当我们走在路上,脑海里是否闪过“挖穿地球”的想法?别说苏联就曾干过这样的事!
早在冷战时期,苏联与美国在各个领域展开激烈竞争,在航天领域美国率先实现人类登月后,苏联很是不服气,决定在地质勘探领域开展一项更为大胆的计划来对抗美国,由此催生了“科拉超深钻孔”计划。
前期钻探工作进展较为顺利,使用 ural mash-4e 系列钻机,到 1979 年,钻探深度达到 7263 米,创造了当时欧洲最深的钻孔记录。
经过多年努力,科拉钻孔的深度最终达到 12263 米(地壳层),成为当时世界上最深的钻井,但由于资金不足、技术难题,加上后期解体的原因,最终还是没能实现。
如果我们抛开资金不谈,且攻克技术难题后,成功挖穿地球从洞口跳下,究竟会发生什么?
如果成功抵达另一端,是否能实现穿越?
挖穿地球后从洞口跳下会发生什么
可以肯定的是,成功挖穿地球后从洞口跳下,我们将陷入很长时间的黑暗,并且处于一种伸手不见五指的状态。
黑暗会剥夺人的视觉感官,使人处于一种未知的状态,在这种情况下,人的想象力很容易变得活跃,会联想到各种可怕的事物,如妖魔鬼怪,或什么危险的动物,这种对未知的恐惧会引发内心的不安,会使人处于高度紧张的状态。
对于一般的人来说,这样带来的恐惧将会是无穷的,所以没有人敢跳下去。
但既然能假设“挖穿地球”,那我们不妨再假设一个“探险家小明”,他就丝毫不畏惧黑暗带来的孤独。
当小明毅然从洞口纵身跳下之后,在强大的地球引力的作用之下,他便会不由自主地开始朝着地球内部加速下落,根据牛顿第二定律,正常情况下,其下落的加速度大概在 9.8m/s²。
由于身处黑暗之中,小明的其他感官此时会试图弥补,听觉和触觉会变得更加敏锐,同时也会更加关注周围的声音和身体的触感。
可在地球的内部,并没有人类可供呼吸的空气,正常情况下,地球大气主要集中在距离地表约 1000 千米(地壳层)的范围内,从地球表面到达一定深度后,随着氧气逐渐稀少,人类会面临窒息的危险。
而这,或许也是苏联“科拉超深钻孔”计划被终止的原因之一,因为氧气的缺失,他们最终放弃的挖掘,当然探险家小明也不例外。
一般情况下,人在完全无氧的环境中,意识能维持的时间非常短,在正常大气压下,当空气中的氧含量降低到 6% 左右时,人就会出现呼吸急促、判断力下降等症状;当氧含量低于 10% 时,人可能在几分钟内就会失去意识。
很快,小明在降落的过程中便发生了窒息现象。
好在经过“假如”的救治下,小明重生了,可以重新从洞口跳下,继续完成实验,不过考虑氧气的稀薄问题,这次他带上了特质氧气瓶,选择从北极跳了下去。
同样,其下落的加速度大概在 9.8m/s²,但随着引力的减小,小明的加速度开始不断变小,不过这并不代表小明不会继续下坠。
很快,小明从地壳成功坠到了地幔层。
地幔层的温度非常高,而且这里还有岩浆的存在,所以温度大约在 1000 - 1300℃,如此高的温度远远超出了人体所能承受的范围。
在这样的高温环境中,小明的身体迅速被灼伤,体内的水分会瞬间蒸发,细胞和组织也会因为高温而遭到破坏,最终成为一具尸骨。
不过地幔层好像没有打算就此“放过”小明,随着深度的增加,这里的压力开始增大,从地壳进入地幔,压力可以从地表的 1 个大气压迅速增加到数千个大气压。
在这样巨大的压力下,人体就像被放在一个巨大的液压机下,体内的器官会因为无法承受压力而破裂,骨骼会被彻底压碎。
人的骨灰主要成分是磷酸钙,它的熔点相对较高,大约在 1670℃左右,这意味着在温度低于 1670℃时,骨灰中的磷酸钙成分理论上可以保持固态,所以最终在地幔层,小明留下了特质的氧气瓶和一堆自己的骨灰。
好在经过“假如”的救治下,小明又重生了,可以重新从洞口跳下,继续完成实验,这次他带上了特质氧气瓶、抗压服、防热服,再次从北极跳了下去。
有了前两次的经验,小明这次有惊无险的穿过了地壳、地幔,到达了地核。
地核的外核是液态的金属,其流动性很强,如果穿越者进入外核,就像掉进了一个巨大的、滚烫的金属液体漩涡。
