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探索本月十月天体的圆形问题,发现为什么球体主宰着宇宙的设计。

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你是否曾想过为什么宇宙似乎主要由球体组成?为什么行星和恒星不是立方体、团块、板块或钻石的形状?本月,不同轮廓的天体在夜空中依次出现,为我们提供了一个检验圆形问题的绝佳机会。

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我们所有明亮的星体——月亮、太阳、行星和恒星——之所以呈球形,是几何学和引力共同作用的结果。球体是表面积最小的几何形状——其表面没有一点比其他任何一点更高。一个大质量物体拥有足够的引力来自我收缩,因此其原子向中心拉扯,形成一个完美的球体。

流星体和小行星质量微乎其微,因此它们的引力太弱,无法将它们拉成球体。它们保持着不规则的形状。但可见的、遥远的天体都很大——否则我们就看不到它们——因此拥有形成球体的引力“推力”。实际上,并非所有又大又亮的物体都是又大又圆的。有趣之处在于发现那些巨大的奇特形状。

一个大的天体只有在自转速度足够快,以至于中部膨胀,或者附近有另一个大质量天体干扰它时,才能避免呈圆形。十月的夜空就是展示这两种效应的天体运行图。

考虑两个大小和密度几乎相同的世界:地球和金星。金星几乎不旋转,需要懒洋洋的243天才能完成一次自转。因此它是完美的圆形。(日落后,在西南方向低处可以看到它。)我们的地球以每小时1040英里的速度旋转(当然,一天就完成一次自转),导致地球的热带直径膨胀了26英里。

你可以通过观察10月15日的满月来观察这种现象。由于月球自转缓慢,27.32天一次,它偏离完美球体的程度几乎无法察觉——其2160英里的直径只有4英里的膨胀,不到500分之一。

同一晚,满月漂浮在它对立面的旁边:已知宇宙中最不圆的行星。将任何望远镜指向月亮旁边的恒星,环将不是你唯一会注意到的奇怪之处。一颗淡黄色的土星会显得扁平。这颗第六颗行星蓬松的组成,密度只有水的七成,再加上它巨大的尺寸和每十小时一次的狂野自转,造就了一颗扁平的行星,呈现出与落日相同的椭圆形外观。如果在一颗土星的赤道上钻一个隧道,它的长度将比其极直径长25%。

几晚前,在10月10日至11日,你可以让月亮指引你找到明亮的邻居木星。任何望远镜都会显示出这颗第五颗行星显著的扁平。其赤道自转速度为每小时28,000英里——比宇航员曾达到的速度还要快——它的腰围像沙发土豆一样膨胀。

然后转向织女星,西方最高处的亮星,旁边伴随着五颗中等亮度的恒星。其中最东南的是天琴座β,它的光度在13天内会发生变化,有时看起来比它最近的伴星天琴座γ更亮,有时则更暗。天琴座β的单点光源实际上是两颗巨大的恒星,它们轨道非常接近,以至于大气层相互渗透。这两颗巨大的太阳相互旋转得如此危险地接近——中心距中心2200万英里——以至于它们都被严重扭曲成橄榄球的形状。难怪它们发出的光会随着旋转而变化。

夜空中奇异而独特的物体——它们在失去圆形的同时,却赢得了令人惊叹的重量级头衔。

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