Пячора мамантаў адкрывае цудоўны выгляд ямы, якая ўяўляе сабой бяздонную яму, хаця, па сутнасці, яна апускаецца толькі ў дзясяткі метраў, перш чым ёсць дно. (Агульнадаступнае)

Ці маглі б мы стварыць бяздонную яму на Зямлі?

І калі б мы гэта зрабілі, што было б, калі вы ўпалі?

У вёсцы сельскай Амерыкі вы можаце знайсці ўсе віды славутасцяў, якія занадта добрыя, каб быць сапраўднымі. Адзін з найбольш распаўсюджаных прыцэлаў - гэта бяздонныя ямы, якія ў рэчаіснасці звычайна спускаюцца толькі на дзясяткі метраў, перш чым фактычна трапляюць у дно. Нягледзячы на ​​неаднаразовыя чужыя прэтэнзіі, пры дэталёвым разглядзе яны становяцца не толькі гарадскімі легендамі, ні містыфікацыямі.

Гэта праўда, што існуе мноства глыбокіх ям, але ніводная не з'яўляецца сапраўды бяздоннай. На самай справе нават самыя глыбокія ніколі не пранікалі ўсё ніжэй зямной кары. Каб атрымаць нешта больш глыбокае, нам давядзецца выкарыстаць сваю фантазію. Для сапраўды бяздоннай ямы трэба было б рабіць выгляд, што нейкім чынам цыліндрычны вал, які працягваўся ўніз, паўз зямную зямную кары, мантыю і ўнутраныя і знешнія ядры, аж да цэнтра Зямлі, а потым што працягвалася назад на другі бок, хутчэй за ўсё, у акіян, калі вы жывяце на кантыненце.

Карта Зямлі з падобнай, адлюстраванай картай антыподаў Зямлі. Калі б вы прасвідравалі адтуліну прама праз цэнтр Зямлі, гэтыя ўзаемна накладзеныя карты паказваюць вам, дзе вы зноў паўстанеце з іншага боку. (Wikimedia commons user Cmglee)

Адпаведны пункт з вашага цяперашняга месцазнаходжання, калі вы павінны прасвідраваць прама праз цэнтр Зямлі і выйсці на другі бок, вядомы як антыподальны пункт. Для гэтага патрабуецца шмат фантазіі, таму што, калі вы едзеце да цэнтра Зямлі, тэмпература і ціск пачынаюць фантастычна павышацца. Знешняе ядро ​​Зямлі становіцца вадкім і расплаўленым, а ўнутранае ядро ​​высока радыеактыўным, з тэмпературай вышэй 2200 ° C. Гэта настолькі надзвычай горача, што літаральна расплавіцца, кіпіць або сублімаваць практычна любыя вядомыя матэрыялы.

Нанаматэрыялы, такія як вугляродныя нанатрубкі і графен, не толькі цікавыя з навуковай або прамысловай пункту гледжання, яны часам могуць таксама ўтвараць прыгожыя структуры, якія пад электроннымі мікраскопамі выяўляюць пробліскі захапляльнага нанасвету. Структуры на дысплеі складаюць каля адной тысячнай долі міліметра і складаюцца з тысяч наначасціц. (Майкл Дэ Вольдэр / Кембрыдж)

Таму нам трэба стварыць тое, што стабілізуе ваш цыліндрычны вал, праходзячы прама праз цэнтр Зямлі. Графен, асаблівая форма вугляроду, злучаны разам, можа стаць выдатным кандыдатам, бо яго складаней і складаней разарваць, чым нават алмазы. Графен можа быць створаны ў выглядзе вугляродных нанатрубак, якія самі полыя знутры. Гэта можа быць створана не толькі для таго, каб выраўнаваць сценкі вашай бяздоннай ямы, але калі вы зможаце іх дастаткова астудзіць, яны змогуць стрымліваць унутраныя пласты Зямлі. Перапампоўванне і цыркуляцыя ультра-халоднай вадкасці праз нанатрубку з графенам, як вадкі гелій, проста можа зрабіць сваю справу.

Фелікс Баумгартнер быў усталяваны ў сусветным рэкордзе на дыстанцыю свабоднага падзення, якую выжыў чалавек: 36 км. Спатрэбіцца падарожжа шмат соцень разоў, каб прайсці праз Зямлю ад канца да канца. (Анон-у-лас з Дэмакратычнага метрапалітэна / Э. Зігель (мадыфікацыі))

Калі вы зможаце стварыць стабільны тунэль на ўсім працягу Зямлі, вы створыце сапраўдную бездань. Падарожжа па гэтай яме прывяло б да таго, што самы доўгі скацік у свеце выглядаў як мізэрны кідок. У той час як Фелікс Баумгартнер, магчыма, праехаў 36 кіламетраў, падарожжа па бяздоннай яме заняла б вам больш за 12 000 км, усё з аднаго боку Зямлі на другі. Толькі, калі б вы скакалі, як парашуты, з парашутам ці без яго, вы не змаглі б вельмі далёка ўзяць свой шлях.

