在2021年電影《哥斯拉大戰(zhàn)金剛》中，導(dǎo)演為觀眾呈現(xiàn)了一個(gè)令人神往的地心世界，引發(fā)了人們對(duì)地球內(nèi)部的好奇。盡管這一構(gòu)想在科學(xué)角度來(lái)看并不現(xiàn)實(shí)，但地心世界的概念一直以來(lái)都吸引著眾多科學(xué)家和小說(shuō)家的興趣。
一、地球引力和速度
地球上的一切物體都受到引力的作用，這是由地球的質(zhì)量造成的。因此，無(wú)論站在地球的哪個(gè)地方，人都會(huì)受到地心方向的引力，即重力。隨著人離地心越來(lái)越近，所受引力會(huì)逐漸減小，因?yàn)橹挥须x地心更近的地球質(zhì)量會(huì)對(duì)人產(chǎn)生指向地心的引力。地球上的重力加速度大約為9.8米/秒2，這意味著一個(gè)物體從高處自由下落時(shí)，每秒鐘速度會(huì)增加9.8米/秒。
二、地心旅程的理想狀態(tài)
在理想狀態(tài)下，一個(gè)人跳入地球的穿越通道，他會(huì)沿著通道自由下落，并在到達(dá)地心時(shí)速度減為零。這是因?yàn)樵诘匦�，各個(gè)方向施加在人身上的力是平衡的，人處于完全失重的狀態(tài)。人在地心的速度達(dá)到最大，然后再沿通道脫離，隨著重力逐漸減小，速度會(huì)再次降為零。這一過(guò)程總共需要約85分鐘，這個(gè)時(shí)間剛好是以地球的第一宇宙速度繞地球一圈所需的時(shí)間。
三、非理想狀態(tài)下的復(fù)雜性
在非理想狀態(tài)下，考慮到大氣阻力的存在，情況會(huì)更為復(fù)雜。在有恒定重力和均勻大氣壓的情況下，一個(gè)人的終端速度大約是56米/秒，這是阻力與重力平衡時(shí)的速度。一個(gè)人跳入地球的通道，首先會(huì)加速到終端速度，然后再逐漸減速。根據(jù)自由落體的速度公式，一個(gè)人在到達(dá)地心時(shí)的速度應(yīng)該為零。然而，在地心附近，人的速度可能再次增加，因?yàn)橹亓?huì)在不同的地點(diǎn)產(chǎn)生不同的影響。這是因?yàn)榈厍蚋鞯氐拿芏群统煞植煌瑢?dǎo)致重力的變化不均勻。
四、地球內(nèi)部的復(fù)雜性
進(jìn)一步考慮到地球內(nèi)部的復(fù)雜性，地心旅程的情況變得更加復(fù)雜。地球內(nèi)部的壓力和密度隨深度而變化，因此地心通道附近的地球物質(zhì)也會(huì)有所不同。地球物理學(xué)家曾合作制定了初步參考地球模型（PREM），展示了地球的平均屬性與行星半徑的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)這個(gè)模型，重力在接近地心時(shí)會(huì)有所增加，這意味著一個(gè)人可能不會(huì)以零速度從地心出來(lái)。因此，在考慮到實(shí)際地球情況的情況下，一個(gè)人在地心旅程中可能會(huì)遇到更多未知的挑戰(zhàn)。
盡管穿越地球是一項(xiàng)令人著迷的構(gòu)想，但在現(xiàn)實(shí)中，這是不可能的。即使是現(xiàn)實(shí)中最深的鉆孔項(xiàng)目也只是劃破了地球表面的皮膚。地球內(nèi)部的高溫和壓力使得穿越地球成為不可行的任務(wù)。此外，地球的復(fù)雜重力分布和物質(zhì)組成也增加了地心旅程的不確定性。因此，盡管我們對(duì)地球內(nèi)部充滿好奇，但我們無(wú)法穿越地球來(lái)揭開(kāi)它的秘密。
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