Почему звезды и планеты имеют шарообразную форму? Почему Земля круглая? Несколько интересных фактов Почему планеты и звезды круглые

Все достаточно просто: каждое тело во вселенной старается снизить свою потенциальную энергию.

Перед тем как затвердеть и внешне принять форму камня, все планеты собирались из миллиардов частиц под действием сил гравитации в остывшем пылевом облаке, оставшимся после формирования звезды. Сталкивание этих частиц между собой, а также давление, которое оказывали внешние слои на внутренние привели к образованию капли из раскаленного камня, вращающегося вокруг своей оси по инерции.

Теперь по поводу формы. Шар - это геометрическая фигура, у которой при наибольшем объеме имеется наименьшая площадь поверхности. Гравитационное притяжение заставляет каждый атом планеты находится как можно ближе к центру, и для каждого атома наиболее выгодным положением (с минимальной потенциальной энергией) будет положение в центре. Круглая форма обеспечивается тем, что в ней может уместится наибольшее количество атомов (из-за наибольшего объема), с наименьшей энергией, или разбросом энергий (из-за наименьшей площади), такое состояние является наиболее стабильным.

И по поводу вращения. Поскольку будущая планета в процессе застывания находится в движении вокруг своей оси, действует центробежная сила, которая заставляет ее растянутся в экваториальной плоскости. Поэтому правильнее говорить не о шарообразной форме, а об элипсоидной

Нет. Все стремится к форме шара, но из-за центробежной силы планеты немного растягиваются. На это требуется какое-то конечное время, потом процесс останавливается, так как система приходит в равновесие из-за непрерывно действующей гравитации.

Ответить

Вы забыли придумать, что включает эту гравитацию, которая начинает равномерно действовать на межзвёздное облако и притягивать всё к неведомой произвольно взятой точке пространства. Замечу, никакое, сколько-нибудь массивное тело гравитацией не обладает. А уж рассеянная межзвёздная пыль тем более. Так откуда она берётся?

Ответить

Гравитацию включает движение в пространстве, заполненным неким веществом. Представьте, если опустить в воду некий объект и дать ему хороший такой импульс, то при движении этот объект будет искривлять толщу воды, передавая ей часть своей энергии (импульса). А пространство, искриляясь притягивает лояльное окружение согласно заданной траектории. И так будет продолжаться до тех пор, пока будет движение. И если учитывать то, чть Вселенная крайне молода и останавливаться не собирается, то гравитация, обладая потенциалом на триллионы триллионов в хреналлионной степени лет, выступает в роли фундаментальной постоянной.

Иными словами гравитация это свойство, а не объект или самостоятельное явление. Это свойство объектов искривлять пространство, и чем больше масса и скорость (в том числе и вращения по своей оси), тем больше сила притяжения.

Ответить

Прокомментировать

Гирбасова Надежда, Обухова Кира

Темой моей исследовательской работы является «Почему планеты круглые?» Эта тема мне очень интересна для изучения. Существует много разных историй и легенд о том, какая наша планета. Например, давно всем известно, что наша планета Земля круглая, а не как думали раньше, плоская и находилась на плечах слонов, которые в свою очередь стояли на огромной черепахе.

Этот вопрос меня очень интересует, какой же формы планета Земля на самом деле? Поэтому я начала свое исследование в этой области, тем более что эти знания мне пригодятся в старших классах.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Исследовательская работа

Тема: «Почему планеты круглые?»

Работу выполнили:

Гирбасова Надежда,

Обухова Кира

Ученицы 3 д класса

МОУ гимназии №8

Научный руководитель:

Пономарёва О.Л.

Можга, 2010г.

Введение

Целью данной работы является

Данная цель требует решения следующих задач:

Долгое время астрономы обходились без строгого определения понятия планета . Для работы им хватало простого перечня планет Солнечной системы.

На сегодня для того, чтобы небесное тело было признано планетой необходимыми и достаточными являются следующие четыре условия :

тело должно обращаться вокруг звезды;
тело должно иметь форму, близкую к шару;
вблизи орбиты, по которой движется тело не должно двигаться других крупных тел;
тело не должно быть звездой.

