在2021年电影《哥斯拉大战金刚》中,导演为观众呈现了一个令人神往的地心世界,引发了人们对地球内部的好奇。尽管这一构想在科学角度来看并不现实,但地心世界的概念一直以来都吸引着众多科学家和小说家的兴趣。

如果把地球直线挖通  人跳进去会摔死吗  还是会掉到另一端

一、地球引力和速度

地球上的一切物体都受到引力的作用,这是由地球的质量造成的。因此,无论站在地球的哪个地方,人都会受到地心方向的引力,即重力。随着人离地心越来越近,所受引力会逐渐减小,因为只有离地心更近的地球质量会对人产生指向地心的引力。地球上的重力加速度大约为9.8米/秒2,这意味着一个物体从高处自由下落时,每秒钟速度会增加9.8米/秒。

二、地心旅程的理想状态

在理想状态下,一个人跳入地球的穿越通道,他会沿着通道自由下落,并在到达地心时速度减为零。这是因为在地心,各个方向施加在人身上的力是平衡的,人处于完全失重的状态。人在地心的速度达到最大,然后再沿通道脱离,随着重力逐渐减小,速度会再次降为零。这一过程总共需要约85分钟,这个时间刚好是以地球的第一宇宙速度绕地球一圈所需的时间。

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三、非理想状态下的复杂性

在非理想状态下,考虑到大气阻力的存在,情况会更为复杂。在有恒定重力和均匀大气压的情况下,一个人的终端速度大约是56米/秒,这是阻力与重力平衡时的速度。一个人跳入地球的通道,首先会加速到终端速度,然后再逐渐减速。根据自由落体的速度公式,一个人在到达地心时的速度应该为零。然而,在地心附近,人的速度可能再次增加,因为重力会在不同的地点产生不同的影响。这是因为地球各地的密度和成分不同,导致重力的变化不均匀。

四、地球内部的复杂性

进一步考虑到地球内部的复杂性,地心旅程的情况变得更加复杂。地球内部的压力和密度随深度而变化,因此地心通道附近的地球物质也会有所不同。地球物理学家曾合作制定了初步参考地球模型(PREM),展示了地球的平均属性与行星半径的函数关系。根据这个模型,重力在接近地心时会有所增加,这意味着一个人可能不会以零速度从地心出来。因此,在考虑到实际地球情况的情况下,一个人在地心旅程中可能会遇到更多未知的挑战。

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尽管穿越地球是一项令人着迷的构想,但在现实中,这是不可能的。即使是现实中最深的钻孔项目也只是划破了地球表面的皮肤。地球内部的高温和压力使得穿越地球成为不可行的任务。此外,地球的复杂重力分布和物质组成也增加了地心旅程的不确定性。因此,尽管我们对地球内部充满好奇,但我们无法穿越地球来揭开它的秘密。

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