宇宙中的星球都是球体的吗？会不会有甜甜圈形状的？

在浩瀚无垠的宇宙中，我们最常看到的、最熟悉的星球模样，莫过于圆滚滚的球体。从月亮那皎洁的清辉，到火星那锈红的脸庞，再到我们赖以生存的地球，它们几乎都呈现出近乎完美的球形。这不禁让人好奇，宇宙中的星球就只能是球体吗？难道就没有一些“另类”的存在，比如甜甜圈形状的星球？

要解答这个问题，我们得先从“为什么星球是球体”这个根源说起。这背后隐藏着一股强大的自然力量——引力。

想象一下，一个正在形成的星球，它最初可能是一团巨大的、不规则的尘埃和气体云。这些微小的粒子在宇宙中飘荡，但它们并不是完全静止的。任何有质量的物体都会产生引力，吸引着周围的其他物体。当这团尘埃和气体云的质量逐渐增大时，它自身的引力也会越来越强。

这股引力就像一个看不见的大手，从四面八方向着物质的中心聚集。它会拉扯那些突出的部分，填补那些凹陷的地方。对于任何一个足够大的、由自身引力支配的物体来说，引力都会尝试将物质拉向质心，并在这个过程中，让物体达到能量最低、最稳定的状态。而球体，恰恰是这样一种状态。

我们可以这样理解：在球体的表面，任何一点到质心的距离都是相等的。这意味着引力在各个方向上都是均匀作用的。如果星球上有凸起的部分，引力会将其拉平；如果有凹陷的部分，周围的物质会被引力拉过来填补。经过漫长的时间，这种“自我修正”的过程就会将星球塑造成一个最节省能量、最对称的球体。

那么，有没有可能出现甜甜圈形状的星球呢？

从我们目前的理解和观测来看，极少有、甚至可以说几乎不存在天然形成的、像我们想象中的甜甜圈那样，拥有一个中心空洞的行星。主要原因就出在引力上。

前面我们说了，引力总是把物质往中心拉。如果一个星球要形成甜甜圈的形状，它需要在中心区域保持一个空洞，同时在边缘形成一个环状结构。这不仅违背了引力将物质向中心聚集的本质，而且要维持这样一个结构，需要非常特殊的、甚至是反引力的力量来对抗自身巨大的引力。

设想一下，如果一个星球真的要形成甜甜圈的形状，那么它必须有某种机制，能让构成这个甜甜圈的物质聚集起来，形成一个稳定的环，并且在中心留出足够的空间。

引力的强大足以压垮任何“空洞”： 即使我们能想象一个初始的物质分布，在形成初期，物质就会在自身引力作用下向中心坍缩。除非有某种强大的、持续存在的“阻碍”力量，否则这个空洞会很快被周围的物质填满，最终变成一个球体。
物质的分布不均是暂时的： 即使在行星形成的早期，物质分布也会因为各种扰动而出现不均匀。但是，引力会倾向于将这些不均匀性“抹平”。
惯性对大尺度天体影响有限： 甜甜圈的旋转可能会产生离心力，但对于足够大的行星来说，其自身引力远远大于这种离心力，不足以支撑一个巨大的空洞。

但凡事都有例外，或者说，我们可以从更广阔的视角来思考“甜甜圈”的可能。

我们所说的“甜甜圈形状”通常是指一种有中心空洞的环状结构。在宇宙中，我们确实会看到一些“环状”或者“盘状”的结构，但它们与我们想象中的甜甜圈星球有本质区别：

1. 星系盘： 像我们银河系这样的星系，拥有一个巨大的盘状结构，其中包含恒星、尘埃和气体。但这不是一个“星球”，而是一个庞大的宇宙结构。
2. 行星环： 像土星那样，行星周围有壮丽的环，这些环由无数细小的冰粒和岩石组成。这些环是行星引力和其卫星之间引力作用的结果，它们围绕着行星旋转，但它们本身不是一个完整的、独立的“星球”。如果这些物质被足够多的引力汇聚在一起，它们最终会形成一个球体卫星，而不是一个甜甜圈。
3. 吸积盘： 在一些极端的天体系统中，比如黑洞或年轻恒星周围，会形成高速旋转的吸积盘，物质在其中螺旋下降。这些盘状结构虽然能量很高、动态十足，但它们也不是固态的“星球”，而是正在向中心物体坠落的物质。

那么，有没有可能在某些非常非常特殊的、我们尚未完全理解的物理条件下，出现某种近似甜甜圈形状的“天体”呢？

从理论上讲，科学的大门永远是敞开的。如果存在某种我们尚未发现的、能够对抗引力的奇异物质，或者某种未知的物理定律，那么我们不能完全排除这种可能性。

例如，一些理论物理学家探讨过极端条件下物质的状态，或者关于暗物质、暗能量的推测。但是，这些都还停留在理论探索阶段，并没有观测证据支持。

总而言之，在我们现有的认知框架内，由自身引力主导形成的星球，其形状几乎不可避免地会趋向于球体。 引力是塑造宇宙天体的最基本、最强大的力量，它如同一个不知疲倦的雕塑家，将一切有质量的物质拉扯、塑造成最稳固、最紧凑的形态——球体。

想象一下，如果真的有甜甜圈形状的星球，它将如何维持自己的形状？它的“洞”在哪里？构成它“圆环”的物质又为何不被自身的引力压扁成一个球？这些都是非常难以解释的。

所以，虽然宇宙充满了无限的可能，但就我们目前对物理规律的理解和观测到的现象而言，那些在宇宙中独立存在、由自身物质堆积形成的“星球”，大都披着光滑圆润的球体外衣。甜甜圈星球，更像是我们对宇宙想象中的一种奇特浪漫，而非现实的写照。

网友意见

对太阳系内常见的物质来说，在相对静止的情况下，质量1×10^21千克以上的天体自身的引力能够克服构成自身的物质的强度，其流体静力平衡状态下的形状接近球状。地球、月球、火星、太阳等天体的质量远远超过这个值，自转速度也不太快，天体之间直接的引力干扰较少，因此形状接近球状。

• 流体静力平衡状态，是流体处于相对静止或匀速运动时的平衡状态。例如地球大气在重力和压力梯度产生的压强梯度力之间建立的平衡，使大气既不贴在地表也不完全剥离到太空。

自转角速度较快的天体会趋于椭球状，快到一定程度还会成为不规则椭球，进而成为梨状而不再是球体。

• 例如织女星自转周期约12.5小时，赤道直径比两极直径大约五分之一。

自转速度相对自身的质量足够快的天体，可以部分克服引力而成为明显偏离球状的形态。

• 例如这是根据天文观测画出的妊神星的想象图，其自转周期约3.9小时，质量约4×10^21千克。

靠自转甩成甜甜圈状，需要的自转速度很大，但并不是达不到。计算还显示强大的天体撞击可以产生甜甜圈状的汽化岩石行星，称为synestia——地球在被忒伊亚撞击后可能短暂呈现该状态。

太阳系里目前只有太阳一颗恒星。当恒星附近有大质量伴星的时候，潮汐力可以将恒星扭曲成扁球体，例如天琴座β。

质量小于1×10^21千克的天体可以呈现明显偏离球状的形态。

• 例如这是小行星20000，质量约3.7×10^20千克。

• 又例如这是小行星101955，质量约780亿千克。

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