Первое из этих требований отличает планету от спутника. Второе — ставит нижний предел массе планеты, которой должно хватать для того, чтобы преодолеть предел пластичности горных пород. Третье — указывает на условия формирования планеты, которая должна представлять собой доминирующую массу на своей орбите; все сравнимые с ней массы должны либо упасть на планету, либо быть выброшены с близких орбит вследствие ее гравитационных возмущений. Четвертое условие ставит верхний предел массе планеты — она должна быть достаточно мала, чтобы в ней ни на каком этапе эволюции не протекали термоядерные реакции (это основной признак звезды).

Классическая планета 1 — это небесное тело, которое обращается вокруг Солнца, имеет достаточную массу.

Восемь (классических) планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Почему Земля круглая?

Вообще-то, наша планета не круглая, а шарообразная. Такую форму Земле придают собственные силы тяготения, которые стараются расположить все участки поверхности на одинаковом расстоянии от центра планеты.

Очень наглядно это показывает жидкость, помещённая в состояние невесомости. При отсутствии вблизи тел с большой массой, жидкость приобретает форму шара. Поскольку наша планета под твёрдой корой имеет жидкое ядро, то по этому же закону Земля имеет такую же форму, только эта форма ещё и немного сплюснута с полюсов по причине вращения Земли, а в районе экватора наоборот, вытянута.
Массивные тела принимают форму шара
Солнце, звезды, Земля, Луна, все планеты и их большие спутники «круглые» (шарообразные), потому что они обладают очень большой массой. Их собственная сила тяготения (гравитация) стремится придать им форму шара.

Если некая сила придаст Земле форму чемодана, то по окончании ее действия сила тяготения снова начнет собирать ее в шар, «втягивая» выступающие части, пока вся ее поверхность не установится (т. е. не стабилизируется) на равном расстоянии от центра.

Почему чемодан не принимает форму шара
Чтобы какое-то тело стало шарообразным под действием собственной силы тяготения, эта сила должна быть достаточно большой, а тело — достаточно пластичным. Желательно — жидким или газообразным, поскольку газы и жидкости легче всего обретают форму шара при накоплении большой массы и, как следствие, гравитации. Планеты, кстати, внутри жидкие: под тонким слоем твердой коры у них жидкая магма, которая даже иногда изливается на их поверхность — при извержении вулканов.

Все звезды и планеты имеют шарообразную форму от рождения (образования) и на всем протяжении своего существования — они достаточно массивны и пластичны.

На предметы, находящиеся на Земле, гравитация Земли действует гораздо сильнее, чем их собственная (но при этом гораздо слабее, чем на саму Землю). Твердые тела (тот же чемодан) сохраняют свою форму, жидкие — не собираются в шар, а равномерно растекаются по поверхности Земли. А вот в невесомости жидкости принимают форму шара — правда, здесь большую роль играют силы поверхностного натяжения.

Земля не совсем шар

Во-первых , Земля вращается вокруг своей оси, и с довольно большой скоростью. Любая точка на земном экваторе движется со скоростью сверхзвукового самолета. Чем дальше от полюсов, тем больше центробежная сила, противостоящая силе земного притяжения. Поэтому Земля сплюснута с полюсов (или, если угодно, растянута у экватора). Сплюснута, впрочем, совсем немного, примерно на одну трехсотую: экваториальный радиус Земли составляет 6378 км, а полярный — 6357 км, всего на 19 километров меньше.

Во-вторых , поверхность земли неровная, на ней есть горы и впадины. Все-таки земная кора твердая и сохраняет свою форму (точнее, меняет ее очень медленно). Правда, высота даже самых высоких гор (8-9 км) по сравнению с радиусом Земли невелика — немногим больше одной тысячной.

В-третьих , на землю действует силы тяготения от других небесных тел — например, Солнца и Луны. Правда, их влияние очень невелико. И все-таки сила тяготения Луны способна немного (на несколько метров) искривлять форму жидкой оболочки Земли — Мирового океана, — создавая приливы и отливы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данной работы являлось исследование ядра планеты и его влияние на форму планеты Земля.

Данная цель требовала решения следующих задач:

Исследование ядра планеты, его форму.
Влияние формы ядра на форму планеты Земля и других небесных тел.

