چرا همه چیز در فضا کروی است؟

همه چیز زیر سر گرانش است. همه ی اتم های یک جسم به سوی یک مرکز مشترک گرانش کشیده می شوند، و در برابر هر نیرویی که بخواهد آن ها را از هم جدا کند پایداری می کنند. دستاورد پایانی می تواند یک کرهباشد، ... ولی نه همیشه. این چیزیست که می خواهیم درباره اش بگوییم.

یک لیوان آب را در نظر بگیرید. اگر می توانستید جنب و جوش تک تک مولکول های آن را ببینید، آن ها را در حالی می‌دیدید که تلاش می کنند تا بالاترین حد ممکن در آرامش قرار گیرند. همین کشش میان آن هاست که سطح بالایی آب را یکدست و هموار می کند.

سیاره ای را تصور کنید که کاملا از آب ساخته شده. اگر بادی در کار نباشد، این سیاره کاملا صاف و هموار خواهد بود. مولکول های آب در قطب شمال سیاره به سوی مولکول های قطب جنوب کشیده می شوند. مولکول هایی که سمت چپ هستند نیز به سوی آن هایی که سمت راستند کشیده می شوند. یعنی جهت کشش همه ی مولکول ها رو به مرکز جرم است و در نتیجه یک کره ی کامل پدید می آید.

گرانش و کشش سطحینیروهایی رو به درون وارد می کنند، در حالی که نیروهای مولکولی رو به بیرونند. اگر می‌توانستیم چنین قطره ی غول پیکری از آب را بدون آن که چیزی آرامشش را به هم بزند در یک محیط نگه داریم، سرانجام به یک تراز و تعادل کامل خواهد رسید. این به نام "ترازمندی هیدرواستاتیکی"یا "تعادل هیدرواستاتیکی"شناخته می شود.

ستارگان، سیاره ها، و ماه ها می توانند از گاز، یخ، یا سنگ ساخته شده باشند. اگر جرم کافی در یک ناحیه جای داده شود، همه ی آن جرم به سوی مرکز آن ناحیه کشیده شده و پیکره ای تقریبا کروی خواهد یافت. اجرام سبک تر مانند سیارک ها، دنباله دارها، و ماه های کوچک گرانش کمتری دارند و بنابراین شاید به شکل یک کره ی کامل و بی نقص در نیایند.

چنان چه می دانید، بیشتر اجرام آسمانی که نام برده ایم به گرد یک محور می چرخند، پس حدس بزنید چه می شود: چنین اجرامی هم شکل کروی کامل نخواهند داشت. چرخش سریع باعث پهن شدن میانه ی جرم شده و قطرآن را در استوا بیشتر از فاصله ی دو قطب آن می کند. زمین نمونه ی بسیار خوبی برای این مورد است، و ما آن را یک "کره‌وار پَخت"می نامیم. 

مشتریاز زمین هم پهن تر است زیرا چرخش محوریش سریع تر است. روی این سیاره، یک روز تنها ۹.۹ ساعت به درازا می کشد. این باعث شده مشتری یک کره ی ناقص و از ریخت افتاده باشد با قطر استوایی ۷۱۵۰۰ کیلومتر و فاصله‌ی قطب تا قطبِ تنها ۶۶۹۰۰ کیلومتر.

ستارگان هم همین گونه اند. خورشید ما آرام می چرخد، بنابراین پیکره اش تقریبا یک کره ی کامل است، ولی ستارگانی در جهان وجود دارند که بسیار بسیار سریع به گرد محورشان می چرخند. VFTS 102که یک ستاره ی غول در سحابی رتیلاست، ۱۰۰ برابر سریع تر از خورشید می چرخد. اگر چرخشش از این سریع تر شود، در اثر نیروهای مرکزگرا (جانب مرکز) از هم خواهد پاشید.

این شکل کره‌وار پخت به ما نشان می دهد که چرا این همه قرص تخت در فضا وجود دارد. چرخش سریع باعث می گردد نیروهای مرکزگرا بر کشش گرانشی چیره شده و در نتیجه پیکره ای تخت و پهن پدید آید. این چیزیست که در قرص های برافزایشی سیاهچاله ها و همچنین در سامانه های ستاره ای و کهکشان ها می توانیم ببینیم.

اجسام گرایش به کروی شدن دارند. اگر جرمشان به اندازه ی کافی بزرگ باشد، بر نیروهایی که جلوی این گرایش را می‌گیرند چیره خواهد شد. ولی ... اگر به اندازه ی کافی سریع بچرخند، آنقدر پهن خواهند شد تا پیکره ای قرص مانند پیدا کنند.

واژه نامه:

منبع: universetoday