看到标題可能很多小夥伴會發笑,因為大家覺得地球當然是圓的,否則怎麼能叫“地球”呢?
人們是從知道了大地整體是一個大球以後,才将我們的家園稱之為地球的。在古代,中國人稱之為“地”,并沒有關于其形狀的描述。地球的英文“earth”,也有“地”“泥土”等意思。古代大部分人,特别是中國古代,還是認為大地是平的,即所謂“天圓地方”。
是什麼原因導緻古人認為地球是平的呢?
原來,當我們站在空曠的地方,一眼望去,确實會給人以大地是平坦的感覺,特别是登高望遠的時候,看到如棋盤狀的大地,更是給人一種大地是平的錯覺。這是因為人能看到的地表和地球的大小相比,實在是太小了,一般情況下,很難發現大地的弧度。
但經過科學驗證,現在我們都已經知道地球是圓的,但你有沒有想過:為什麼地球不能是方的、扁的、平的或者其他更一般的形狀呢?
都是引力在作怪!
實際上,我們發現,肉眼可見的絕大部分天體都是球狀的,所以地球是圓的,并不意外。但背後的道理是什麼呢?當初有人質疑地圓說時問過一個可笑的問題:“如果地球是圓的,那麼背面的人不是掉下去了嗎?”地球“背面”的人當然不會掉下去,因為有一種叫萬有引力的力量,把我們牢牢地束縛在地面上。而正因為地球具有較為強大的引力,才使得自身的形狀呈現球形。
引力是一種有心力,隻要距引力中心距離相同,引力的大小就相同。幾何體中,球有一個性質,即球面上到球心的距離處處相等。那麼在強大的引力作用下,一個天體的形狀就會逐漸呈球形。但如果一個星球的引力不夠強大,那形狀就比較五花八門了,比如直徑小于500千米的小行星——蓋斯普拉看上去就像一顆土豆一樣。
小行星蓋斯普拉(圖片來源/Wiki)
地球的引力雖然比較強大,但是還沒有強到使得地球表面沒有任何起伏的程度,因此,我們才能看到高山、峽谷、海溝。科學家計算發現,地球引力允許的高度差是26千米左右。這就是說如果一座山超過這個高度,就會在引力作用下垮塌。目前,地球上海拔最高的山峰還不到9千米,而最深的海溝是11千米,相差差不多20千米,相較于地球6371千米的半徑來說,這點起伏不算什麼。因此,從遠處看,地球還是呈現圓球狀。
不是特别強大的引力使地球表面存在高低起伏
質量更大的恒星,如太陽,當然呈現出更加完美的球形,更加緻密的天體如中子星、黑洞等,都是如此。中子星的密度極大,一個指頭大小的物質就有差不多7億噸,因此上面任何小的凸起都會被碾平。不過,天體都在自轉,自轉會提供一種抵抗引力的離心力。我們可以做一個小實驗,雙臂自然下垂,然後旋轉自己的身體,這時你會察覺你的雙臂自然而然地升起來。對天體來說也是如此。地球的自轉,導緻地球赤道鼓起來,而兩極略扁,形成一個橢球狀,因此地球赤道半徑就比地心到北極的半徑要多差不多20千米。即使是中子星這樣緻密的天體,如果自轉很快的話(目前觀測到自轉最快的中子星,每秒轉700圈,是地球自轉的6000萬倍),形狀嚴格來說也是橢球形。
最後,來跟知力君總結一下:
粗略地說,地球是圓的,這是因為萬有引力的作用;更精确一點,因為地球的自轉等作用,地球并非一個正圓,而是中間鼓起、兩極略扁的橢球體;再精确一點,因為地球的引力還不夠強大,所以地球的形狀大體上是橢球,但存在非常豐富的高低起伏,有高山、峽谷、海溝等,是一個豐富多彩的世界。也正因為如此,人類才能在這個星球上繁衍。
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