Изучив литературу по данной теме, можно сделать вывод: ядро внутри планеты влияет на ее форму, т.к. из-за силы притяжения и тяготения она притягивает все предметы, находящиеся вокруг нее.

Этот факт, наверное, сегодня уже ни у кого не вызывает сомнения. Даже маленьким дошколятам известно, что наша планета имеет шарообразную форму. Но не все ребята знают, почему Земля круглая. Давайте попробуем подробнее разобраться в данном вопросе.

Древние представления

Верное представление о том, почему Земля круглая (теперь уже научно доказанное и обоснованное) сложилось у людей не сразу и не одновременно. У различных народов, населявших нашу планету в давние времена, существовали разные теории её внешнего вида и строения. Вот некоторые из них.

В Древней Индии представляли Землю как плоскость, покоящуюся на спинах трех слонов. Эти исполины находятся на а та, в свою очередь, на гигантской змее.
Египтяне считали воплощением Солнца бога Ра, который на своей колеснице проносится по куполу неба. Земля в их представлении также была плоской.
В Древнем Вавилоне бытовали представления о суше в виде огромной горы, на западе которой процветала Вавилония. Вокруг простиралось море, на которое опирается твердое небо (а в небесном мире также имелись вода и суша, только перевернутые).

Древняя Греция

У греков также были весьма интересные представления о строении Вселенной (современные ученые знают о них из поэм «Илиада» и «Одиссея»). Земля казалась им диском, напоминающим щит воина. Сушу омывает Океан со всех сторон. Солнце проплывает по медному склону неба, что раскинулось над поверхностью. По мнению философа Фалеса, плоская Земля плавает в пузыре (который выглядит как полукруг). Планета воспринималась как центр Вселенной, а город Дельфы считался «пупом Земли». Восходы и закаты Солнца и планет обосновывались тем, что они движутся по кругу.

Аристарх Самосский

Что интересно, в Древней Греции последователи Пифагора уже считали Землю и другие планеты круглыми. А выдающийся астроном тогдашней современности, Аристарх, высказывал свое мнение по вопросу строения Мира. Он, наверное, и был первым из известных на сегодня ученых, кто доказал, что Земля круглая и вращается вокруг Солнца вместе со всеми планетами, а не наоборот. Это послужило, по мнению некоторых ученых, толчком к формированию верных представлений человека о строении планет и их движении по небесному своду.

Коперник

Земля круглая и она вертится! Так или почти так с уверенностью объявил - общенародно! - этот великий ученый, взорвав своими крамольными высказываниями весь церковный и научный мир того времени. А ведь и до этого ученые мужи, в частности, Эратосфен, утверждали, что наша планета имеет сферическую форму, и даже умудрились измерить её диаметр. Поэтому дать однозначный ответ на вопрос о том, кто доказал, что Земля круглая, сложно. Однак вернемся к Копернику. Знаменитый польский астроном жил и творил в эпоху Ренессанса. Своими наблюдениями он положил начало научной революции. Его работа, посвященная обоснованию гелиоцентрической схемы строения Вселенной, продолжалась более 40 лет, до самой его смерти в 1543 году. Интересно, что в книге Коперника «О вращении небесных сфер» (1543) дана оценка размеров планет и самого Солнца, расстояний между объектами, которые довольно близки к современным научным данным.

Почему Земля круглая?

Как бы то ни было, современная наука во многом опирается на упомянутые выше изыскания польского астронома, на много веков опередившего свое время. И все же, почему Земля круглая, а не квадратная и не плоская, например? Почему оказались округлыми и все известные планеты Солнечной системы, их спутники и само светило - Солнце? Этому факту есть вполне конкретное физическое объяснение. Все дело в том, что во Вселенной происходит постоянное вращение. Земля вертится вокруг своей оси. Луна - вокруг Земли. Наша и иные планеты путешествуют по определенным орбитам вокруг звезды (Солнца), которая, в свою очередь, также подвержена вращению. Даже огромные галактики движутся по своим траекториям, вращаясь.