这种流动性的金属热量很高,还会产生强大的阻力,使人或设备难以保持稳定的位置和姿态,很容易被金属液体的流动裹挟,并且在流动过程中可能会与周围的坚硬物质发生碰撞。
而且这里的压力可达约 360 万大气压,相当于在每平方厘米的面积上承受约 360 万千克物体的重量,在如此巨大的压力下,物质会被极度压缩。不过好在有特殊的抗压服和抗热服,小明躲过了这次危机。
当他逐渐接近地心的时候,此时引力会变得极其微小。根据理论计算可以得知,在地心这个特殊的位置时,来自各个方向的引力会彼此相互抵消。
要详细解释的话,那么这里就如同无数个力量相等,但方向完全相反的向量在此处交汇,最终导致合力为零。
从这个角度看,小明似乎实现了一种 “穿越”。
尽管如此,小明在到达地心时仍然具有一定的速度,这是由于他在之前的下落过程中积累了动能,而这种动能使得他具备了继续运动的能力。
要解释起来也很简单,这其实就好比一辆高速行驶的汽车,即使关闭了发动机,也会依靠惯性继续向前滑行一段距离,小明也是如此,他会依靠着这股惯性继续朝着地球的另一侧运动。
不过地心的温度非常高,有科学家们曾估计,这里的温度大约在 4000℃ - 6800℃之间。
而且这里存在大量的放射性元素,如铀 - 238、钍 - 232 和钾 - 40 等,其中铀 - 238 衰变会产生 α 粒子和 γ 射线,同时释放大量热量,就像一个持续供热的小火炉,不断为地球内部提供能量,使得地球内部保持高温。
如果小明没有穿抗热服,恐怕在这里连他的骨灰都不一定待得下去。
不过在地核区域,这里的磁场是极强的。
外核中液态金属的流动产生电流,进而产生磁场,在穿越地核的过程中,强大的磁场会对人体和电子设备造成严重干扰。
对于人体来说,磁场可能会影响神经系统的正常运作,导致头晕、恶心,甚至失去方向感,长时间暴露在 α、β、γ 射线中,会使细胞的 DNA 遭到破坏,引发基因突变、癌症等严重疾病,还会对人体的免疫系统、造血系统等造成损害。
这时小明要想穿过地球,那简直就是天方夜谭!
因为受到磁场的干扰,小明再次死亡,好在经过“假如”的救治下,他再一次重生了,可以重新从洞口跳下,继续完成实验。
不过这次小明除了带上了特质氧气瓶、抗压服、防热服以外,还带了特质防磁服,再次从北极跳了下去,最终成功穿过了地壳、地幔和地核,并成功抵达了地球的另外一端。
显然,人类挖穿地球,从洞口跳下,以及所发生的一切自始至终都是“假设”帮的忙,未来要想实现也根本不可能。
因为现实是地球自始至终都在发生自转,整个洞也在跟着地球自转,小明在下落的过程中,他会逐渐感受到洞壁向他靠近,然后不可避免的撞到洞壁上。
在完全弹性碰撞这种理想化的状况下,小明将会以极大的力量被迅猛地弹向另一侧洞壁,紧接着,他又会再次被弹回来,如此反复,形成一个乒乒乓乓、令人眼花缭乱的来回碰撞过程。
在这个看似永无止境的来回弹射过程中,理论上似乎可以一直持续下去,然而我们必须考虑到实际情况,小明毕竟是一个活生生的人,而非毫无弹性变形的理想球体,他注定无法承受这样极端的物理冲击。
抵达后是否能“实现穿越”?
如果在一系列“假设”下,小明成功抵达了地球的另外一端,那是否意味着他实现了“穿越”?
在实现之前,我们先要明确 “穿越” 这个概念。
如果是指从地球一端到达另一端,从空间位置角度来说,在忽略所有实际阻碍因素的情况下,从地球一端通过通道到达另一端,在空间上可以认为是一种穿越,就像通过一个超长的管道从一个地方到达另一个遥远的地方。
然而如果是涉及到像科幻作品中那种跨越时间的时空穿越,单纯从挖穿地球并穿越这个过程本身是无法实现的。
这种穿越仅仅是在地球内部的空间移动,并没有涉及到相对论所描述那样接近光速的“高速运动”,或者靠近黑洞等能够引起时间膨胀的情况,所以时间依旧是正常流逝的,小明也并没有实现真正时间维度的穿越。
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