；当一个星体中硅、铁类化学性质稳定的元素所占比例变的较大,其原子核反应逐渐变弱时,便处在星球演变的后期——行星阶段.行星正是由恒星演变形成的,而彗星、小行星又是由行星演变而来.宇宙中每个星球的演变都要经过“黑洞”、星云、恒星、红巨星、白矮星、行星、彗星、小行星几个阶段.星球既有共同性,又有差异,即使处于同一演变阶段也没有形态完全一样的,如自然界的昆虫,在它不同的生长阶段各是卵、幼虫、蛹、蛾等完全不同的形态. 根据已知的天文资料对宇宙星球的演变过程阐述如下：宇宙由不断运动的物质组成,星际物质曲线运动时,由于方向、速度的差异,会产生无数大小不一的磁场旋涡（即恒星级“黑洞”）,当恒星级“黑洞”中的物质凝聚向一个方向以极快速度作有序运动时,产生的能量和引力会吸引宇宙中弥漫的氢、氧类气体物质和硅、铁类尘埃物质,形成围绕“黑洞”旋转的圆形气体尘埃环,最原始的星球——星云便从中诞生了. 星云阶段是由稀薄气体和尘埃凝聚成的呈环状或团状的形态,随着不断吸引吞噬周围物质,星云的体积、密度达到一定临界值,具备了发生氢原子核聚变的两个重要条件（一是星体达到相当大体积；二是星体中物质达到一定密度）时,在星球运动产生的巨大摩擦作用下,星云内部物质密集的中心区域（星核）的开始发生原子核反应,从而爆发出巨大能量,星云就逐步演变成为可以自身发出强烈光和热的——恒星. 恒星的体积庞大,原子核反应剧烈,能量大、辐射强,具有强大的磁场和引力,能吸引一些质量相对较小的天体,形成以它为中心的星系.恒星阶段的演变过程起码要持续上百亿年,太阳就处在恒星演变的中期阶段.随着恒星中氢元素逐渐聚变为核反应较弱的元素氦,恒星的原子核反应越来越弱,最后演变成为——红巨星. 红巨星的基本特征是：因星球引力减小,组成物质向外膨胀,体积变得非常大,但能量和辐射却比恒星小,红巨星表层氦、氧元素比例增大,所以发光发热程度比恒星低得多,还没有形成固态外壳.当红巨星的表层原子核反应逐渐停止,温度降低到一定程度时,由于内外物质结构的不平衡,会发生从内向外的大爆发（“超新星”爆发）,星球的表层物质散失到太空中后,那些原来在超高温环境中呈气态和液态熔点高的硅、铁类元素,由于温度降低成为固体状态,于是在最先冷却的星核外层开始形成固态的外壳,逐渐演变成只有微弱光辐射的——白矮星白矮星由于外壳的冷却收缩,体积大大缩小（可以缩小几十万倍）,巨大能量被压缩在固态外壳之中,因此,白矮星虽然体积小但相对质量却很大,磁场和引力都很强.之后随着与其它星球之间互相吸引力和离心力平衡的改变而沦为恒星的卫星——不发光的行星. 从白矮星到行星阶段是一个星球固态外壳不断膨胀,由氢、氧类元素组成的呈气态、液态的表层物质不断减少的过程.行星初期阶段是像木星那样在固体外壳表面有极厚浓密大气层包围的形态.到了像地球这样的行星中期阶段,由于表层温度继续降低,有了液态水和温度等适宜条件,行星上会有生命出现和存在.由于行星内部原子核反应产生的巨大能量,会逐渐积聚起很大压力,所以,每隔一段时期,在外壳承受不住时,内部能量会冲破外壳形成大爆发,大量氢、氧类元素散发到宇宙中,同时行星的体积扩大,固态外壳变厚,表层环境发生巨变.经过了多次大小爆发后,行星内部的核反应越来越弱,就进入火星那样的行星后期阶段. 现在火星表面虽然有稀薄大气层,地表还有少量固态水（白色极冠）存在,但已不具备维持生命的环境.近几年的探索发现火星上有从前的河流痕迹,今后也可能找到曾经存在过生命的确凿证据. 当星球内部的原子核反应基本结束,自身吸引力逐步削弱,星球组成物质的离心力超过其吸引力时,平衡被打破,星球便开始四分五裂,直至分解成许多小的碎块,进入星球演变的最后阶段,彗星、小行星是这一阶段的主要形态. 彗星由于彗核的吸引力作用可以形成围绕恒星运动的组团形态（如哈雷彗星）,最终将完全分散成单个的大小不等的碎块天体——小行星.据观测,这种碎块天体在宇宙中大量存在.当宇宙中分散的物质在星际磁场旋涡（恒星级“黑洞”）吸引下凝聚在一起时,一个星球的新一轮演变又开始了. 以上只是按星球演变过程作一个大致的顺序排列,就像把人的一生分为少年、青年、中年、老年几个阶段一样,我们根据这个排列顺序可以探索解释宇宙中更多的星球奥秘,确定各星球在演变过程中所处的阶段,从而结束宇宙星球研究中孤立杂乱的状态,把盲目探索引导到按照规律去研究的道路上. 作者：建一

题3：为什么宇宙中的各大星球都会有引力的约束?[物理科目]

万有引力定律：F=GmM/R*R

只要质量相互间就会产生力的作用,力的大小取决于距离与质量

题4：【宇宙中任何两个星球之间的关系只有引力吗?比如在宇宙中只有两个星球,他们之间除了万有引力外,还有其他作用力吗?另外在问一下有没有模拟天体运行的软件系统?】

除了引力关系.当然还有膨胀相互远离的关系.

简单的天体系统运动可以在计算机上模拟~所以应该是有的~不过肯定不好找. 对于复杂的运动譬如3星或伴星系统的运动~这个现在在计算机上模拟相当难吧~

题5：【为什么宇宙中的物体质量越高引力就越大?】[物理科目]

相对论的解释

其实引力是不存在的.或者说引力只是这种现象的一种解释而已.它不同于其他力.