Сусветныя кампазіты двух паўшар'я дадзеных спектрарадыёметра (MODIS) з умераным дазволам, зробленыя ў 2001 і 2002 гг. Назіранні паказваюць, што Зямля амаль ідэальна круглая, але ці павінны ўсе планеты быць? Малюнак: НАСА.

Наколькі плоскай можа быць планета?

Зямля круглая, Кіры Ірвінг. Але не кожны свет павінен быць такім.

"" Я пайду за ім да канца зямлі ", усхліпнула яна. Ды дарагі. Але зямля не мае канцоў. " -Том Робінс

Мы ведаем, што Зямля не плоская, і ведаем гэта ўжо сотні гадоў. Існуе шмат спосабаў прадэманстраваць гэта: ад мачты караблёў, якія знікаюць, калі яны плывуць за гарызонт, да вашай здольнасці бачыць далей на большай вышыні, да больш доўгіх ценяў, адкінутых Сонцам на вялікіх шыротах, да вымярэння формы Месяца цень на Зямлі падчас сонечнага зацьмення, каб на самой справе ісці ў космас і бачыць форму Зямлі для сябе.

Але толькі таму, што Зямля не плоская, не абавязкова значыць, што планеты не магла быць. На самай справе, мы робім шмат назіранняў, якія адпавядалі б плоскай, круглай Зямлі.

Два спосабу Зямля можа кінуць круглую цень на Месяц: быўшы сферычным аб'ектам (унізе) альбо дыскападобным аб'ектам (уверсе). Назіранні месяцовага зацьмення не могуць вызначыць сферычнасць Зямлі на іх зямлі. Крэдыт на малюнак: Windows to the Universe Original (Рэндзі Расэл), пад ліцэнзіяй cca-sa-3.0.

Такім чынам, наколькі блізка мы маглі б на самай справе дабрацца да плоскай планеты? Адной з стратэгій было б узяць суцэльную пліту з матэрыялу - камень, сталь ці нешта яшчэ больш складанае, напрыклад, алмаз ці графен - і пабудаваць самы вялікі плоскі дыск, які вы маглі. Калі вы выкарыстоўвалі звычайныя матэрыялы, падобныя да гэтага, вы маглі б стварыць тонкі плоскі дыск, стабільны ў сотні сотняў кіламетраў. Іншымі словамі, вы маглі б зрабіць плоскі свет, які быў большым, чым любы аб'ект у нашым астэроідным поясе, і, магчыма, нават амаль памерам з нашай Месяца.

Лінія планеты супраць не планеты залежыць ад масы, і ў гэтым выпадку не атрымаецца зрабіць тонкае, цвёрдае цела. У космасе вы можаце мець плоскую

Але гэта была б не планета, калі б вы зрабілі гэта так. Яшчэ ў 2006 годзе мы слаўна выклалі тры крытэрыі вызначэння планеты. (З гэтага часу гэтае вызначэнне распаўсюджана і на экзапланеты!) Каб стаць планетай, светам:

  1. павінна знаходзіцца на арбіце вакол Сонца (а не ў любым іншым целе, як на іншай планеце),
  2. павінна мець дастатковую масу для ўласнай гравітацыі, каб пераадолець цвёрдыя сілы цела, каб ён набываў форму гідрастатычнай раўнавагі (круглая, круглая / выбухная ў выпадку хуткага кручэння), і
  3. павінны ачысціць наваколлі вакол сваёй арбіты (каб не было іншых параўнальна вялікіх целаў таксама ў / каля яго арбіты).

Другая частка вызначэння - гэта тое, што не дапамагае нашым спецыяльна створаным плоскім і тонкім свеце. Калі ён недастаткова масіўны, каб прыцягнуць сябе ў гідрастатычнае раўнавагу, яго нельга класіфікаваць як планету.

Кручэння планет (і Плутона) у нашай Сонечнай сістэме. Крэдыт малюнка: NASA / Calvin J. Hamilton (1999).

Але ёсць спосаб стварыць адносна плоскую планету: няхай яна круціцца. Тут, на Зямлі, наша планета з'яўляецца адносна павольным кручэннем: нам трэба круціцца на 360 ° для 24 гадзін. Гэта азначае, што чалавек, які жыве на экватары, на максімальнай адлегласці ад восі кручэння Зямлі, адчувае дадатковую хуткасць 464 метра ў секунду (каля 1000 міль у гадзіну) у параўнанні з кімсьці на палюсах. Гэтая дадатковая хуткасць уплывае на ўсю форму Зямлі і прымушае яе выцягнуцца ў форму, вядомую пад назвай сфераідальны сфероід: амаль дасканалая сфера, уплощенная на палюсах і выцягнутая ў экватары.