А сила тяготения и вращения действует на все стороны поверхности любой планеты одновременно, в результате придавая им примерно одинаковую удаленность от воображаемого центра (в глобальном смысле). Вот почему Земля круглая. Для детей можно провести воображаемый эксперимент. Представить, что наша планета имеет какую-либо другую форму. При усиленном вращении сила воздействия гравитации будет настолько велика, что даже куб может через некоторое время превратиться в эллипс или шар.

Шар или геоид?

Конечно же, орбиты планет не идеально круглые. Скорее они напоминают вытянутые эллипсы. Кстати, и форма нашей Земли - не идеальный шар, а приплюснутый эллипсоид (называемый еще геоидом). А современные данные по исследованию космоса показывают, что на поверхности нашей голубой планеты есть громадные впадины (в районе Индии - минус сто метров) и выпуклости (в районе Исландии - до плюс ста метров над поверхностью).

Из космоса Земля выглядит как большое, «откушенное» с одной стороны яблоко. А с полюсов «шар» визуально смотрится довольно-таки приплюснутым. Ведь даже расстояние от полюсов до центра является меньшим, чем от центра до экватора, на много километров... В нашем небе много круглых объектов. Солнце круглое. По ночам мы видим на небе серебристый шар Луны. Про другие планеты и звезды мы тоже знаем, что они имеют сферическую форму. Вид многочисленных шаров вокруг приводит нас в изумление, и мы невольно спрашиваем: «Почему во всей вселенной не быть хотя бы одной не круглой планете?».

Ну, пусть одна, только одна, будет кубическая или пирамидальная. Почему это невозможно? А вот почему. Есть сила, которая во всей Вселенной превращает миры в гладкие шары. Это сила — гравитация, то есть сила тяжести, или, еще точнее, сила тяготения.

Сила тяготения
Сила тяготения — это сила, притягивающая любой кусок материи к другому. Это та сила, которая заставляет упасть на землю мяч и удерживает планеты на их орбитах. Чем больше масса объекта, тем больше его сила тяготения, то есть гравитация. Однако если сравнивать силу тяготения с электромагнитными силами, то гравитация намного слабее. Поэтому мы не замечаем сил гравитации между людьми в толпе или между рукой и карандашом. У карандаша и человека не слишком большие массы.

Но бросьте карандаш и увидите гравитацию в действии. Карандаш не взлетит вверх и не полетит в сторону. Он упадет точно вниз, по направлению к земле. На карандаш действует сила притяжения земли. По сравнению с карандашом земля — это огромное материальное тело, масса которого неимоверно велика по отношению к массе карандаша. Чтобы почувствовать на себе силу земного притяжения, достаточно подпрыгнуть. И вы ощутите, с какой неумолимой силой притягивает вас матушка - земля.

Почему планеты становятся круглыми?
Гравитация стремится удержать предметы вместе, например девять планет Солнечной системы, которые образовались от столкновения мелких частиц мировой пыли около 4,6 миллиарда лет назад. По мере того как планеты росли, увеличивалась и сила притяжения между их частями. Они притягивали к себе больше материи из космоса, и росла их масса. Наглядный пример этого процесса — падающие на Землю метеориты.

По мере роста планет, гравитация превращает их в шар, они становятся круглыми.

С увеличением планеты, гравитация стремится превратить ее в шар. Чем больше вырастает планета, тем сильнее ее тяготение. Все новые и новые части материи добавляются к планете и распластываются по ее поверхности. В результате этого процесса образуется круглое тело. Хотя гравитация формирует шарообразные планеты, все же на их поверхности есть выступы. Из космоса Земля выглядит почти идеально бело-голубой сферой. Но при приближении к ней становятся заметными высокие горы, выступающие над поверхностью земли. С еще более близкого расстояния становятся заметными здания и люди.

Сила тяготения (гравитации) и ландшафт планет
Силы тяготения Земли не хватит на то, чтобы размазать по своей поверхности людей и горы. Но есть определенный предел, выше которого горы не могут вырасти, так как земная кора может выдержать не слишком большую тяжесть. Наш сосед Марс — планета, меньшая по размерам, чем Земля.

