土星能否浮在水中?

2016.10.29 来源: 互联网大字

当透过望远镜观测土星时，你会被它漂亮的光环深深吸引住，那耀眼夺目的光环像是一枚散发着美丽光芒的戒指，使土星成为群星中*美丽的一颗。

除了令人着迷的光环，土星还有另一特点：低密度。我们经常会在教科书和其他文章中看到，土星的密度较低，按照该密度值，土星似乎能漂浮在水中。真的是这样吗?如果这颗星球可以漂浮，那么需要多深的水呢?

土星的密度

*先，我们假设土星是一个正球体，现在就可以很容易地计算出它的密度。根据****的数据，土星的质量为5.68×1026千克，半径约5.6×107米。根据球体计算公式V球=4/3πR3，可以得到正球体土星的体积;接着通过质量和体积的关系ρ=m/v，计算出它的密度约为772千克/立方米。

我们知道，水的密度是1000千克/立方米，根据计算结果，显然土星的密度是小于水的，所以土星会浮起。

对吗?不要忙着下结论。

需要多深的水呢?

我们先假设有一个由水覆盖的星球，且面积足够大，拥有非常多的水，而且其重力大小恒定，重力方向都可以看成是垂直向下的(因为星球足够大)。如果土星可以漂浮在这个水星球上，需要有多深的水?

根据物理学知识，假设土星漂浮在水中，则它的一部分将在水下。使用前面的土星密度，得到土星体积的77.2%将沉在水下。那么土星沉入水中的*深点到水面的距离是多少?我们可以看看下面这张图片。

现在我们需要得到深度h的值，也就是土星在水之下的深度。很明显，深度的值比土星的半径还要大。

因为土星沉在水下的体积占77.2%，那么球冠的体积(浮出水面的顶部)为整个球体土星体积的22.8%，已知土星的半径，我们可以计算出需要的水有7.7×107米深。这个数值是地球直径的6倍左右!你来想象一下，6个地球直径的水深有多少?

不太可能存在的水星球

假设土星周围确实有一颗*大的水星球，对于土星来说，“水面”跟地球水杯中的水面一样足够平坦，土星是否能在水星球上浮起来?这样的水星球会是什么样的?

那么，都有哪些力量作用在土星的核心上呢?一方面，水星球的引力会将土星核心向下拉。但在另一边，土星大气层中的氢会将核心向上推，但因为氢不够密集，所以向上的力很小，因此土星核心将向水星球表面“下降”。而土星大气层中的氢将继续上升，很可能成为水星球大气中的一部分。

这样的变化之后，土星可能有点像一枚没有蛋壳的生鸡蛋。*后，土星的内核——一个*大的金属氢和岩石组成的核心，或单*由金属氢或岩石组成的核心，掉在了水星球海洋的底部。此时，土星的大气层已经远离其内核，位于高空。***果就是，土星被分离了，它的面貌已经被**改变了，变得**像原来的土星，甚至可以说它被水星球“毁灭”了。

当然，以上整个过程，我们都只是在假设。

投稿作者：孤芳不自赏46

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