Калі круціцца дыск, цыліндр або сфера, увесь аб'ект мае аднолькавую вуглавую хуткасць, але розныя лінейныя хуткасці (а значыць, і розныя хуткасці) на розных адлегласцях ад цэнтральнай восі кручэння. Калі вы рухаецеся ў бок цэнтра, вы павінны знізіць хуткасць, інакш вам не ўдасца захаваць тую ж вуглавую хуткасць. (Pborys / Wikimedia Commons)

Тут, каля паверхні Зямлі, атмасфера рухаецца разам з вамі і паверхняй Зямлі, калі планета круціцца, з кліпам каля 1000 кіламетраў у гадзіну, з пераменамі ў залежнасці ад вашай шыраты. Гэта не вялікая справа для большасці звычайных прыкладанняў, але, калі вы пачнеце адыходзіць ад паверхні зямной кары і глыбока ў глыб, вы выявіце, што па гарызанталі вы рухаецеся занадта хутка. Уся Зямля круціцца з аднолькавай вуглавай хуткасцю, але, як рэкорд, які круціцца на паваротным стале, унутраныя дэталі маюць меншую лінейную хуткасць, чым знешнія часткі, гэта значыць, хто-небудзь, трапляючы праз Зямлю, непазбежна сутыкнецца ў бакі.

Гэта толькі пытанне часу (і, што дзіўна, некалькі дзесяткаў кіламетраў), перш чым вы выявіце, што вы ўрэзаліся ў сцяну вашай цыліндрычнай трубы, бо Зямля ўсё яшчэ круціцца - а ўнутраная частка круціцца больш павольна, чым паверхня - пасля вы скачаце. Праўда, ёсць рашэнне, калі вы разумны.

Зямля круціцца на сваёй восі, даючы адну пераважную «лінію» праз Зямлю ад канца да канца, дзе вуглавыя і лінейныя хуткасці кручэння Зямлі роўныя нулю на ўсіх вышынях і глыбінях. (Dna-вэб-майстар Wikimedia Commons; выява Зямлі НАСА)

Пабудуйце вал непасрэдна ўздоўж восі кручэння Зямлі, ад Паўночнага полюса да цэнтра Зямлі аж да Паўднёвага полюса. Цяпер ніякіх эфектаў ад дыферэнцыяльнага павароту, ніякіх сіл карыёліса не будзе, і - пакуль ваша цыліндрычная трубка трымаецца - нічога не перашкаджае вам стварыць бездачную яму! Так зрабіце - скачыце ў бяздонную яму - і што атрымаецца?

Парашутыст Лорэн Уілкерсан практыкуе аэрадынамічную праходку ў памяшканні iFly у памяшканні парашутнага парашута ў горадзе Розонт, штат Ілінойс. Толькі пры наяўнасці паветра (ці нейкай іншай асяроддзя) сіла перацягвання можа ўраўнаважыць сілу цяжару. Без яго хтосьці б працягваў паскарацца да цэнтра Зямлі, пакуль не дасягнуў яе. (Скот Олсан / Геці Імідж)

Пачнеце паскарацца ўніз, калі паветра прабягае. Даволі хутка - прыблізна за 7 секунд - вы націснеце на канчатковую хуткасць, якая складае ад 140 да 210 міль у гадзіну, у залежнасці ад таго, як размясціліся рукі і ногі. Гэтая хуткасць сапраўды павялічваецца на некаторы час, калі вы працягваеце спускацца па валу, бо ўнутраныя пласты Зямлі шчыльней, чым знешнія пласты.

Але тады гравітацыйная цяга будзе слабець, бо большая частка Зямлі знаходзіцца каля вас, а не пад вамі. Адначасова шчыльнасць паветра, які запаўняе вал, будзе павялічвацца, а значыць, вы будзеце вельмі запавольвацца. Падзенне, дзякуючы супраціўленню паветра, зойме шмат часу: дзесьці да цэнтра Зямлі дзесьці ад 20 да 24 гадзін. Гэта доўгая дарога каля 4 000 міль (або 6400 км). Калі вы прыедзеце ў цэнтр, вы будзеце рухацца з мізэрнай хуткасцю толькі каля 30 міль у гадзіну (або 48 км / гадзіну), у залежнасці ад шчыльнасці паветра ў шахце, і вы толькі перакрываеце сапраўдны гравітацыйны цэнтр менш чым за адну мілі. За некалькі хвілін вы апынецеся гравітацыйна захопленымі ў цэнтры Зямлі.

