Test de cultură generală. Câte minute ți-ar lua să cazi prin centrul Pământului?

Un scenariu adesea prezentat la cursurile de introducere în fizică este cel al unui „tunel gravitațional” – un canal forat prin centrul Pământului. Răspunsul oferit timp de aproape o jumătate de secol pentru cât ar dura o cădere printr-o astfel de gaură a fost de aproximativ 42 de minute și 12 secunde.

Soluția la această problemă depinde de forța atracției gravitaționale a Pământului, care la rândul său se bazează pe masa acestuia.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Pe măsură ce un om cade prin planetă, există mai puțină masă sub cel care face coborârea în timp, astfel încât forța gravitațională resimțită ar scădea pe măsură ce se apropie de centrul Pământului.

Cu toate acestea, presupunând că nu există rezistență a aerului, impulsul căderii ar putea să-l arunce până la suprafață pe partea cealaltă.

Un canal forat prin centrul Pământului

Oricine ar face căderea ar trebui să se asigure că se îndepărtează de gaura de ieșire imediat ce a zburat din ea, altfel ar putea să cadă din nou, zburând înainte și înapoi în interiorul tunelului gravitațional, ca o greutate care se balansează la capătul unui pendul.

Cu toate acestea, cel puțin o ipoteză nerealistă majoră a urmărit acest calcul încă de când a fost făcut pentru prima dată în 1966.

Ignorând pentru o clipă faptul că forarea unei găuri de aproximativ 12.742 de kilometri prin Pământ este practic imposibilă, problema cu soluția de 42 de minute era că aceasta presupunea că planeta avea o densitate uniformă pe tot parcursul său.

Acum, folosind un model mai realist al Pământului, Klotz constată că această cădere ar dura doar aproximativ 38 de minute și 11 secunde, cu aproximativ 4 minute mai repede decât se credea.

Soluția depinde de forța atracției gravitaționale a Pământului

Klotz și-a bazat calculele pe structura internă a planetei, așa cum a fost determinată de datele seismice. În timp ce scoarța terestră are o densitate mai mică de aproximativ 3 grame pe centimetru cub, centrul Pământului are o densitate de aproximativ 13 grame pe centimetru cub.

Densitatea planetei nu crește în mod direct pe măsură ce coborârea avansează – există o creștere bruscă de 50% a densității la granița dintre mantaua planetei și nucleul său exterior, la aproximativ 2.900 km sub suprafața Pământului.

Fizicianul a presupus că în tunelul gravitațional nu există rezistență din partea aerului. „În opinia mea, dacă ai tehnologia necesară pentru a săpa un astfel de tunel, ai tehnologia necesară pentru a aspira aerul”, a concluzionat Klotz, potrivit LiveScience.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Luna și Pământul, văzute de pe Marte ca două puncte neclare din spațiu

Vopsind 2% din Pământ cu alb, am putea opri încălzirea globală, spun cercetătorii

Lumea ajunge „într-un teritoriu necunoscut”. Pământul ar putea deveni „un loc nelocuibil în cel mai scurt timp”

Pământul atinge cel mai îndepărtat punct față de Soare. De ce este atât de cald pe Terra?