Γιατί δεν υπάρχουν κυβικοί πλανήτες;

2

Πριν από περίπου 2300 χρόνια ο Ερατοσθένης ο Κυρηναίος υπολόγισε την περιφέρεια της Γης σε 252.000 στάδια. Μια εξαιρετικά ακριβής μέτρηση, ειδικά για τα μέσα που διέθετε. Από τότε, κάτι που όλος ο κόσμος είχε σαν δεδομένο, “κατέρρευσε”. Ο πλανήτης μας αποδείχθηκε μη επίπεδος.

Οι επιστήμονες, αφού αποδέχθηκαν αυτό το γεγονός, άρχισαν να αναζητούν επιβεβαίωση και στους υπόλοιπους πλανήτες, την οποία και σταδιακά έλαβαν με παρατηρήσεις, εικασίες και πρώιμα τηλεσκόπια τον Μεσαίωνα. Και έτσι, από την εποχή του Νεύτωνα και μετά, θεωρείται γνωστό ότι τα μεγάλα ουράνια σώματα (Αστέρες, Πλανήτες και Δορυφόροι) είναι σφαιρικά. Γιατί όμως συμβαίνει αυτό; Τι είναι αυτό που “επιβάλλει” το συγκεκριμένο σχήμα παντού στο σύμπαν και μας στερεί απο πλανήτες με άλλα, πιο περίεργα ή ενδιαφέροντα σχήματα;  Υπάρχουν αμέτρητοι παράγοντες που επηρεάζουν το σχήμα ενός ουράνιου σώματος. Γι’αυτό άλλωστε τα ουράνια σώματα δεν είναι εντελώς σφαιρικά, αλλά “σφαιροειδή”. Οι πιο σημαντικοί είναι οι εξής: 

 Βαρύτητα 

Όλοι έχουμε μια ιδέα για το τι είναι η βαρύτητα. Με απλά λόγια, είναι ένα πεδίο που αναπτύσσεται γύρω από ένα σώμα με μάζα και έλκει προς αυτό όλα τα άλλα γύρω του, αλλά γίνεται αντιληπτό μόνο αν η μάζα του σώματος είναι αρκετά μεγάλη. Στο πρώιμο σύμπαν, πριν σχηματιστούν τα ουράνια σώματα, υπήρχαν τυχαίες συγκεντρώσεις ύλης, οι οποίες,  όταν βρίσκονταν σε μεγάλες ποσότητες στην ίδια περιοχή, σύγκλιναν προς το κέντρο του όγκου τους, και μετά από ιδιαίτερα μεγάλα διαστήματα χρόνου σχημάτιζαν μικρές σφαίρες (οι οποίες με τη σειρά τους προσέλκυαν περισσότερη ύλη απο την τριγύρω περιοχή και μεγάλωναν).

Το πεδίο βαρύτητας αναπτύσσεται ισομερώς προς όλες τις κατευθύνσεις. Άλλωστε στο σύμπαν δεν υπάρχει “πάνω”, “κάτω” κ.λπ. Υπάρχουν μόνο σχετικές θέσεις σωμάτων με άλλα σώματα. Μία μάζα λοιπόν που αναπτύσσεται με αυτόν τον τρόπο τείνει να καταλήξει σε σφαίρα.

Είναι μάλιστα τόσο ισόμορφη αυτή η επίδραση, που αν μεγενθύναμε μία μπάλα μπιλιάρδου στο μέγεθος της Γης, αυτή θα είχε πολύ μεγαλύτερες ανομοιομορφίες απ’όσες έχει τώρα η Γη. Η ανάπτυξη της λοιπόν είναι εξαιρετικά σφαιρική. Και εφόσον οι νόμοι της φυσικής ισχύουν καθολικά και διαχρονικά στο σύμπαν, παντού όπου είχαμε συγκεντρώσεις ύλης σχηματίστηκαν σφαιρικά σώματα. Καταλήγουμε λοιπόν πως εξ αρχής λόγω της Βαρύτητας περιοριζόμαστε σε παραλλαγές σφαιρικών σωμάτων. 

