木星是太陽系最大的行星,直徑達(dá)到了14.3萬公里,是地球的11.2倍。
科學(xué)家在長期的觀察中發(fā)現(xiàn),木星和我們的地球有著本質(zhì)上的區(qū)別。和地球由巖石組成不同,木星由約88-92%的氫和8-12%的氦組成,另外還有不到1%的其他氣體。
可是,按照我們的日常生活所見,氣體都是有極強(qiáng)的流動性。比如一個氣球,如果扎破的話,里面的氣體就會馬上散走。那么,為何木星可以凝聚在一起呢?
其實(shí),這個原理說出來也不難理解,那就是萬有引力的作用。氣體在萬有引力的作用下,凝聚在一起。所以,即使擁有太陽系頂尖的自轉(zhuǎn)速度,木星也不會把自己的氫和氦甩出去。
那么,為何氣球里的氣體不會在引力的作用下凝聚呢?
說起來,萬有引力是一個很奇妙的物理定律。質(zhì)量越大、規(guī)模越大的物體,引力就會越大,而且會增加得越來越快。
像我們生活中見到的事物,其實(shí)幾乎沒有引力作用,只是因?yàn)橐πЧ。瑹o法感受到。而當(dāng)物體的規(guī)模達(dá)到行星的級別,引力作用就非常明顯了。比如地球,就能把我們緊緊地束縛在地面。
說得再大一點(diǎn),太陽的直徑大約是139萬公里,而它的引力范圍極大,科學(xué)家甚至推測,太陽的引力可能延伸到了1光年以外!粗略計算一下,太陽的引力范圍(按半徑算)已經(jīng)超過了它自身直徑的7000000倍!簡單來說,如果太陽是一枚硬幣,被放在一條大街上,它的引力可以擴(kuò)展到14公里以外!
雖然木星的引力沒有太陽那么大,但是,想要束縛住表面的氣體,還是綽綽有余的。
那么,既然木星是氣體巨星,我們?nèi)绻幸粋€足夠堅(jiān)硬的探測器,能否從木星的一頭飛進(jìn)去,從另一頭飛出來呢?
事實(shí)上,木星雖然叫做氣體巨星,只是說它的主要成分氫和氦在地球的普通環(huán)境下呈現(xiàn)為氣態(tài)。
由于木星過于巨大,所以距離表面越遠(yuǎn)的內(nèi)部,壓力也就越大。就像男孩子們小時候會玩好多個人壓在一個人身上的游戲,越下面的人受到的壓力越大。
在足夠深的位置,木星的氫和氦就發(fā)生了變化。因?yàn)橐后w普遍比氣體更凝聚,所以,氫和氦在木星的深處被壓成了液體。在木星厚厚的大氣層下面,有一片非常深的液態(tài)氫海洋。
而在這片海洋的下面,還有一個更加恐怖的世界,那就是木星的核心。
在這里,由于壓力實(shí)在太大,氫被擠壓成比液態(tài)還要致密的狀態(tài)——固態(tài)。因此,雖然木星是氫組成的天體,但仍然有一個固體的核心。
有趣的是,根據(jù)科學(xué)家描述:如果我們再給木星送一點(diǎn)氫或者氦的話,不僅不會像我們認(rèn)為的那樣使木星變大,反而會變小。同樣的,這也是引力的效果。當(dāng)木星質(zhì)量變大,引力也會變大,所以會變得更加凝聚,導(dǎo)致體積變小。
不過,這樣的效果是不明顯的。想要讓木星的半徑發(fā)生明顯變化,至少還要再增加一半的質(zhì)量才行。
在宇宙中,我們就可以找到這個推測的鐵證,最小的紅矮星,雖然質(zhì)量超過了木星,但半徑僅有木星的30%。
這個宇宙,總是充滿了奇妙。一顆木星,就向我們展示了這么多物理定理。隨著我們對木星越來越了解,也會有更多的物理知識被我們所掌握。