Магчыма, праход кабеля праз Зямлю дазволіў бы чалавеку, які ў адваротным выпадку затрымаўся ў цэнтры планеты, выйсці на дарогу? Гэта будзе доўгі шлях. (Колін Бауэрн / Flickr)

Гэта нязграбны, але непазбежны лёс для каго-небудзь альбо што-небудзь, што кінулася ў вашу бездань. Аднак для вырашэння гэтай геафізічнай галаваломкі можна ўнесці яшчэ адну мадыфікацыю. Не кідай што-небудзь у напоўнены паветрам вал, які праходзіць праз полюсы Зямлі; замест гэтага кінуць яго ў вакуум. Калі вы можаце эвакуіраваць 100% паветра з гэтай бяздоннай ямы, праходзячы ад полюса да полюса праз Зямлю, адзінае абмежаванне вашай хуткасці ўсталёўваецца законам гравітацыі, і гэта тое, што фізікі могуць вылічыць неверагодна. , простая мода.

Калі вы трапляеце праз яму, якая злучае зямную паверхню з цэнтрам, вы будзеце працягваць паскарацца ўсё хутчэй і хутчэй, пакуль унутры ямы няма асяроддзя, каб супрацьстаяць вашаму руху, пакуль не дасягнеце максімальнай хуткасці ў цэнтры Зямлі.

Для аднаго, вы ніколі не дасягнеце тэрмінальнай хуткасці. Што б там ні трапіла, проста працягвайце паскарацца, дасягаючы максімальнай хуткасці ў самым цэнтры Зямлі звыш 11 000 метраў у секунду, што складае каля 40 000 км / гадзіну або 25 000 міль / ч. Падарожжа праз беспаветраны вал да цэнтра Зямлі займае ўсяго каля 22 хвілін, з пэўнай нявызначанасцю, заснаванай на шчыльнасці розных слаёў. Акрамя таго, таму што няма супраціву паветра, не губляецца энергія.

Прасвідраваны і эвакуаваны вал, які ідзе па восі вярчэння Зямлі, азначае, што аднабаковая дарога магчымая за 45 хвілін, у той час як зваротны шлях зойме прыблізна 90 хвілін (Матс Халдзін з Вікімедыі, мадыфікацыі Э. Зігеля)

Прайшоўшы праз цэнтр Зямлі з такой асляпляльнай хуткасцю, вы запаволіцеся, паступова адыходзячы ад ядра Зямлі і праз розныя знешнія пласты. Ваша паскарэнне змянілася б, як вы перамесціцеся, у залежнасці ад агульнай масы, агароджанай сферы, вызначанай вашым бягучым адлегласцю ад цэнтра Зямлі, а таксама гэтай адлегласці (у квадраце). Усяго праз 45 хвілін пасля таго, як вас скінулі ў вал з Паўночнага полюса, вы выйшлі з Паўднёвага полюса.

Толькі таму, што Паўднёвы полюс знаходзіцца на вышыні каля 2800 метраў (больш за 9000 футаў), вы ледзьве зможаце ўбачыць дзённае святло перад тым, як спыніцца, і тады б правялі аднолькавае падарожжа назад, адкуль вы прыйшлі. І таму вы здзейсніце зваротную дарогу, вярнуўшыся праз усе розныя пласты мантыі, знешняе ядро ​​і ўнутранае ядро, праз цэнтр Зямлі і яшчэ раз праз паўночныя пласты. Прыблізна праз гадзіну з паловай, калі вас упершыню закінулі на Паўночны полюс, вы зноў паўсталі б у той самай дакладнай пазіцыі, у якой вы пачалі.

Калі вы ўскочылі на Паўночны полюс праз сапраўдную бяздонную яму, вы зноў паўсталі б у той жа момант праз 90 хвілін. Калі хто-небудзь пакінуў для вас рыдлёўку, вы маглі б схапіцца, калі вы зноў з'явіліся. (coljay72 / CC-BY-SA-3.0)

Паездка ў два разы - ад Паўночнага полюса да таго, каб проста саромецца Паўднёвага полюса і зноў да Паўночнага полюса, усё праз цэнтр Зямлі, павінна заняць некалькі вусоў за 90 хвілін. У ідэальных умовах:

  • ствараючы вакуум,
  • прама праз вярчальную вось Зямлі,
  • пачынаючы з тангенцыяльнай хуткасці,
  • пазбаўлены любога тыпу супраціву паветра і схільны толькі гравітацыйным сілам,

вы вярнуцеся туды, куды вы пачалі ўсяго праз 90 хвілін: прыблізна ў той жа час, калі міжнародная касмічная станцыя выходзіць з арбіты на Зямлю. Пакуль вы прынеслі з сабой запас кіслароду, вам будзе не горш за знос. Калі вы ідзяце, проста памятайце, каб абараніць сябе ад радыеактыўнасці і перападаў тэмпературы ўздоўж зямных нетраў!

Цяпер пачынаецца з выбуху на Forbes, і апублікаваны на Medium дзякуючы нашым прыхільнікам Patreon. Этан з'яўляецца аўтарам дзвюх кніг "За межамі Галактыкі" і "Трэкнологія: Навука пра зорны шлях" ад трыкутнікаў да "драйву".