摆脱地心引力的幻想|其实不仅天体是球形的，一滴水、一个原子、一个基本粒子也是球形的。 – 创业网-尊龙凯时登录首页

人们常常对天体几乎是球形这一事实感到困惑。 其实不仅天体是球形的，一滴水、一个原子、一个基本粒子也是球形的。 这是由于万有引力的作用。

早在300年前，牛顿就发现了万有引力。 这是存在于世界各个角落的四大基本力之一，也是人类发现最早的基本力。 后来，人们又发现了电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。

现在也有人提出，可能还有第五种基本力，它是由暗能量传递的。 但到目前为止，这第五种力量还只是处于探索和争论的状态，并没有确凿的证据。 我们不会在这里讨论它。

我们现在所知道的四种基本力都是以质量为基础的，并且与质量密切相关。 万有引力定律的表达式与质量乘积成正比，与距离的平方成反比。

公式为：f=gmm/r^2。

这里，f是引力值； m 和 m 是两个相互作用物体的质量； g为万有引力常数，取值g=6.67×10^-11n·m²/kg²； r是相互作用物体之间的距离。

通俗地说，物体的质量越大，引力越大； 物体之间的距离越远，引力越小。

那么重力究竟是如何使这些物体呈球形的呢？ 让我们一起努力。

任何物体的引力都是从质心发出的。

所以，不仅是行星，还有人、一块糖、一滴水，引力都是从这些物体的中心点发出的，这说明中心发出的引力产生的力是一样的在所有周围的材料上。 在距离相同、质量相同的情况下，引力是相同的，所以所有的引力物质都会向中心靠拢，密密麻麻地聚集在一起，达到平衡。

当然，引力是我们这个世界上最弱的力，也是作用最远最长的力。

说是弱，引力弱到强的10^-39倍。 也就是说，如果强力为1，则引力为1000万亿万亿万亿万亿倍。 电磁力是强力的1/137，弱力是强力的1/10万亿，比引力强多了。

但说到有效距离摆脱地心引力的幻想，重力是老大，可以无限远。 即使到达地平线（宇宙的边缘），它仍然存在。 别说星球了，就连你我，还有他的引力都还存在。

只是因为引力太弱，即使近距离也很难探测到小质量物体，更不用说地平线了。

更何况我们的宇宙充满了天体和物质，引力相互干扰。 地球的引力影响范围只有150万公里。

与引力相媲美的是电磁力，其影响也是无穷大的。

强弱之力可悲，强之力的射程只有10^-15米，也就是0.0001米，千亿分之一米； 十亿分之一米。

因此，强力和弱力只在微观原子级以下的范围内起作用，而电磁力和引力更多地在宏观现象中起作用。

电磁力表现在日常生活的方方面面，而引力在天体运动中更为突出。

本质上，引力就是对自身周围的一切事物施加一个平均的力，所以只要距离相等，就会在引力源周围形成一个球。

引力本身是一种很弱的力，但物质具有刚性和流动性。 刚性物质由于自身的硬度，可以在一定程度上抵抗重力。 因此，当天体质量不大时，引力无法将刚性物质拉成球形，因此小行星会出现不规则状态。

但是流体和半流体就不一样了。 例如，一滴水也是球形的。 但是这滴水滴在太空中没有重力的状态下只会是一个完美的球形，但是在地球上，由于地心的引力，这滴水滴的引力无法与地球的引力相抗衡。一点土，就会变成水滴状或扁平状。

但当天体的质量很大时，引力足以克服物质的刚性，成为球体。 太阳系的八颗行星就是这样，还有一些体积稍大的矮行星和卫星。

国际天文学联合会对行星和矮行星的定义是，它有足够的质量以自身引力克服刚体力，因此可以呈现流体静力学平衡形状（接近球体）。

那么多大的天体可以克服刚体力呢？ 这个“大”是不是跟直径和质量更相关？

根据万有引力定律，万有引力只与质量有关，与直径无关。

但同样质量的天体，直径越大，密度越小，相对来说刚体力也越小，所以应该也和天体的球形有一定的相关性。

天体必须有多少质量才能克服刚体的力而变成球体，目前还没有准确确定。 这里提供两个天体的数据作为参考。

一个是灶神星，这是迄今为止发现的太阳系中质量最大的小行星。 它属于位于火星和木星轨道之间的主带小行星。 它的直径约为500公里，质量约为2.7×10^20kg，约合27亿吨。 但是这颗小行星还是土豆的形状，没有变成球体，所以只能归类为小行星，达不到矮行星的标准。