Плітыраваны сфероід здушаны на канцавоссях і выцягнуты вакол экватарыяльнай восі. Малюнак: Сэм Дэрбішыр з Wikimedia Commons.

Дыяметр Зямлі на экватары складае 12 756 км, а на канцавоссях толькі 12 714 км. Вы на 21 кіламетр бліжэй да цэнтра Зямлі, які стаіць на Паўночным полюсе, чым вы на экватары. Здаецца, гэта не так шмат, але ёсць сусветы, якія круцяцца значна хутчэй. Усе газавыя гіганты круцяцца даволі хутка, палюсы Сатурна сціснутыя на 10% адносна яго экватара.

Сатурн і яго асноўныя кольцы значна большыя, чым Зямля, але больш тонкім з'яўляецца той факт, што вы маглі змясціць 10 Земляў па экватарыяльным дыяметры Сатурна, але толькі 9 Земляў па яго палярным дыяметры. Малюнак: NASA / STScI / Hubble Heritage Team.

Але гэта не мяжа. Па фізіцы ў вас можа быць нашмат больш плоскі свет. Мы ніколі не бачылі ніводнага, калі ўсё, што мы ведалі, былі васьмі планет, але, калі мы выявілі масіўныя астэроіды і сусветы ў поясе Койпера, мы сустрэлі нейкія неверагодныя касмічныя дзівацтвы. Рэкардсмен? Масіўны аб'ект пояса Койпера Haumea, экватарыяльны дыяметр якога па яго доўгай восі ўдвая большы, чым яго самая кароткая вось. Гэта суадносіны 2: 1 - самы экстрэмальны свет у гідрастатычным раўнавазе, пра які мы ведаем.

Восем самых буйных вядомых аб'ектаў за межамі Нептуна, у тым ліку Хаўмэя - найбольш уплощенный планеты. Крэдыт малюнка: Лексікон карыстальніка NASA / Wikimedia Commons.

Навукоўцы лічаць, што гэта сутыкненне, якое прывяло да хуткага павароту Хаўмэ, а таксама дзвюх вядомых спадарожнікаў: Хііака і Намака. Больш за два з іх, Hiʻiaka, аказвае моцны гравітацыйны ўплыў на Haumea, што яшчэ больш ўскладняе працу сістэмы. Haumea - гэта не проста свет з экватарыяльнай выпукласцю і сціснутымі слупамі; ён мае тры асобныя восі рознай даўжыні, што робіць яго трохвосевым эліпсоідам.

Схема трохвосевага эліпсоіднай формы Гаўмеі. Малюнак: Wikimedia Commons карыстальнік Kwamikagami.

Іншымі словамі, Haumea - гэта толькі самы экстрэмальны прыклад, пра які мы ведаем дагэтуль, але тэарэтычна свет можа быць яшчэ больш ліслівым. Чым шчыльней планета, і чым хутчэй яна круціцца, тым яна становіцца ліслівейшай. У прынцыпе, мяжа плоскасці задаецца тым, ці можа аб'ект круціцца досыць хутка, каб прымусіць яго экватарыяльныя часціцы выкідвацца з свету і ў космас, пераадольваючы гравітацыйнае прыцягненне планеты. Для такой планеты, як Зямля, мы маглі б дасягнуць максімальнага каэфіцыента згладжвання прыблізна 3: 1, перш чым наш экватар пачаў уцякаць у космас; планета, цалкам вырабленая з урану, можа дасягнуць суадносін 5: 1.

Мадэль павароту Haumea, заснаваная на найбольш дакладных наяўных дадзеных. Малюнак: Wikimedia Commons карыстальнік Стэфані Гувер.

Чым плоска вам атрымаецца, тым складаней падтрымліваць жорсткі свет, бо ўнутраныя сілы працуюць, каб стварыць трэнне і дыферэнцыяльнае кручэнне на знешніх пластах. Гэтак жа, як знешнія часткі кольцаў Сатурна круцяцца павольней, чым часціцы ўнутранага кольца, уплощенная планета павінна будзе змагацца з тымі ж сіламі. У тэорыі вы можаце мець значна больш плоскую планету, чым Зямля, але няма свету, які падпарадкоўваецца законам фізікі, якія б вы блыталі з сапраўды плоскімі!

Гэтая публікацыя ўпершыню з'явілася ў Forbes і прадастаўляецца вам прыхільнікамі Patreon без рэкламы. Каментуйце наш форум і купіце нашу першую кнігу: Beyond The Galaxy!