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在你一生中的某个时刻,你试图挖一个洞一直挖到中国

2024-05-17

在你一生中的某个时刻,可能在很早的时候,你试图挖一个洞一直挖到中国。你或许甚至还完成了一点工作量,有三四英尺,具体取决于你所在的沙滩上的沙子的类型。

但是现在你长大了,变得更加坚决。所以让我们假设你下次去海边的时候,成功地在上次失败的地方挖了一个洞,穿透了这个星球,一直通到 8000 英里的另一头。然后你跳了进去。

那么会发生什么呢?

首先,这取决于你开挖的那个位置。具体从哪里开始很重要。我们相信,中国在美国的另一头,这其实是错误的。事实上,如果你在美国的任何一个地方挖洞,洞是直的且经过地心都会通向印度洋。要在美国挖一个洞,通向大陆的话,你需要在夏威夷的沙滩上进行,从那里挖过去,你会出现在博茨瓦纳的保护区里。

但是从夏威夷开始挖,也有问题。我们的星球的外部自转的速度,比内部快多了——就像一架旋转木马一样。站在夏威夷的沙滩上,比在地核的位置,每小时自转速度要快 800 英里。结果就是,当你跳进你的洞里,你会在下降的时候,摩擦到这个洞的墙壁上。

下降的速度慢的话,这种摩擦只会留下一些皮肉擦伤,但是速度快的话,在自由落体的情况下,擦伤会严重到磨掉你的皮肤和骨头,直到你变成一团下降的肉浆。

如果想要避免摩擦至死,聪明的做法是从两极处开始挖洞,这两处地方,地球表面的自转速度跟地核处是一样的。

那是第一步,但是摩擦至死并不是令跳进这种穿越地球的洞变得危险的唯一原因。

在海平面的高度,人类身体呈矛形的终端速度差不多是每小时 200 英里。在这种速度下,要穿越 8000 英里的距离,需要 40 小时。换言之,你订机票然后进行换乘再到达博茨瓦纳比你跳进洞里快多了。但是让我们假设你不着急,你能接受 40 小时的漫长时间,即使如此,你仍然做不到平安到达。

几秒内你就会开始减速,这有两个原因。

首先,在你接近地球的核心时,地表对你的拉力会减少,这意味着你的体重会变轻,然后下降的速度会变慢。但是第二个原因才更危险,那就是空气的密度。

喜马拉雅山的主峰是地球上的最高点,约有 29000 英尺高。在这么高海拔的地方,你头顶上的大气更少,结果就是,空气很稀薄,只有经过训练的人才能活下来。

当你朝着相反的方向走的时候,相反的情况会发生。

更多的大气在你的前方,它会压缩你前进路上的空气。在你只下降了 60 英里的时候——这还不到全部行程的 1%——空气会变得像水那么稠密。有那么一段时间,你会沉下去,但是最终你会到达一个平衡点,此时的空气密度跟你的身体密度一样大。所以在此处你会停滞下来,永远「飘」在地球内部 [1]

很明显,我们需要对你的沙洞做一些设计上的更改。对空气密度的解决方法是,把这个隧道里的所有空气抽出来,封住两端,将它变成一个很长的真空隧道。这既解决了飘浮问题, 也解决了速度太慢的问题,因为现在你会以每小时 18000 英里的速度,尖叫着穿越地球内部,而不会再卡在中途了。

不幸的是, 你的隧道仍然不安全, 因为俄罗斯人挖世界上最大的沙洞时,证明了地球内部有热度的问题。

俄罗斯沙洞被称为「科拉超深钻孔」。这是一个长达 20 多年的大型工程的结果,开始于 1970 年,目的只是看看他们能挖到多深。他们挖到了 40000 英尺,那时极端的热熔化了他们钻孔设备的焊接处,工程被迫停了下来。尽管他们只挖了 0.1% 的长度,温度还是到了近 356 华氏度那么高。

根据拇指规则,我们将数据简单化,你每挖 100 英尺, 地球的温度会上升 1 华氏度, 这意味着在下降 2 秒以后,你能感觉到温度上升了差不多 1 华氏度。这不是什么大问题, 但是在你的新的真空隧道里, 你加速得很快。

在 3 秒以后, 你会感到隧道里的温度上升了 3 华氏度, 30 秒以后,就会像在烤箱里一样热了。你会觉得很不舒服,但是你会坚持很长时间, 长到令人惊讶的程度。在 18 世纪时,英国人查尔斯·布莱格登爵士将一个房间加热到 200 多华氏度,他在里面坐了 15 分钟,然后毫发无损地走了出来。但是布莱格登并不是在一个温度逐渐上升的房间里, 这跟你的隧道不一样。在 30 秒以后,你可能还活着,但是隧道会持续升温。又过了 30 秒以后,你就行进了 13 英里, 而温度会高达 1000 华氏度。如果你带上一块半加工的比萨,那么此时比萨就可以直接吃了,你也会被烤熟。

但是情况会变得更糟:甚至连你的尸体都到不了地球的另一头。

地球核心处有 11000 华氏度, 比太阳表面的温度都高。在这种温度下,你的身体会瞬间蒸发, 这意味着你的电子会从你的原子上脱离出来,你会变成一团等离子体。

所以我们需要对你的隧道进行另一番设计上的修改。我们需要对它进行隔热处理, 并且要完成得非常好(这不可能)。你能成功吗?

