Почему Земля круглая?
Форма Земли, как и других планет, обусловлена несколькими ключевыми факторами, главным из которых является гравитация. Гравитация — это сила, которая притягивает все объекты в сторону центра массы. При достаточно большом размере и массе тела собственная гравитация начинает преобладать над структурными силами, такими как электромагнитные связи между атомами, и деформирует его в сферическую форму.
Роль гравитации
Гравитация действует одинаково во всех направлениях, стремясь минимизировать потенциальную энергию системы. На практике это означает, что поверхность планеты склонна к стремлению к форме с минимальной внешней поверхностью для данного объёма, который является сферой.
Формула для гравитационной силы между двумя массами $m_1$ и $m_2$ расположенными на расстоянии $r$ одна от другой:
$$F = G \frac{m_1 m_2}{r2}$$
где $G$ — это гравитационная постоянная.
Ротация и форма Земли
Земля не является идеальной сферой. Из-за вращения вокруг своей оси она является сплюснутой у полюсов и несколько выпуклой на экваторе. Это свойство известно как геоид, и его форма описывается сложными математическими моделями.
Почему не куб?
Кубы или другие геометрически разнородные формы неравновесны для планетарных тел под действием собственной гравитации. Ребра и углы тесно сосредоточат катастрофические силы прилива и деформации, думая лишь о неустойчивости даже на временной шкале миллиарда лет.
Итоги
Сферическая форма обеспечивает минимальную энергию поверхности и устойчивость. Земле потребовались миллиарды лет, чтобы прийти к современной примерно сферической форме из-за процесса постепенного формообразования под воздействием гравитации и центробежной силы. Это концепция является одной из основополагающих в планетарной геологии и астрономии.
Категория: Астрономия
Теги: физика, планетология, гравитация