星球真的都是圆的吗？

天体之所以呈现球形，是因为重力在宇宙中起到了强大的“塑形”作用。

当天体达到足够的大小时，重力会将物质从各个方向向中心拉扯，最终形成球形。

对于足够大的天体来说，虽然它们看起来非常坚硬，但是在长期的重力作用下，内部物质实际上会发生缓慢的流动，这种现象在地质学上被称为“蠕变”。

在这个过程中，原本高出的部分会被重力压塌，而低洼的地方则会被物质填平。

经过漫长的时间后，整个天体会达到一种被称为“流体静力平衡”的状态。

在这种平衡状态下，天体各个方向上的引力和压强都达到均匀分布，而球形正是能够实现这种均匀分布并且消耗能量最少的形状。

这种现象背后的物理原理可以通过一个简单的公式来理解。

当“把它压圆”的重力压强超过“撑住不变形”的材料强度时，天体就会被“揉圆”。

那么把“重力压强”近似成

，令它与材料屈服强度Y 相当，可以得到一个临界半径：

其中 G 是万有引力常数，ρ是密度。

通过这个公式，我们可以计算得到不同材料构成的天体需要达到多大尺寸才会变圆。

对于岩石构成的天体，密度约为 3000 千克每立方米，屈服强度在一亿到十亿帕斯卡之间，计算得出临界半径约为 200 到 600 公里。

对于水冰构成的天体，密度约为 900 到 1000 千克每立方米，但冰的屈服强度较低，只有一千万到一亿帕斯卡，所以临界半径约为 200 到 400 公里。

所以冰比岩石更容易变形，冰质天体更容易被塑造成球形。

这个理论能够很好的解释我们在太阳系中观察到的现象。

直径在几百公里以下的小天体，通常呈现不规则的形状。而直径达到上千公里的较大天体，则基本都接近球形。

比如说，谷神星的直径约为 940 公里，所以外形相当圆润；而爱神星等许多只有几十公里大小的小行星，则保持着类似土豆的不规则形状。

土星虽然整体是球形，但由于自转速度很快，离心力的作用使得它在赤道方向上有所扁化，呈现出扁球形的特征。

自转会把球“按扁”一点

即使是“尺寸合格”的星球，实际上也并不是完美的球体，而是呈现出赤道部分略微凸出、南北两极略微扁平的形状，这种形状被称为扁球体，造成这种现象的原因是天体的自转运动产生的离心力作用。

当天体自转时，赤道附近的物质会受到向外的离心力影响，这个力会将赤道区域的物质向外推，使得赤道半径比从南极到北极的半径更大一些。

自转速度越快的天体，这种扁化现象就越明显。

以地球为例，虽然我们日常生活中感觉不到，但地球的赤道半径实际上比极半径长约 21 千米。

尽管有 21km 的差异，相对于地球 6371 千米的平均半径来说，这个差值还是很小的，所以我们可以说地球是近似球形的。

土星是一个更加明显的例子。

土星的自转速度比地球快得多，而它的密度相对较低，离心力的效应更加显著。

土星的赤道半径比极半径的差异接近 10%，扁化程度已经大到我们用肉眼观察土星的照片时，都能看出来它在赤道部分比较宽、在南北极方向比较窄的特征。

为什么我们画“星星”是五角的？

恒星在我们眼中只是一个亮点，因为它们距离地球极其遥远。

由于距离的缘故，它们的角直径变得非常微小，通常只有毫角秒的量级。

而人眼的分辨能力极限约为 1 角分，所以恒星“看起来”的大小比人眼能够分辨的最小角度还要小上千倍，在我们的“眼睛里”就变成了一个没有明显大小的亮点。

这个亮点经过大气湍流会“闪烁”，再加上瞳孔边缘、睫毛缝隙产生的衍射，就会在视觉上出现放射状的亮线（星芒）。

其实你站在马路上试着微微眯眼看街灯，也能立刻看到“星芒”。

摄影器材也在这个过程中也会“帮忙”，相机镜头同样会产生星芒效果，进一步强化了人们对星星应该有尖锐光芒的视觉印象。

相机的光圈并不是一个完美的圆形开口，而是由多片光圈叶片组成的多边形结构。

当拍摄点光源时，光线通过这个多边形光圈会发生衍射现象，从而在照片中形成放射状的星芒图案。

星芒的数量和光圈叶片的数量有着明确的关系。

当光圈有偶数片叶片时，产生的星芒数量等于叶片数量。

比如说，如果光圈有 6 片叶片，就会产生 6 条星芒。

而当光圈有奇数片叶片时，产生的星芒数量是叶片数量的两倍。

比如说，如果光圈有 7 片叶片，就会产生 14 条星芒。

至于说星星到了纸上为什么会变成“五角星”，可追溯的历史可就长了，5000 年前的良渚文化中就有这个图案。

五角星是边数最少的星形多边形。

最简单画它的方法是先画一个正五边形，把各角和其对角用直线相连，并擦去原来的五边形。

也可以延长原五边形的各边直到它们相交，从而得到一个大的五角星。

黄金分割比

，而五角星里就包含几组这样的比值：

古希腊时期毕达哥拉斯发现五角星包含黄金分割比例，认为它是完美的象征。

于是这样一个既“完美”又“好画”的图案，就这样一代代的流传了下来，成了个约定俗成的图案。

所以我们眼中闪烁的“五角星”，是大气、光学、文化共同作用下的“产物”，既有科学的必然性，也承载着人类数千年来对美和完美的追求。