Сила тяготения Марса в три раза меньше тяготения Земли. Поэтому геологические структуры Марса могут достигать невероятных по земным понятиям высот. Именно этим, по мнению специалистов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), объясняется, что Олимп, самая высокая вершина Марса, имеет высоту 24000 метров. Это почти в три раза выше Эвереста. Эту вершину Марса назвали Олимпом, так как, по древнегреческой мифологии, Олимп — высокая гора, на которой жили недосягаемые для смертных людей боги.
На планете, более массивной, чем Марс или Земля, где сила гравитации превышает земную в десять раз, ландшафт будет более плоским, животные маленькими и приземистыми. Жираф со своей длинной шеей очень неуютно чувствовал бы себя на такой планете. Иногда сила тяготения какого-либо космического тела может изменять форму другого, близко расположенного. Например, ученые считают, что одна го-лубая звезда сверхгигант вращается вокруг своего невидимого соседа — черной дыры. Черная дыра (иногда она образуется из погасшей звезды) — это тело со столь высокой гравитацией, что с ее поверхности не излучается свет, который не может преодолеть силу гравитации.

Истекающие с поверхности звезды газы притягиваются черной дырой и попадают на ее поверхность. Вращающийся черный карлик тянет за собой звездный ветер. Этот поток частиц увлекает за собой вещество звезды, и ее форма изменяется — становится более вытянутой. С другой стороны, маленькие легковесные космические тела по форме часто даже отдаленно не напоминают шар. Их гравитации явно не хватает на то, чтобы превратить их в сферические тела. Так, некоторые астероиды напоминают по форме горы. Фобос, спутник Марса, похож на круглую картофелину.

Твиты о вселенной Чаун Маркус

46. Почему планеты круглые?

Сила тяжести - универсальная сила притяжения между всеми массами, так что каждый фрагмент большого тела пытается притянуть к себе любой другой фрагмент.

Если материал может течь, тело образует сферу. Эта форма гарантирует, что каждый составляющий кусок максимально близок к любому другому.

Гигантские планеты, такие как Юпитер и Сатурн, образованы из газа (и жидкости глубоко внутри, она находится там, где газ сжат), который течет. Поэтому они круглые.

Фактически у Юпитера и Сатурна выпуклые талии. Поскольку они вращаются быстро, газ на их экваторах имеет тенденцию оттесняться вовне.

Каменистые и ледяные тела имеют другую форму. Сила тяжести не может настолько сжать внутреннюю часть, чтобы та текла. Поэтому они имеют неправильную форму, подобную картофелинам.

Но чем массивнее тело, тем больше сила тяжести, объединяющая и сжимающая его вещество.

При определенном размере тела сила тяжести достаточна, чтобы сделать текучей его сердцевину. Для каменистых тел пороговый размер ~400 км; для ледяных ~600 км.

Соответственно, в Солнечной системе все каменистые тела больше ~400 км в диаметре, а все ледяные тела более ~600 км.

Таким образом, это борьба между тяготением, которое сдавливает материю, и электромагнитной (ЭМ) силой, которая делает материю жесткой и противодействует силе тяжести.

ЭМ сила, благодаря которой электроны соседних атомов отталкивают друг друга, более чем в 1000 трлн трлн триллионов раз превышает силу тяжести…

Итак, необходимо, чтобы огромное число атомов объединилось вместе, т. е. чтобы астрономическое тело было большим для победы гравитации.

Конечно, если масса достаточная, то гравитация является подавляющей силой и ничто во Вселенной не может бросить ей вызов. Результат: черная дыра. Но это уже другая история!

Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович

Из книги Занимательно об астрономии автора Томилин Анатолий Николаевич

1. Генеалогия планеты А теперь давайте вернемся к основному вопросу. Вы, конечно, догадались, что речь пойдет о рождении Земли. Автор специально отложил его на потом, ибо из всего, с чем мы только что познакомились, вопрос о происхождении нашего мира имеет самую длинную и

Из книги Жизнь как она есть [Её зарождение и сущность] автора Крик Фрэнсис

Из книги Куда течет река времени автора Новиков Игорь Дмитриевич

ПОЧЕМУ ВРЕМЯ ТЕЧЕТ И ПОЧЕМУ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ? Современная наука раскрыла связь времени с физическими процессами, позволила «прощупать» первые звенья цепи времени в прошлом и проследить за ее свойствами в далеком будущем.А что же говорит современная наука о том,

