Глядя на фотографии планет Солнечной системы, легко заметить, что все они имеют сферическую форму. Это не случайность и не прихоть природы – за этим стоят фундаментальные законы физики. Давайте разберемся, почему массивные космические тела не могут быть кубическими, пирамидальными или любой другой причудливой формы.
Все дело в гравитации – самой слабой из фундаментальных сил, которая, тем не менее, становится определяющей, когда речь идет о больших массах. Когда достаточное количество вещества собирается в одном месте, гравитация начинает стремиться придать объекту максимально энергетически выгодную форму – сферическую.
Однако не все космические тела являются круглыми. Существует четкая граница, после которой объект неизбежно принимает сферическую форму. Для тел, состоящих преимущественно изо льда, эта граница составляет около 200 километров в радиусе. Для каменистых объектов планка выше – примерно 400 километров. Все, что меньше этих размеров, может иметь самую разнообразную форму.
Яркий пример – астероид Итокава, напоминающий по форме арахис. Его масса составляет около 30 миллионов тонн, но этого недостаточно, чтобы гравитация придала ему сферическую форму. Такие небольшие тела представляют собой своеобразные “кучи щебня” – скопления различных пород и минералов, удерживаемых вместе слабым гравитационным притяжением.
Но даже когда объект достигает размеров, достаточных для обретения сферической формы, это еще не значит, что он находится в состоянии гидростатического равновесия. Это более строгое условие, при котором форма тела определяется исключительно балансом между гравитацией и центробежной силой, возникающей при вращении.
Самым маленьким круглым телом в Солнечной системе является спутник Сатурна Мимас, радиус которого чуть меньше 200 километров. Однако он не находится в гидростатическом равновесии – об этом свидетельствует огромный кратер на его поверхности, занимающий треть диаметра спутника. А вот самым маленьким телом, достоверно находящимся в гидростатическом равновесии, является карликовая планета Церера с радиусом около 470 километров.
Интересно, что даже среди планет и крупных спутников идеально круглых тел практически нет. Быстрое вращение приводит к тому, что они становятся сплюснутыми у полюсов. Земля, например, имеет экваториальный радиус 6378 километров, а полярный – 6356 километров. У Сатурна эта разница еще заметнее – почти 6000 километров!
Самым близким к идеальной сфере объектом в Солнечной системе является… Солнце. При среднем радиусе 696 000 километров разница между его экваториальным и полярным радиусами составляет всего 5 километров. Это делает его сферичным с точностью 99,9993%!
Таким образом, все космические тела можно разделить на три категории:
- Малые объекты (радиус менее 200 км), форма которых определяется случайными факторами формирования
- Промежуточные тела (радиус 200-800 км), которые могут быть круглыми, но не обязательно находятся в гидростатическом равновесии
- Крупные объекты (радиус более 800 км), форма которых определяется балансом гравитации и вращения
Все планеты Солнечной системы относятся к третьей категории – их масса настолько велика, что гравитация неизбежно придает им форму, близкую к сферической. Это универсальное правило: если объект имеет массу более одной тысячной массы Земли, он обязательно будет находиться в гидростатическом равновесии.
Так что ответ на вопрос “Почему все планеты круглые?” прост: потому что они не могут быть другими. Законы физики неумолимы – при достаточно большой массе гравитация всегда будет стремиться придать космическому телу максимально симметричную форму, точно так же, как капли воды в невесомости принимают форму идеальных сфер.
Читайте также: Загадочные миры за пределами Солнца: как астрономы охотятся на экзопланеты и что они находят
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.