趙天
在世界各地偶爾會出現一類叫作“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?
在人力和物力充足的條件下,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熔解的圓柱形軸管,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合體,它比鉆石更堅不可摧,能以碳納米管的形式產生,而碳納米管本身的內部是空心的。這就意味著,石墨烯納米管不但可以用來構建無底洞的墻壁,還可以注入超冷液體(如液氦),在墻壁內部循環(huán),實現冷卻,防止地心溫度熔化墻壁。
有了石墨烯納米管構建的穩(wěn)定無底洞隧道,那么跳入其中,迎接你的將是一段超過12000公里的超遠旅行。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,當行星轉動時,大氣跟隨人和地面的所有物體以每小時1000公里的速度一起移動,并根據所在緯度而變化。但隨著遠離地面并深入地球內部,你會發(fā)現地面的移動速度實在太快。整個地球以相同的角速度旋轉,但就像一個圓形轉盤,內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,地球表面和內部的旋轉速度差將徹底消失,一條完美的直線通道,將貫穿整個地球!
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140~210英里。隨后,引力將變得越來越弱,因為地球的大部分質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公里的漫長旅程,到達地球中心,此時你的跌落速度將降至每小時48公里,幾乎是蝸速飛行。再過幾分鐘,你會發(fā)現自己停止了跌落,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實,他們將進行再一次的修改,來解決這一物理難題。
根據理論推測,只需把無底洞里的空氣100%排出,使這一沿著旋轉軸對穿地球的無底洞管道內部變?yōu)檎婵?,那么墜入其中的人將不會受到空氣阻力的影響,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公里每小時!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,穿過地球的各層內部結構,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“北極極點之躍”,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。當然,要體驗這樣的旅程,還得記得帶上氧氣供應設備,穿上防輻射服!
由此可見,想要挖穿地球,并從內部橫穿地球,真是不容易呢,至少以目前的科技水平是無法實現的,但好在我們還有理想。
/馬未都
1981年我剛由工廠調到中國青年出版社時,出版社還在一個北京的老四合院內辦公。據說這大宅子原來是一個王爺府,看得出來歷史上的闊綽。
出版社的后院是圖書室,最大的一間房,一層房有兩層高。圖書室是我最愛去的地方,老木板地,早已踩得凹凸不平,中心部位早都沒漆了,露出木筋,被墩布每天拖得干干凈凈。這么干凈的舊地板,我后來只在日本見過,走在上面吱吱作響,韻味無窮。圖書室有多少人也是沒有聲響的,即使說話,每個人都是低聲下氣的,像犯了錯誤。年輕時候我不知原因,今天想起來,原因挺簡單,不是讀書人有修養(yǎng),而是書有不能描繪的尊嚴。