Из книги Астрономия древнего Египта автора Куртик Геннадий Евсеевич

Планеты Наблюдения планет не играли существенной роли в Древнем Египте. Единственное свидетельство о подобных наблюдениях содержится в трудах Аристотеля (О небе, II, 12, 292а), где сообщается о получивших известность в Греции египетских наблюдениях соединений планет друг с

Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович

Как движутся планеты На вопрос, как движутся планеты, можно ответить кратко: повинуясь закону тяготения. Ведь силы тяготения – единственные силы, приложенные к планетам.Так как масса планет много меньше массы Солнца, то силы взаимодействия между планетами не играют

Из книги Для юных физиков [Опыты и развлечения] автора Перельман Яков Исидорович

12. Почему не выливается? Описываемый далее опыт – один из самых легких для исполнения. Это первый физический опыт, который я проделал в дни моей юности. Наполните стакан водой, покройте его почтовой карточкой или бумажкой и, слегка придерживая карточку пальцами,

Из книги Вечный двигатель - прежде и теперь. От утопии - к науке, от науки - к утопии автора Бродянский Виктор Михайлович

4.5. Почему все же изобретают ppm? До сих пор мы занимались в основном научно-технической стороной истории вечного двигателя, касаясь лишь попутно личных особенностей людей, связанных с ним. Но человеческая сторона дела тоже заслуживает внимания. Более того, занимаясь

Из книги Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей автора Дмитриев Александр Станиславович

55 Почему звезды мерцают, а планеты – нет? Если посмотреть на ночное небо, выехав подальше от освещенных мест, – скажем, на даче или в походе, – то мы увидим тысячи и тысячи переливающихся звезд. Они то вспыхивают поярче, то тускнеют.Почему так происходит?Ответ на этот

Из книги Мария Кюри. Радиоактивность и элементы [Самый сокровенный секрет материи] автора Паес Адела Муньос

ПОЧЕМУ? В октябре 1899 года сотрудничающий с Кюри Андре Дебьерн объявил об открытии актиния. Без сомнения, прогресс, произошедший за два года с момента изучения Марией лучей Беккереля, был значительным. Во-первых, прибор, разработанный Пьером и сконструированный в Школе

Из книги Интерстеллар: наука за кадром автора Торн Кип Стивен

Орбита планеты По Кип-версии, планета Миллер расположена в области, помеченной на рис. 17.1 синим кольцом, очень близко к горизонту Гаргантюа (см. главу 6 и главу 7). Рис. 17.1. Искривленное пространство вблизи Гаргантюа, вид из балка, одно пространственное измерение

Из книги автора

Прошлое планеты Миллер Интересно порассуждать о прошлом и будущем планеты Миллер. Попробуйте сделать это, призвав на помощь все свои познания в физике, а также информацию из книг и интернета. Предупреждаю, задача не из легких! Вот некоторые вопросы, над которыми

Из книги автора

Вид Гаргантюа с планеты Миллер Когда в фильме «Рейнджер» приближается к планете Миллер, мы видим в небе Гаргантюа, которая занимает 10 градусов обзора (в 20 раз больше, чем Луна, если смотреть на нее с Земли!) и окружена ярким аккреционным диском (рис. 17.9). Как бы

Из книги автора

Орбита планеты и отсутствие солнца Я определил подходящую для планеты Манн орбиту, руководствуясь двумя киноэпизодами.Во-первых, Дойл говорит, что путешествие к планете Манн займет месяцы. Отсюда вывод: когда «Эндюранс» прибывает к планете Манн, она должна

Из книги автора

Взрыв на орбите вокруг планеты Манн Такой подход к конструированию корабля приносит свои плоды, когда доктор Манн невольно инициирует сильный взрыв, который размыкает кольцо «Эндюранс», уничтожает два модуля и еще два повреждает (рис. 20.2). Рис. 20.2. Вверху: взрыв

Из книги автора

Приливная гравитация: «Эндюранс» улетает от планеты Манн В Кип-версии орбита планеты Манн сильно вытянута (см. главу 19). Когда «Эндюранс» прибывает к планете, она находится далеко от Гаргантюа, но движется в ее направлении. Взрыв «Эндюранс» (см. главу 20) происходит,