Mis juhtuks, kui me hüppaksime auku üle maa?

Kujutage ette, et soovite jõuda teisele poole maakera - mis olenevalt sellest, kus te elate, asuks kuskil Aasias - ja otsustate sinna augu kaevata. Mis arvate, mis juhtuks, kui te sellesse hüppaksite?

Nicholas Gerbise sõnul, kuidas asjad toimivad, on selle uudishimuliku küsimuse lahendamiseks kaks võimalust: üks kaalub, mis juhtuks meiega tegelikult, kui me otsustaksime hüpata auku, mis jõudis planeedi teisele poole, ja teine, jättes tähelepanuta kogu loogika ja kujutledes, et selline reis on võimalik.

Tee

Kuidas oleks enne kui peatuda, siis mõned üksikasjad selle kohta, mida me tee pealt leiame? Nicholase sõnul on mandri maakoore paksus vahemikus 35–70 kilomeetrit - või umbes 5–10 kilomeetrit, kui arvestada, et auk tehti kuskil mere põhjas. Pärast koorikut peaksime läbima peaaegu kolm tuhat kilomeetrit vahevööt, kuni jõuame Maa tuuma kõige kaugema kihini.

See välimine kiht on omakorda tohutu ja umbes planeedi Marsi suurune! See on põhimõtteliselt malmist ja selle temperatuur on umbes 5, 5 tuhat kraadi. Järgmine samm oleks ületada südamiku sisemine kiht, mis Nicholase sõnul on meie kuu suurus. Noh, siiani oleme jõudnud alles poole peal!

Hüppa! Hüppa!

Saite juba aru, et reis ei ole kerge, eks? Ütleme siiski, et Maa on külm, ühtlane ja püsiv tammetõru kivim ning ristumise ajal ei ilmneks õhutakistust - tee ääres pole kadunud ega võõraid tsivilisatsioone. Nagu teate, hoiab gravitatsioon meid pinnale liimituna kiirendusega ruut 9, 8 meetrit sekundis.

See tähendab, et iga sekundi langusega kiirendaksime planeedi keskpunkti suunas 9, 8 m / s. Selgub, et gravitatsioon on massi funktsioon ja mass on omakorda mateeria omadus. Kogu maa mass asub pinna all ja teisele poole rännates ümbritseb meid üha suurem osa sellest massist, avaldades oma kehale oma gravitatsiooni.

Kiirendada ja aeglustada

Nicholase sõnul toimivad need meie ümber olevad jõud ka üksteise suhtes ja tühistavad üksteise välja ning massisuhte suurenemine meie kohal avaldab proportsionaalse kontrapunkti massiga, mis väheneb üha madalamale, põhjustades meie kiirenduse aeglustumist põhja jõudes. maa kese.

Planeedi keskpunkti jõudes oleks gravitatsiooni tõttu meie kiirendus null, kuna kogu planeedi mass asuks meie ümber ja meist kõrgemal, tühistades gravitatsiooni ja muutes meid kaaluta. Kuid ärge arvake, et maakera keskele jõudes aeglustub meie keha ja siis rändame teisele poole!

Tegelikult kukuksime augu suust keskpaigani maa keskpunkti aina suureneva kiirusega kuni 24 000 kilomeetrit tunnis. Pärast 21-minutist hüppamist oleks meie kiirus umbes 29 000 kilomeetrit tunnis ja pärast keskuse kaudu lendamist sõidaksime veel 21 minutit teisele poole.

Kuid raskusjõu mõjul oma keha aeglustades, kui pole kedagi teisel pool meid kinni hoida, hakkaksime lihtsalt kukkuma samal rajal, kust jõudsime jälle maa keskpunkti. Ja me kordaksime seda rada algsest lähtepunktist teise poole ja lõpmata lõpuni, ostsilleeriva liigutusega, mida tuntakse lihtsa harmoonilise liikumisena.

Ära hüppa! Ära hüppa!

Pärast selle hüpoteetilise stsenaariumi tutvustamist kutsub Nicholas meid tagasi reaalsusesse tagasi pöörduma ja kaaluma mõnda olulist küsimust. Esiteks peaks meie planeedi läbimiseks tunnelit leidma, kuidas ületada uskumatu rõhk, mida avaldab Maa keskpunkti poole kaaluv 6, 6 sekstillonit kivimit - see võrdub 3 miljoni kordse rõhuga planeedil. merepinnast.

Ütleme nii, et suutsime teha umbes 7, 6 meetrise läbimõõduga tunneli. Selleks peaksime eemaldama peaaegu 580 miljonit kuupmeetrit kivimit ja otsustama, mida selle kogu materjaliga teha. Veelgi enam, nagu Nicholas oli artikli alguses juba selgitanud, on maa sisemus äärmiselt kuum ja selle põhjuseks on mitmed tegurid, näiteks sisemine hõõrdumine, gravitatsiooniline kokkusurumine jne.

Peame veel arvestama maapõues esinevate massimuutustega, mis tulenevad mägede ja ookeaniliste šahtide olemasolust, aga ka Maa sisekihtide erinevatest tihedustest, mis muutuvad tihedamaks, kui jõuame planeedi tuuma. Kõik see mõjutab meie kiirendust kogu teekonna vältel, põhjustades meie kiiruse võnkumist - ja mitte nii, nagu hüpoteetilises stsenaariumis on kirjeldatud.

Poft

Veelgi enam, kui auk kaevatakse piki ekvaatori joont Coriolise pseudo-jõu (vt GIF ülal) ja Maa pöörlemisliikumisest tuleneva nurkkiiruse tõttu, kui kukub läbi augu planeedi keskmesse tabasime - suure kiirusega - ühe tunneli seina vastu, enne kui liiga kaugele jõudsime.

Auku kaevamine ühelt pooluselt teisele ei aita ka palju, sest sel juhul löövad kuu- ja päikesejõud - jah, ka Maa peal - nad löövad lõpuks ka tunneli ühele küljele. Uudishimu huvides on planeedi sügavaim puurimine Venemaal Koolas, mis ulatus 12 262 meetrini.

***

Niisiis, kallis lugeja, nagu olete juba näinud, kui soovite pääseda teisele poole maakera, on kõige parem hoida lennukis palju-palju tunde! Kuid ette kujutada, mis tunne oleks seda teed reisida, on ikka väga huvitav, kas sa ei arva?