Ιδιοπεριστροφή

Η αρχική προσέγγιση μόνο με γνώμονα την Βαρύτητα είναι μεν σωστή αλλά ελλειπής. Η ύλη στο σύμπαν σπάνια είναι στατική, με τα σωματίδια, την σκόνη και τα μεγαλύτερα σώματα να ταξιδεύουν συνεχώς (μέχρι να συναντήσουν κάποιο “εμπόδιο”). Αυτή η κινητική ενέργεια που υπάρχει στην ύλη αρχικά δεν χάνεται, αλλά μεταφέρεται στο συσσωμάτωμα που σχηματίζεται λόγω της Βαρύτητας. Έτσι, η γενική περίπτωση για τα σώματα στο σύμπαν είναι να έχουν και κινητική ενέργεια. Η ενέργεια αυτή “εκφράζεται” με δύο τρόπους: Με μεταφορική και περιστροφική κίνηση. Και ενώ η μεταφορική κίνηση ενός σώματος δεν επηρεάζει το σχήμα του στο σύμπαν, η ιδιο-περιστροφική κινηση το επηρεάζει αρκετά. 

Σώματα λοιπόν που περιστρέφονται γύρω απο τον εαυτό τους τείνουν να “συμπιέζονται” ελαφρώς στους πόλους τους και να συγκεντρώνουν περισσότερη ύλη στον ισημερινό τους. (Από αυτό επηρεάζεται ακόμα και η ύλη, που βρίσκεται κοντά σε έναν πλανήτη χωρίς να αποτελεί μέρος του.

Λόγω αυτού ο Κρόνος έχει δακτύλιους, που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο γύρω του, προσφέροντας μας την μαγευτική εικόνα του!). Αυτό το γεγονός επιβεβαιώνεται και με το σχήμα της Γης, το οποίο, ακριβώς λόγω της ιδιοπεριστροφής, δεν ειναι μια τέλεια σφαίρα αλλά ελαφρά πεπλατυσμένη. Η επίδραση πάντως της ιδιοπεριστροφής δεν είναι η ίδια για όλα τα σώματα. Για παράδειγμα, η Σελήνη είναι εξαιρετικά κοντά σε σφαίρα, ενώ ο Δίας είναι εμφανώς πεπλατυσμένος.

Γειτονικά Σώματα 

Ένας μικρότερος αλλά σημαντικός παράγοντας, που επηρεάζει το σχήμα ενός σώματος, είναι τα γειτονικά του σώματα. Αν το σώμα που εξετάζουμε έχει γύρω του μικρότερα ή συγκρίσιμα σε μάζα σώματα, τότε η αλληλεπίδραση τους δεν θα μεταβάλλει σημαντικά το σχήμα ενός πλανήτη. Βέβαια, ακόμα και σε τέτοιες περιπτώσεις υπάρχει επίδραση, όπως μπορούμε να αντιληφθούμε από τις παλίρροιες της Γης, που προκαλούνται επειδή η Σελήνη επηρεάζει τους ωκεανούς με τη βαρυτική της έλξη. Aν όμως στη “γειτονιά” ενός σώματος υπάρχει κάποιο με σημαντικά μεγαλύτερη μάζα, τότε το σχήμα του εν λόγω σώματος επηρεάζεται σημαντικά (αφού το βαρυτικό πεδίο της μάζας του σώματος δεν ειναι τόσο ισχυρό όσο το πεδίο της γειτονικής μάζας). Αυτό αποτυπώνεται (φαντασμαγορικά!) σε αναπαραστάσεις συστημάτων μαύρης τρύπας-αστεριού, όπως η παραπάνω.

Εναλλακτικά Σχήματα

Τελικά, δεν υπάρχει ελπίδα για πλανήτες άλλων σχημάτων; Η απάντηση είναι…. Όχι ακριβώς!

Αν και στο σύμπαν δεν πρόκειται να προκύψει ποτέ μη σφαιροειδής πλανήτης, έχει αποδειχθεί ότι υπάρχει ένα σχήμα που θα ήταν βαρυτικά ευσταθές (δεν θα υπέκυπτε δηλαδή στην βαρύτητα της μάζας του σχηματίζοντας τελικά σφαίρα), αν μπορούσαμε να το κατασκευάσουμε. Αυτό είναι το τοροειδές σχήμα, ένα ντόνατ δηλαδή (!). Το σχήμα αυτό, αν το σώμα μας είχε μια αρκετά ακριβή τιμή ιδιοπεριστροφής η οποία θα προκαλούσε κεντρομόλο δύναμη που εξισορροπούσε την βαρυτική έλξη, θα ήταν ευσταθες (!). Μια αναπαράσταση ενός τέτοιου πλανήτη δίνεται παραπάνω.

Κανένα άλλο σχήμα δεν είναι όμως βαρυτικά ευσταθές και έτσι γιγαντιαίες κυβικές ή πυραμιδικές κλπ. κατασκευές θα υπέκυπταν τελικά στην βαρύτητα τους και θα εκφυλίζονταν σε περίεργες σφαίρες.

Ακολουθείστε μας και χαρίστε μας ένα like:
Close Menu