จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเรากระโดดลงไปในหลุมทั่วโลก?

ลองนึกภาพว่าคุณต้องการที่จะไปถึงอีกด้านหนึ่งของโลก - ซึ่งขึ้นอยู่กับว่าคุณอาศัยอยู่ที่ไหนจะอยู่ที่ไหนสักแห่งในเอเชีย - และตัดสินใจที่จะขุดหลุมที่นั่น คุณคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณกระโดดเข้าไป?

ตามวิธีการทำงานของ Nicholas Gerbis มีสองวิธีในการตอบคำถามที่อยากรู้อยากเห็น: เราพิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับเราถ้าเราตัดสินใจที่จะกระโดดลงไปในหลุมที่ไปถึงอีกด้านหนึ่งของโลกและอื่น ๆ โดยไม่คำนึงถึงตรรกะและ จินตนาการว่าการเดินทางประเภทนี้เป็นไปได้

วิธีการ

ก่อนที่คุณจะมุ่งหน้ารายละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่เราจะได้พบระหว่างทาง ตามที่นิโคลัสบอกว่าเปลือกทวีปนั้นมีความหนาตั้งแต่ 35 ถึง 70 กิโลเมตรหรือประมาณ 5 ถึง 10 กิโลเมตรถ้าเราพิจารณาว่าหลุมนั้นถูกสร้างขึ้นที่ไหนสักแห่งที่ก้นทะเล หลังจากเปลือกโลกเราต้องข้ามหิ้งเกือบสามพันกิโลเมตรจนกว่าเราจะไปถึงชั้นนอกสุดของแกนโลก

ชั้นนอกสุดนี้กลับมีขนาดใหญ่และมีขนาดเท่าดาวเคราะห์ดาวอังคาร! มันคือ - ทำจากเหล็กหล่อและมีอุณหภูมิประมาณ 5.5, 000 องศาเซลเซียส ขั้นต่อไปก็คือการข้ามชั้นในสุดของแกนกลางซึ่งตามที่นิโคลัสบอกว่าเป็นขนาดของดวงจันทร์ของเราตอนนี้เรามาถึงครึ่งทางแล้ว!

Pula! Pula!

คุณรู้แล้วว่าการเดินทางจะไม่ง่ายใช่มั้ย อย่างไรก็ตามสมมติว่าโลกนั้นเย็นชาสม่ำเสมอและเฉื่อยหินจากต้นโอ๊กและเราจะไม่พบความต้านทานต่ออากาศในระหว่างการข้าม - ไม่มีอารยธรรมที่สูญหายหรืออารยธรรมต่างดาวตลอดทาง ดังที่คุณทราบแรงโน้มถ่วงทำให้เรา "ติดกาว" กับพื้นผิวด้วยความเร่ง 9.8 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง

ซึ่งหมายความว่าในทุกวินาทีของการตกเราจะเร่งความเร็ว 9.8 เมตร / วินาทีสู่ใจกลางโลก ปรากฎว่าแรงโน้มถ่วงเป็นหน้าที่ของมวลและในทางกลับกันก็เป็นสมบัติของสสาร มวลทั้งหมดของโลกอยู่ใต้พื้นผิวและในขณะที่เราเดินทางไปยังอีกด้านหนึ่งมวลนี้มากขึ้นเรื่อย ๆ รอบตัวเราพยายามออกแรงโน้มถ่วงของมันบนร่างกายของเรา

เร่งความเร็วและช้าลง

อ้างอิงจากนิโคลัสกองกำลังเหล่านี้รอบตัวเรายังกระทำต่อกันและยกเลิกกันและกันและการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนมวลที่เรามีผลต่อสัดส่วนที่มีต่อมวลสารที่ลดลงต่ำลงทำให้การเร่งของเราช้าลงเมื่อเราไปถึงจุดต่ำสุด ศูนย์กลางของโลก

มาถึงที่ใจกลางของโลกเนื่องจากแรงโน้มถ่วงการเร่งความเร็วของเราจะเป็นศูนย์เนื่องจากมวลทั้งหมดของดาวเคราะห์จะอยู่รอบตัวเราและเหนือเรายกเลิกแรงโน้มถ่วงและทำให้เราไม่มีน้ำหนัก อย่างไรก็ตามอย่าคิดว่าเมื่อมาถึงกลางโลกร่างกายของเราจะชะลอตัวลงแล้วเราจะเดินทางไปอีกด้านหนึ่ง!

