Может ли звезда быть плоской, как блин? Может, если очень быстро крутится! Солнце и почти все звезды имеют форму очень близкого шара. Прямые наблюдения с помощью небольших телескопов показывают, что девять больших планет и некоторые из больших и малых планет также имеют почти сферическую форму. Но почему все-таки это происходит при росте тел на поверхности Земли, например кристаллов, хотя и образуются сферические объекты, но очень редко?
Почему планеты сферические, а астероиды - нет?
Конечно, все дело в величайшей силе во Вселенной, Это сила тяжести, которая не только определяет траектории движения небесных тел в космосе, но и влияет на форму самих небесных тел. Однако, как уже упоминалось, поскольку значение гравитационной постоянной очень мало, влияние гравитационной силы становится заметным только тогда, когда ее источником являются очень близкие или очень массивные тела.
Наблюдения этому не противоречат. Например, относительно небольшие по массе небесные тела (ядра комет и астероиды) имеют неправильную форму. Известны, например, сильно вытянутые и полностью асимметричные астероиды (например, Эрос), ядра комет (например, ядра кометы Хейла-Боппа и кометы Галлея).
Для твердых тел минимальная масса, которая может обеспечить гидростатический баланс и соответствующую сферическую форму, составляет 5 x 10^20 кг, а диаметр - 800 км. Все астероиды и ядра комет значительно ниже установленных пределов как по массе, так и по размеру, поэтому слабая гравитационная сила не может «сгладить» какие-либо неоднородности. Астероид Церера диаметром более 900 км оказался сферическим и на этом основании был переведен в статус карликовой планеты.
При больших массах существенных отклонений от гидростатического баланса добиться не удастся. Это связано с прочностными характеристиками грунта. На Земле предел текучести типичных горных пород равен высоте каменного столба высотой около 10 км, поэтому никакой тектонический процесс не может создать более высокие горы на нашей планете: камни начинают раскрываться. двигаться под действием собственной силы тяжести.
В результате отклонения высоты от среднего уровня земной поверхности не превышают 10 км (высшая точка: Эверест, ниже 9 км над уровнем моря), поэтому наша планета имеет почти сферическую форму.
На Марсе сила тяжести значительно ниже, поэтому максимальная высота марсианских гор может быть почти в три раза выше, чем на Земле, что и наблюдается на практике. Глубокие овраги и другие невысокие формы со временем сглаживаются оползнями, скатыванием и соскальзыванием материала с краев под действием силы тяжести.
Существуют ли плоские звезды?
Звезды и большие планеты конденсировались из межзвездного газа и пыли под действием гравитационного притяжения отдельных частиц друг на друга. Понятно, что масса у них очень большая, поэтому просто нужно иметь форму шара. Конечно, при условии, что такое небесное тело не вращается с очень большой скоростью.
В последнем случае сжимающееся тело становится более или менее сплюснутым у полюсов.
Например, скорость вращения Солнца на экваторе очень мала. Поэтому его «жертвоприношение» нашей звезде слишком незначительно, чтобы измерить, несмотря на ее гигантскую массу.
Форма Земли тоже лишь немного отличается от сферы, но диска Юпитера (эта планета рекордсмен не только по размеру, но и по скорости - на один оборот нужно всего 10 часов!), Если смотреть сквозь телескоп, он уже будет значительно сплющиваться на полюсах.
В Галактике наблюдается несколько быстро вращающихся звезд, но даже с помощью самых больших существующих телескопов их форму невозможно определить напрямую. Однако теория вращающихся газовых тел предсказывает, что звезда с периодом вращения порядка нескольких часов будет иметь линзовидную форму с острым краем на экваторе и окружающим ее плоским экваториальным кольцом. Для такой звезды экваториальный диаметр был бы примерно в три раза больше расстояния между полюсами.
Сами галактики также должны были образоваться в результате конденсации в первичном газе, заполнившем Вселенную 10 миллиардов лет назад, и в процессе формирования подчинялись тем же законам, что и звезды и планеты, описанные выше.
Облака, которые вращались достаточно быстро, приобрели сплюснутую форму: если смотреть с края, они имеют вид линзы и примерно круглые в плане. Но самые «медленные» облака с медленным вращением или без него должны быть сферическими. На самом деле фотографии, сделанные с помощью большого телескопа, показывают несколько сферических галактик.