지구는 둥근 모습을 하고 있습니다. 그런데 표면에 요철이 있습니다. 세계 최고봉인 에베레스트산은 해발 8848m, 세계에서 가장 깊은 마리아나 해구는 해저1만920m 입니다. 지구반경6378km와 비교하면 0.2%도 안 됩니다. 그러므로 지구(地球)는 글자 그대로 둥근 땅의 모습을 하고 있다고 할 수 있습니다. 하늘을 보면 태양, 달의 모습도 둥글고, 망원경으로 보면 화성, 금성도 동그랗습니다.

무겁거나 가볍거나 관계없이 모든 물체는 무게를 가지고 있습니다. 물체를 쪼개도 전체의 무게는 변하지 않으므로, 무게야말로 그 물체를 대표하는 물리량이라고 할 수 있습니다. 그런데 지구를 떠나 우주로 가면 물체의 무게가 달라집니다. 달표면에서는 사람의 몸무게가 1/6로 줄어듭니다. 이렇게 측정하는 위치에 따라 무게가 달라지는 혼란을 피하기 위해, 지구상의 표준적인 중력 상태에서 측정한 무게를‘ 진짜무게’라는 의미로 질량이라 합니다.

질량이 있으면 그 물체가 주변공간에 영향을 주어, 주변의 다른 물체에 힘이 가해집니다.

천문학이나 물리학에선 이런 힘을 중력이라 하며, 이러한 힘이 생기는 상태의 공간을 중력장이라 합니다. 지상의 중력은 지구가 만들어내는 중력장의 결과이고, 달 표면의 중력은 달이 만들어내는 중력장의 결과로 생기는 것입니다.

일상적인 힘은 물체가 접촉하는 경우 생기지만, 중력은 서로 떨어진 2개의 물체 간에도 생깁니다. 달이 지구 주위를 돌고 있는 것도 달이 지구의 중력장에 반응하기 때문입니다. 하나의 천체 내에서도 그것을 잘게 쪼개어 생각해보면, 쪼개진 각 부분 간에도 중력이 작용합니다.

하나의 조각은 다른 모든 조각이 만드는 중력장에 반응해서 힘을 받습니다. 그 결과, 하나의 천체는 그 자신이 만든 중력장에 반응해서 하나로 뭉쳐지려는 힘을 받게 됩니다. 그 힘을‘ 자기중력’이라 합니다.

중력은 인력밖에 없고 어떤 것에도 차단되지 않으므로, 물질의 양이 늘어나면 중력은 점점 강해집니다. 그래서 어떤 물질이라도 대량으로 모아지면, 결국 주변에서 중력이 가장 큰 영향을 미치는 힘이 됩니다. 따라서 어느 정도 이상의 질량을 갖는 천체는, 사실상 자기중력만으로 그 모양이 결정되게 됩니다. 큰 천체 내부 각 부분은 중심으로 향하는 자기중력을 균등하게 받는 모습인 구형의 모양을 취하게 됩니다.

지구를 비롯한 거의 대부분의 천체가 구형인 것은 이러한 이유 때문입니다. 실제 어느 정도 이상의 질량을 갖는 천체는 거의 구형을 취하게 됩니다. 그 한계는, 주변의 다른 힘의 크기와 관계해 변하며, 천체를 구성하는 물질의 구성이나 밀도에 따라 변합니다. 지구나 달과 같은 암석인 경우, 직경 800km 정도, 질량 5x10E20kg 정도가 한계라고 합니다. 이것은 지구직경의 1/8 정 도 , 질량의 1/12,000 정도입니다. 이것보다 큰 천체는 거의 구형의 모습을 하게 됩니다.

그림은 별 내부 위치에 따른 자기중력의 크기와 방향입니다.