ในความเป็นจริงจากปากของหลุมไปจนถึงกึ่งกลางของโลกเราจะล้มลงด้วยความเร็วที่เพิ่มมากขึ้นถึง 24, 000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หลังจากการกระโดด 21 นาทีความเร็วของเราจะอยู่ที่ประมาณ 29, 000 กิโลเมตรต่อชั่วโมงและหลังจากบินผ่านศูนย์กลางเราจะเดินทางต่ออีก 21 นาทีไปยังอีกฝั่งหนึ่ง

แต่ด้วยแรงโน้มถ่วงทำให้ร่างกายของเราช้าลงหากไม่มีอีกด้านหนึ่งที่จะจับเราไว้เราก็จะเริ่มตกลงไปในเส้นทางเดียวกับที่เรามาถึงศูนย์กลางของโลกอีกครั้ง และเราจะทำซ้ำเส้นทางนี้จากจุดเริ่มต้นดั้งเดิมไปยังอีกด้านหนึ่งและด้านหลังอย่างไม่มีที่สิ้นสุดในรูปแบบการแกว่งที่รู้จักกันในชื่อ Simple Harmonic Motion

อย่ากระโดด! อย่ากระโดด!

หลังจากนำเสนอสถานการณ์สมมุตินี้นิโคลัสเชิญเราให้กลับมาสู่ความเป็นจริงและพิจารณาประเด็นสำคัญบางอย่าง อย่างแรกคือการขุดอุโมงค์ผ่านโลกของเราเราจะต้องหาหนทางที่จะเอาชนะแรงกดดันอย่างไม่น่าเชื่อที่กระทำโดยก้อนหินขนาด 6.6 sextillons ที่พุ่ง เข้าหาศูนย์กลางของโลก - เท่ากับแรงดัน 3 ล้านเท่าของดาวเคราะห์ ระดับน้ำทะเล

สมมติว่าเราสามารถสร้างอุโมงค์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 7.6 เมตร ในการทำเช่นนี้เราจะต้องกำจัดหินเกือบ 580 ล้านลูกบาศก์เมตรและตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรกับวัสดุทั้งหมดนี้ ยิ่งกว่านั้นขณะที่นิโคลัสได้อธิบายไว้ในตอนต้นของบทความแล้วการตกแต่งภายในของโลกนั้นร้อนแรงอย่างยิ่งและนี่เป็นเพราะปัจจัยหลายอย่างเช่นแรงเสียดทานภายในการบีบอัดแรงโน้มถ่วงและอื่น ๆ

เรายังไม่ได้พิจารณาการแปรผันของมวลที่มีอยู่ในเปลือกโลกซึ่งมาจากการปรากฏตัวของภูเขาและหลุมมหาสมุทรรวมถึงความหนาแน่นที่แตกต่างกันของชั้นในของโลกซึ่งกลายเป็นหนาแน่นขึ้นเมื่อเราไปถึงใจกลางของดาวเคราะห์ ทั้งหมดนี้จะส่งผลต่อการเร่งความเร็วของเราตลอดการเดินทางทำให้ความเร็วของเราสั่น - และไม่เป็นไปตามที่อธิบายไว้ในสถานการณ์สมมุติ

Poft

ยิ่งไปกว่านั้นถ้าหลุมถูกขุดตามแนวเส้นศูนย์สูตรเนื่องจากแรงหลอกของโคลิโอลิส (ดู GIF ด้านบน) และโมเมนตัมเชิงมุมที่เกิดจากการหมุนรอบตัวของโลกเมื่อเราตกลงไปในหลุมจนถึงใจกลางโลก เราจะยิงด้วยความเร็วสูงเทียบกับกำแพงอุโมงค์ก่อนที่เราจะไปไกลเกินไป

การขุดหลุมจากเสาหนึ่งไปยังอีกเสาหนึ่งก็ไม่ได้ช่วยอะไรมากนักเพราะในกรณีนี้แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ - ใช่พวกมันยังออกแรงโน้มถ่วงบนโลกด้วย - ในที่สุดก็จะชนกับอุโมงค์ด้านหนึ่งเช่นกัน ในฐานะที่เป็นเรื่องของความอยากรู้อยากเห็นการเจาะลึกที่สุดในโลกคือของ Kola รัสเซียซึ่งมีความสูงถึง 12, 262 เมตร

***

ดังนั้นผู้อ่านที่รักอย่างที่คุณเคยเห็นถ้าคุณต้องการที่จะเดินทางไปยังอีกด้านหนึ่งของโลกสิ่งที่ดีที่สุดคือการเผชิญหน้ากับหลายต่อหลายชั่วโมงบนเครื่องบิน! แต่ลองจินตนาการดูว่าการเดินทางแบบนี้ยังน่าสนใจยังไงคุณคิดว่าไง