另一个是谷神星，直径约950公里，质量约9.43×10^20kg，即94.3亿吨，约为灶神星的3.5倍。 这颗恒星的形状是球形的，因此被列入矮行星行列。

从这两个天体的情况来看，天体可以克服所谓的刚体力，呈现流体静力平衡的球形或近球形。 要求的质量应该在2.7×10^20kg以上，准确的说应该在3×10^20kg~9.43 x10^20kg之间。

但这通常具有统计意义吗？ 时空通讯无法保证，因为如前所述，宇宙天体的情况复杂多变，难以一概而论。

但是一旦质量达到很大的量，它就一定是球体，所有的恒星都是球体就是一个例子。

解释一下，所谓克服刚体力而成为静水平衡的球体，并不是一个完美的球体。

一些较大的天体，从远处看是球体，实际上并不是球体。 由于其自转的离心力，赤道的直径往往比两极大，呈扁球形。

地球就是这样，但扁率很小。 赤道长半经为米，两极最短半径为米。 扁率仅为 1/298.256。

气态行星的扁率会更大，因为离心力会使赤道处的流体甩掉更多，赤道的长半径和极点的短半径相差5000公里，平面度达到1/10。

此外，球形不完美还包括行星表面不平坦、凹凸不平、布满山峰和深沟。 比如地球上的珠穆朗玛峰，还有8000多米高。 然而，这个高度只有地球直径12756公里的1/6000左右。

质量越大、直径越小的天体，引力越大，表面的引力越大，球体就越“光滑”。 也就是说，在重力更大的星球上，一座山更难拔地而起。

这个中子星可以给我们做个对比。

中子星是一种质量超过太阳 8 倍的恒星，是超新星爆炸后留下的尸体。 任何一颗中子星的质量至少是太阳的1.44倍，但它的半径却只有10公里左右。 它强大的引力使它上面的物质密度达到每立方厘米1到20亿吨。

也就是说，地球上所有的人类（超过70亿）在到达中子星时都会被压缩到蚕豆大小以下。

在中子星上，只有逃逸速度达到光速的一半摆脱地心引力的幻想，即每秒15万公里的速度，才有可能脱离中子星。

在如此极端的引力下，中子星不仅是圆形的，而且几乎是一个完美的球体，因为它表面的物质很难凸出，会呈现出异常光滑的镜面。

这种镜面绝不是我们地球上的镜面。 地球上的镜面在显微镜下会呈现出粗糙的外观。 在中子星上，再大的显微镜也看不出这镜面上有什么破绽。

在刘慈欣的《三体》科幻小说中，三体男送来的武器“水滴”就是用类似的材料制成的。 “水滴”坚不可摧，坚硬无比。

在中子星上，1毫米的突起比创造珠穆朗玛峰要困难得多。

因为中子星上不仅没有分子，连原子都被压碎了。 电子被压入原子核，并与质子合并形成中子。 它们与原始原子核中的中子一起，密密麻麻地堆积在一起。 整个星球只有一颗大恒星。 中子核。

原子都没有了，还有什么能凸出来的呢？ 难怪它不是比镜子更光滑的行星。

物质质量收缩到自己的史瓦西半径后，引力不再微弱，而是无穷大。

任何物体都有自己的史瓦西半径，而史瓦西半径的大小也与质量成正比。 计算公式为：r=2gm/c^2

式中，r代表史瓦西半径； g是引力常数； m是物体的质量，c是光速。

根据这个公式，太阳的史瓦西半径约为3000米，地球的史瓦西半径为9毫米。

但是对于任何要压缩到其自身质量的史瓦西半径以内的物体，都需要极高的引力。

在自然界中，只有大于30倍太阳的恒星，或者大于3倍太阳质量的中子星，才能坍缩到史瓦西质量半径内，然后才会变成黑洞。 在这个 半径内，连光都逃不掉。

在这种曲率无限大的情况下，球体已经没有了，中心只有一个无限小的奇点。

有黑洞无毛说，就是说黑洞里面什么都没有，我们只能从黑洞外面观察到质量、角动量、电荷等几个基本物理量。

以上都是万有引力。 引力试图让这个世界上的一切都变成球形，最终消失。

宇宙末日论之一的大挤压理论认为，在引力的作用下，当宇宙膨胀达到临界点时，会开始收缩，最终导致宇宙坍缩回奇点.

宇宙从一个无限小的奇点开始，又回到一个消失于虚无的奇点，引力最终将一切都抹去。

就这些，欢迎讨论。

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