Mitä tapahtuisi, jos hyppäämme reikään maan yli?

Kuvittele, että haluat tavoittaa maan toiselle puolelle - joka asumisesta riippuen olisi jossain Aasiassa - ja päättää kaivaa reikä sinne. Mitä luulet tapahtuvan, jos hyppäät siihen?

Nicholas Gerbisin mukaan tavaroiden toiminnasta on kaksi tapaa lähestyä tätä uteliasta kysymystä: toisessa pohditaan sitä, mitä meille todella tapahtuisi, jos päättäisimme hypätä reikään, joka tuli planeetan toiselta puolelta, ja toiseen, laiminlyöden kaiken logiikan ja kuvitellaan, että tällainen matka on mahdollista.

Tapa

Entä ennen yksityiskohtaista tietoa siitä, mitä löytäisimme matkan varrella? Nicholasin mukaan mantereen kuoren paksuus on 35 - 70 kilometriä - tai jonkin verran noin 5 - 10 kilometriä, jos ajatellaan, että reikä tehtiin jossain meren pohjassa. Kuoren jälkeen joudumme ylittämään lähes kolmetuhatta kilometriä vaippaa, kunnes saavutamme maapallon ytimen uloimman kerroksen.

Tämä uloin kerros on puolestaan ​​valtava ja suunnilleen Marsin planeetan kokoinen! Se on - pohjimmiltaan - valmistettu valuraudasta ja sen lämpötila on noin 5, 5 tuhatta celsiusastetta. Seuraava askel olisi ylittää ytimen sisin kerros, joka Nicholasin mukaan on kuun kokoinen. No, toistaiseksi olemme tulleet vasta puoliväliin!

Pula! Pula!

Tiesit jo, että matka ei olisi helppo, eikö niin? Oletetaan kuitenkin, että maa on kylmä, yhtenäinen, inertti tammenterho, ja emme kohtaavat ilman vastustusta rajan yli - ei kadonneita tai vieraita sivilisaatioita matkan varrella. Kuten tiedät, painovoima pitää meidät “liimattuina” pintaan kiihtyvyydellä 9, 8 metriä sekunnissa neliössä.

Tämä tarkoittaa, että jokaisen laskun sekunnin aikana kiihdytämme 9, 8 m / s kohti planeetan keskustaa. Osoittautuu, että painovoima on massan funktio ja massa puolestaan ​​on aineen ominaisuus. Koko maapallon massa on pinnan alla, ja kun matkustamme toiselle puolelle, yhä enemmän tästä massasta ympäröi meitä kohdistaen omaan painovoimaansa vartaloihimme.

Nopeuta ja hidasta

Nicholasin mukaan nämä ympärillä olevat voimat vaikuttavat myös toisiinsa ja poistavat toisiamme, ja massasuhteen nousu meitä kohti johtaa suhteelliseen vastapisteeseen massaan, joka laskee alempana, aiheuttaen kiihtyvyyteemme hidastuvan pääsemään pohjaan. maan keskellä.

Saapuessa planeetan keskipisteeseen painovoiman vuoksi, kiihtyvyytemme olisi nolla, koska koko planeetan massa olisi ympärillämme ja yläpuolella, mikä peruuttaa painovoiman ja tekee meistä painottomia. Älä kuitenkaan usko, että saavuttaessamme maapallon keskelle ruumiimme hidastuisi ja sitten matkustamme toiselle puolelle!

Itse asiassa reiän suusta puoliväliin maan keskustaan ​​putoamme jatkuvasti kasvavalla nopeudella, joka on jopa 24 000 kilometriä tunnissa. 21 minuutin hyppäämisen jälkeen nopeuksemme olisi noin 29 000 kilometriä tunnissa, ja keskipitkän läpi lentämisen jälkeen matkustamme vielä 21 minuuttia toiselle puolelle.

Mutta painovoiman ollessa hidastaa kehomme, jos toisella puolella ei ole ketään, joka pitäisi meitä sisään, alamme yksinkertaisesti pudota samalla polulla, jolta tulimme jälleen maan keskelle. Ja me toistamme tämän polun alkuperäisestä lähtöpisteestä toiselle puolelle ja takaisin äärettömästi, värähtelevällä liikkeellä, joka tunnetaan nimellä Simple Harmonic Motion.

Älä hyppää! Älä hyppää!

Esitettyään tämän hypoteettisen skenaarion Nicholas kutsuu meitä palaamaan todellisuuteen ja pohtimaan joitain tärkeitä kysymyksiä. Ensinnäkin, jotta voimme tunneloida planeettamme läpi, on löydettävä tapa voittaa uskomaton paine, jonka 6, 6 sekstillonia kiviä painaa kohti Maapallon keskustaa - mikä vastaa 3 miljoonaa kertaa planeetan paine. merenpinta.

Oletetaan, että pystyimme tekemään tunnelin, jonka halkaisija oli noin 7, 6 metriä. Tämän tekemiseksi meidän on poistettava lähes 580 miljoonaa kuutiometriä kiviä ja päätettävä, mitä tehdä kaikelle tälle materiaalille. Lisäksi, kuten Nicholas oli jo selittänyt artikkelin alussa, maan sisustus on erittäin kuuma, ja tämä johtuu monista tekijöistä, kuten sisäinen kitka, painovoimapakkaus jne.

Meidän on vielä harkittava maankuoressa esiintyviä massavaihteluita, jotka johtuvat vuoristojen ja valtameren kaivojen läsnäolosta, sekä maapallon sisäkerrosten eri tiheyksiä, jotka tiivistyvät, kun saavutamme planeetan ytimen. Kaikki tämä vaikuttaisi kiihtyvyyteen matkan varrella, aiheuttaen nopeuden värähtelyn - eikä hypoteettisessa skenaariossa kuvatulla tavalla.

Poft

Lisäksi mikäli reikä kaivataan päiväntasaajan linjaa pitkin Coriolisin näennäisvoiman (ks. GIF yllä) ja maan pyörimisliikkeestä johtuvan kulmavirran takia, kun putoamme reiän läpi planeetan keskustaan osuisimme - suurella nopeudella - yhtä tunnelin seiniä vastaan, ennen kuin pääsimme liian pitkälle.

Reiän kaivaminen pylväästä toiseen ei myöskään auta paljon, koska tällöin kuun ja aurinkovoima - kyllä, ne vaikuttavat myös painovoimaan Maassa - osuisivat lopulta myös tunnelin toiselle puolelle. Uteliaisuuden vuoksi planeetan kaikkien aikojen syvin poraus on Kuolan Venäjä, joka oli 12 262 metriä.

***

Joten, rakas lukija, kuten olette nähneet, jos haluat päästä maan toiselle puolelle, parasta on pysyä edessään useita, useita tunteja koneessa! Mutta kuvitella, millainen olisi matkustaa tällä tavalla, on edelleen erittäin mielenkiintoista, etkö usko?