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2020年6月30日 星期

“掉”到地球另一端需要多久


如果挖一条贯穿地球的通道并“掉”了进去,需要多长时间才能到达另一端?这是一个每年都会向学生提出的问题,且大家算出的答案大多是42分钟。

亚历山大·科罗茨是加拿大麦吉尔大学的学生,他对这个由来已久的物理问题进行了计算,但他得出的结果却是38分钟。

科罗茨认为,在得出42分钟这个答案时,人们往往将重力变化产生的影响考虑了进去(由空气引起的摩擦力在此不予考虑),因为人在接近地心时,重力会逐渐减弱;而随后远离地心时,重力逐渐加强,这时人体就相当于沿着与重力相反的方向向“上”飞去。

人们普遍认为,前半程“坠落”过程中产生的速度足以让人克服重力,来到通道的另一端。但科罗茨认为,应当将地球内部密度的变化考虑进去。

已经有很多研究显示,地心处的密度比地壳要大很多,而这无疑会对坠落过程产生影响。他使用了一系列地震勘探数据,计算出地球内部不同深度处的密度,从而对上述问题给出了一个更精确的答案。最终的结论是,一个人只需38分钟(零11秒)便可穿越地球,而不是42分钟(零12秒)。

有趣的是,科罗茨还注意到,就算假定全程重力都保持地面水平不变,计算得出的结果同样也是38分钟。晚综


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