>如果把地球挖成一条直线,人跳下去会不会摔死?还是会掉下去?

在《哥斯拉大战金刚》系列影片中,这部影片讲述了一个充满趣味的生物以及奇异重力效应的地球内部。

尽管根据目前对星球重力的研究,已经可以推测出地球不会有真正的地下空间,但这并不是一部科幻片中的虚构,而是一位伟大的科学家,曾经对这个星球进行了无数的猜测。

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小说家们自然很乐意将南极和北极当作通往地底的通道,就如同影片中的怪物中的一位,金刚石就是从南极的一个出口,来到了这个地底。

这就是一个很有意思的问题,假如真有一条连接着地球南北极的地道,而一个人却从南极跌落下来,会发生什么样的事情?

如果是在最好的情况下呢?

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不管我们处于哪个位置,我们都会被一个方向的力量所吸引,那就是地心的力量,也就是地心的力量。

随着你离地核越近,这种作用力就会逐渐减弱,因为只有离你比较近的地核,你的重力会作用在你身上。

而且,我们也听说过,地球上的加速度是9.8米/s^2,而关于地球的引力,则是以9.8米/s/s的速率来计算的。

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但实际上,它并不是一个固定的数值,它会随着地球的重力和地球的离心力而变化。

因此,距离地球的中心位置愈近(离心力愈强),引力加速愈低,愈接近极点愈愈大;与此类似,离地球中心的距离也更远(引力较弱),而离地球较近时,其加速度也较低。

理解这两方面的知识,我们不但能解上述问题,而且能解人坠落时的速度与时机之间的联系。

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从一个地球的极点开始下降,加速度会呈直线下降,在接近地核的瞬间就会变成0,而地核则是没有重量的,因为所有的力量都是相同的。

但是,这并不代表你在地球的中心就没有了,在地球的中心,你会得到更大的加速。

这样你就可以利用它的速率离开地球的中心,但是当引力开始变慢并逐步增大的时候,你的速度就会变得更慢。

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在这种情况下,没有任何附加的阻力,并且在地球上的引力是一致的,这是建立在地球的密度是均等的基础上。

一个人从一个极限开始,开始的时候是0,然后他就会从另一个极端出来,以0的速率。

按照地球6371千米的距离,他花了四十二分钟才抵达了地核,以每秒8km的速率抵达了地核。

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整个过程大约用了85分钟左右,而恰好是以地球最快的速度公转一周的时间。

如果是在不完美的情况下呢?

假设我们计算了一下空气的阻力,在恒定重力和气压下,一个人最终的移动速度大约在56米/秒左右,换句话说,重力所带来的加速度将会更快,而重力所带来的压力将会更大,而在与重力相等的情况下,将会到达最终的速度。

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不过,进入地球核心的模式要稍微麻烦一点,因为引力在改变。

因此,假如空气的阻力是不变的,那么落入地球核心的人,首先会将自己的速度提升到极限,再慢慢降低自己的速度。

按照下落的瞬间流速计算,一个人进入到地球的核心,大约需要6秒钟的时间。

由于地球的直径是很大的,那么当人类抵达地核的时候,它的飞行速度就会降低至0,并在此彻底失去重力,而整个过程将持续一至两日。

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实际上,在不完美的情况下,引力并没有呈直线下降,反而是反过来的,首先是上升,接着下降。

这是由于越是深入到地底,气压就会越高,也就是说,每一层的密度都会有很大的差别,所以在不同的直径范围内,所产生的引力也会有很大的差别。

不过,因为地壳的移动,地球的物质成分也有很大的差异,因此,进入地核的引力并没有得到准确的估计。

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在美国宇航局进行的一次关于地球引力的测试(GRACE)中,发现了一个地区的引力差异(如下所示),其中红色代表高于平均水平,而蓝色代表小于平均水平。

后来,几名地质学家联手,建立了一种名为PREM的初级基准模式(PREM),它显示了地球的平均性质和星球的直径之间的关系。

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从这幅画中可以看到,不管是PREM上的蓝色线条,或者是淡绿色的纹路,随着距离地球越来越近,引力也会越来越大。

根据更贴近于真实世界的PREM模式,在没有大气层的条件下,一个人从一个极端进入到另一个极端,或者是无法离开,这是由于引力不是完全相同的。

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末尾

地球不可能被挖掘,目前最大的挖掘是前苏联科拉超级钻井。

整个工程只进行了12262公尺就结束了,因为越是深入,地底的气温就会变得越来越高,以至于不能施工。

该工程原先预计该地区的气温约为100摄氏度(12262公尺),但实际上却高达180摄氏度。

而这种高温高压之下,内部的石头已经变成了一种塑胶,一旦用钻机把它抽出来,这些空隙立刻就会被填平,再也不可能进行下去。

12262公尺和地球的直径相比,简直就是一个被刺穿了的苹果。