趙天
在世界各地偶爾會出現(xiàn)一類叫作“無底洞”的景點,它們看似深不見底,其實這樣的洞穴往往向下幾十米就觸底了就算確實有很深的洞穴存在,也沒有一個算得上真正意義的“無底”。
我們不妨設(shè)想一下,人類可以自己動手挖一條真正的無底洞嗎?它會是什么樣的呢?
我們都知道,地球是一個球體,大部分的地球生命包括人類都是生活在地球表面,而表面的面積相當于整個地球的表面,對于地球來說是微不足道的,地球地下有很多奧秘,所以有很多人對地球的內(nèi)部非常的好奇,我們現(xiàn)在只能夠通過一些地震波的手段來觀測地球內(nèi)部的環(huán)境,觀測的數(shù)據(jù)是不是正確的我們就不知道了。
當然有很多科學家也是想對地球深處的奧秘進行探索的,早在1970年的時候,蘇聯(lián)的科學家就對地球進行了探測,他把地球鉆到了12262米的深處,一直鉆了20年,后來不知道什么原因就停止了。對于這項實驗為何停止有很多種說法,但主要的原因應該是無法繼續(xù)下去了,從這個計劃前12000米用了10年時間,后262米也用了10年時間就可以看出,越往深鉆,難度越高??赡芎芏嗳擞X得12262米已經(jīng)非常深了,但是對于半徑是6371千米的地球來說,這點深度都沒有破皮!
如果挖穿地球會怎么樣?
在如今人力和物力更充足的條件下,人類能手工挖掘一條無底洞穴嗎?這個想法顯然還是太天真了。
要知道,在地殼之下,越靠近地球中心,溫度和壓力會變得越來越高。地球的內(nèi)核具有高放射性,溫度超過了2200℃,這樣的溫度幾乎可以融化、煮沸或升華世界上已知的任何材料。
如果一定要找出某種特殊材料,足以建造一條能直穿地心而不怕被溶解的圓柱形軸管,那么石墨烯可能會是一個很好的候選者。石墨烯是一種特殊形式的碳結(jié)合體,它比鉆石更堅不可摧,能以碳納米管的形式產(chǎn)生,而碳納米管本身的內(nèi)部是空心的。這就意味著,石墨烯納米管不但可以用來構(gòu)建無底洞的墻壁,還可以注入超冷液體(如液氦),在墻壁內(nèi)部循環(huán),實現(xiàn)冷卻,防止地心溫度熔化墻壁。
有了石墨烯納米管構(gòu)建的穩(wěn)定無底洞隧道,那么跳入其中,迎接你的將是一段超過12000千米的超遠旅行。只不過,就算你膽大包天,若你像跳傘一樣往洞中縱身一躍的話,無論是否備有降落傘,你都不會在這段旅途中走太遠。
在地球地表附近,當行星轉(zhuǎn)動時,大氣跟隨人和地面的所有物體以每小時1000千米的速度一起移動,并根據(jù)所在緯度而變化。但隨著遠離地面并深入地球內(nèi)部,你會發(fā)現(xiàn)地面的移動速度實在太快。整個地球以相同的角速度旋轉(zhuǎn),但就像一個圓形轉(zhuǎn)盤,內(nèi)部部件的線速度低于外部部件。這意味著,從地表掉進無底洞,將不可避免地撞到圓柱形無底洞管道的墻壁上。
但我們只需找對挖洞的那個點,就可以避免以上意外的發(fā)生——從北極極點開挖,直接沿著地球的旋轉(zhuǎn)軸來建立無底洞管道,而洞另一邊的那個出口,無疑便是南極極點。
這樣一來,地球表面和內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)速度差將消失,一條完美的直線通道,將貫穿整個地球!
跳進無底洞會發(fā)生什么?
面對這個真正的無底洞,縱身一躍!隨之而來的是不斷加快的掉落速度,大約7秒鐘后,速度將達到每小時兩三百千米。隨后,引力將變得越來越弱,因為地球的大部分質(zhì)量都跑到了你的頭上,而不是在你的下方。同時,由于填充軸的空氣密度變得越來越大,在空氣阻力的作用下,你的下降速度會大大降低。
由于空氣阻力,你將需要大約20至24小時的墜落,才能渡過6400千米的漫長旅程,到達地球中心,此時你的跌落速度將降至每小時48千米。再過幾分鐘,你會發(fā)現(xiàn)自己停止了跌落,原來,你被重力困在了地球中心。
難道就這樣放棄了嗎?科學家可不愿意面對這個現(xiàn)實,他們將進行再一次的修改,來解決這一物理難題。
根據(jù)理論推測,只需把無底洞里的空氣100%排出,使這一沿著旋轉(zhuǎn)軸對穿地球的無底洞管道內(nèi)部變?yōu)檎婵眨敲磯嬋肫渲械娜藢⒉粫艿娇諝庾枇Φ挠绊?,最終限制其速度的因素只由萬有引力所定義。
這樣一來,跳入真空無底洞后我們將不斷加速度下墜,到達地球中心時最大速度將超過11000米每秒,也就是約40000千米每小時!在如此驚人的速度下,我們從地表下墜通過真空管道抵達地心,只需約22分鐘,此外由于沒有了空氣阻力,我們也不會面臨能量的損失。
隨后,我們將逐漸遠離地心,穿過地球的各層內(nèi)部結(jié)構(gòu),往地球另一邊的地表移動。此時,移動速度也會不斷降低,直到從南極極點的洞口穿出地殼。之后,我們將立即踏上回程的路。從一開始的“北極極點之越”,到重新回到北極極點,這一往返旅程的時間大概是一個半小時。
在條件最理想的前提下,從北極點跳入沿地球旋轉(zhuǎn)軸而建的管道穿越地心抵達南極點,又立即返回到北極點,所需時間為90分鐘左右,大致與國際空間站繞地球軌道運行一圈的時間相同。
由此可見,想要挖穿地球,并從內(nèi)部橫穿地球,真是不容易呢,至少以目前的科技水平是無法實現(xiàn)的,但好在我們還有理想。(資料來源:《奧秘》)