Co by się stało, gdybyśmy wskoczyli do dziury po drugiej stronie ziemi?

Wyobraź sobie, że chcesz dotrzeć na drugą stronę ziemi - która, zależnie od tego, gdzie mieszkasz, byłaby gdzieś w Azji - i zdecydować się na wykopanie tam dziury. Jak myślisz, co by się stało, gdybyś w to wskoczył?

Według Nicholasa Gerbisa o tym, jak działają rzeczy, istnieją dwa sposoby, aby odpowiedzieć na to ciekawe pytanie: jeden rozważa, co naprawdę by się z nami stało, gdybyśmy zdecydowali się wskoczyć do dziury, która dotarła na drugą stronę planety, a drugi ignorując całą logikę i wyobrażając sobie, że taka podróż jest możliwa.

Sposób

Zanim przejdziesz, może kilka szczegółów na temat tego, co znajdziemy po drodze? Według Nicholasa skorupa kontynentalna ma grubość od 35 do 70 kilometrów - lub gdzieś około 5 do 10 kilometrów, jeśli weźmiemy pod uwagę, że dziura została wykonana gdzieś na dnie morza. Po skorupie musielibyśmy przekroczyć prawie trzy tysiące kilometrów płaszcza, aż dotrzemy do najbardziej zewnętrznej warstwy jądra Ziemi.

Ta z kolei najbardziej zewnętrzna warstwa jest ogromna i ma rozmiary planety Mars! Jest - w zasadzie - wykonany z żeliwa i ma temperaturę około 5, 5 tysiąca stopni Celsjusza. Następnym krokiem byłoby przekroczenie najbardziej wewnętrznej warstwy rdzenia, która według Nicholasa jest wielkości naszego księżyca. Do tej pory dotarliśmy tylko w połowie!

Skacz! Skacz!

Już zdałeś sobie sprawę, że podróż nie będzie łatwa, prawda? Powiedzmy jednak, że Ziemia jest zimną, jednolitą, obojętną skałą żołędziową i podczas przejścia nie napotkalibyśmy żadnego oporu na powietrze - żadnych zagubionych lub obcych cywilizacji po drodze. Jak wiecie, grawitacja utrzymuje nas „przyklejonych” do powierzchni z przyspieszeniem 9, 8 metra na sekundę do kwadratu.

Oznacza to, że z każdą sekundą upadku przyspieszamy o 9, 8 m / s w kierunku środka planety. Okazuje się, że grawitacja jest funkcją masy, a z kolei masa jest właściwością materii. Cała masa ziemi leży pod powierzchnią, a gdy podróżujemy na drugą stronę, coraz więcej tej masy otacza nas, wywierając na nasze ciała własną grawitację.

Przyspiesz i zwolnij

Według Nicholasa te siły wokół nas również działają na siebie i znoszą się nawzajem, a wzrost stosunku masy nad nami wywiera proporcjonalny przeciwny do masy, która zmniejsza się niżej, powodując, że nasze przyspieszenie zwalnia, gdy schodzimy na dno. środek ziemi.

Przybywając do środka planety z powodu grawitacji, nasze przyspieszenie wyniósłoby zero, ponieważ cała masa planety byłaby wokół nas i nad nami, anulując grawitację i czyniąc nas nieważkimi. Jednak nie sądzę, że po dotarciu do środka ziemi nasze ciała zwolnią, a następnie przejdziemy na drugą stronę!

W rzeczywistości, od ujścia dziury do środka ziemi do środka ziemi spadalibyśmy z ciągle rosnącą prędkością do 24 000 kilometrów na godzinę. Po 21 minutach skakania nasza prędkość wyniesie około 29 000 kilometrów na godzinę, a po przelocie przez centrum będziemy jechać jeszcze 21 minut w drugą stronę.

Ale gdy grawitacja spowalnia nasze ciała, jeśli po drugiej stronie nie ma nikogo, kto by nas trzymał, po prostu zaczęlibyśmy spadać tą samą ścieżką, z której ponownie przybyliśmy do środka ziemi. Powtarzalibyśmy tę ścieżkę od pierwotnego punktu początkowego na drugą stronę i do tyłu w nieskończoność, ruchem oscylacyjnym znanym jako prosty ruch harmoniczny.

Nie skacz! Nie skacz!

Po przedstawieniu tego hipotetycznego scenariusza Mikołaj zaprasza nas do powrotu do rzeczywistości i rozważenia kilku ważnych kwestii. Po pierwsze, aby tunelować naszą planetę, należałoby znaleźć sposób na pokonanie niewiarygodnego nacisku wywieranego przez 6, 6 sekstylonu skały ważącego w kierunku środka Ziemi - równoważnego 3 milionom nacisków na planetę. poziom morza.

Powiedzmy, że byliśmy w stanie wykonać tunel o średnicy około 7, 6 metra. Aby to zrobić, musielibyśmy usunąć prawie 580 milionów metrów sześciennych skały i zdecydować, co zrobić z całym tym materiałem. Co więcej, jak już wyjaśnił Mikołaj na początku artykułu, wnętrze ziemi jest bardzo gorące, a wynika to z wielu czynników, takich jak tarcie wewnętrzne, ściskanie grawitacyjne i tak dalej.

Musimy jeszcze wziąć pod uwagę zmiany masy występujące w skorupie ziemskiej, wynikające z obecności gór i dołów oceanicznych, a także różne gęstości wewnętrznych warstw Ziemi, które stają się gęstsze, gdy docieramy do jądra planety. Wszystko to wpłynęłoby na nasze przyspieszenie podczas podróży, powodując, że nasza prędkość oscyluje - a nie w sposób opisany w hipotetycznym scenariuszu.

Poft

Co więcej, jeśli dziura zostanie wykopana wzdłuż linii równika, z powodu pseudo-siły Coriolisa (patrz GIF powyżej) i momentu pędu wynikającego z ruchu obrotowego Ziemi, gdy spadamy przez otwór do środka planety uderzamy - z dużymi prędkościami - o jedną ze ścian tunelu, zanim dotrzemy za daleko.

Kopanie dziury z jednego bieguna na drugi też by nie pomogło, ponieważ w tym przypadku grawitacja księżycowa i słoneczna - tak, wywierają one również grawitację na Ziemię - ostatecznie uderzyłyby również w jedną stronę tunelu. Z ciekawości najgłębsze wiercenia, jakie kiedykolwiek wykonano na tej planecie, to wiercenie w Kola w Rosji, które osiągnęło 12 262 metrów.

***

Tak więc, drogi czytelniku, jak widzieliście, jeśli chcecie dostać się na drugą stronę ziemi, najlepiej trzymać się wielu, wielu godzin w samolocie! Ale wyobrażanie sobie, jak by to było podróżować w ten sposób, jest nadal bardzo interesujące, nie sądzisz?