假设你没有撞击到隧道的墙壁——那会让你减速, 并且让你没法到达另一头——你会在 19 分钟多的时间内到达地球核心,然后以每小时 18000 英里的速度继续降落。一旦你穿过了地核,你会开始减速, 因为地球会开始使用拉力拉你回去。就像游乐场上的秋千,你的动量会把你拉回到你最开始的高度——在隧道里的情况下, 是你出发的地方。

所以如果你忽略掉在极端高温下挖洞和抵抗地球内核的压力这些不可能完成的任务(在现有的科技手段下), 你能到达地球的另一头吗?事实上,可以!大约 38 分钟 11 秒以后,你会到达地球的另一头。记得在到达的时候,要抓住地面。

如果没能抓住, 你会将整个过程再来一遍。

[1] 因为大气压力会挤压你的空间,你在地球内部的密度要比现在大,所以你下降的速度要比你想象中快。但是你仍然到不了另一头。

【本篇故事完结】

在你一生中的某个时刻,可能在很早的时候,你试图挖一个洞一直挖到中国。你或许甚至还完成了一点工作量,有三四英尺,具体取决于你所在的沙滩上的沙子的类型。

但是现在你长大了,变得更加坚决。所以让我们假设你下次去海边的时候,成功地在上次失败的地方挖了一个洞,穿透了这个星球,一直通到 8000 英里的另一头。然后你跳了进去。

那么会发生什么呢?

首先,这取决于你开挖的那个位置。具体从哪里开始很重要。我们相信,中国在美国的另一头,这其实是错误的。事实上,如果你在美国的任何一个地方挖洞,洞是直的且经过地心都会通向印度洋。要在美国挖一个洞,通向大陆的话,你需要在夏威夷的沙滩上进行,从那里挖过去,你会出现在博茨瓦纳的保护区里。

但是从夏威夷开始挖,也有问题。我们的星球的外部自转的速度,比内部快多了——就像一架旋转木马一样。站在夏威夷的沙滩上,比在地核的位置,每小时自转速度要快 800 英里。结果就是,当你跳进你的洞里,你会在下降的时候,摩擦到这个洞的墙壁上。

下降的速度慢的话,这种摩擦只会留下一些皮肉擦伤,但是速度快的话,在自由落体的情况下,擦伤会严重到磨掉你的皮肤和骨头,直到你变成一团下降的肉浆。

如果想要避免摩擦至死,聪明的做法是从两极处开始挖洞,这两处地方,地球表面的自转速度跟地核处是一样的。

那是第一步,但是摩擦至死并不是令跳进这种穿越地球的洞变得危险的唯一原因。

在海平面的高度,人类身体呈矛形的终端速度差不多是每小时 200 英里。在这种速度下,要穿越 8000 英里的距离,需要 40 小时。换言之,你订机票然后进行换乘再到达博茨瓦纳比你跳进洞里快多了。但是让我们假设你不着急,你能接受 40 小时的漫长时间,即使如此,你仍然做不到平安到达。

几秒内你就会开始减速,这有两个原因。

首先,在你接近地球的核心时,地表对你的拉力会减少,这意味着你的体重会变轻,然后下降的速度会变慢。但是第二个原因才更危险,那就是空气的密度。

喜马拉雅山的主峰是地球上的最高点,约有 29000 英尺高。在这么高海拔的地方,你头顶上的大气更少,结果就是,空气很稀薄,只有经过训练的人才能活下来。

当你朝着相反的方向走的时候,相反的情况会发生。

[1]

很明显,我们需要对你的沙洞做一些设计上的更改。对空气密度的解决方法是,把这个隧道里的所有空气抽出来,封住两端,将它变成一个很长的真空隧道。这既解决了飘浮问题, 也解决了速度太慢的问题,因为现在你会以每小时 18000 英里的速度,尖叫着穿越地球内部,而不会再卡在中途了。

不幸的是, 你的隧道仍然不安全, 因为俄罗斯人挖世界上最大的沙洞时,证明了地球内部有热度的问题。

俄罗斯沙洞被称为「科拉超深钻孔」。这是一个长达 20 多年的大型工程的结果,开始于 1970 年,目的只是看看他们能挖到多深。他们挖到了 40000 英尺,那时极端的热熔化了他们钻孔设备的焊接处,工程被迫停了下来。尽管他们只挖了 0.1% 的长度,温度还是到了近 356 华氏度那么高。

根据拇指规则,我们将数据简单化,你每挖 100 英尺, 地球的温度会上升 1 华氏度, 这意味着在下降 2 秒以后,你能感觉到温度上升了差不多 1 华氏度。这不是什么大问题, 但是在你的新的真空隧道里, 你加速得很快。

在 3 秒以后, 你会感到隧道里的温度上升了 3 华氏度, 30 秒以后,就会像在烤箱里一样热了。你会觉得很不舒服,但是你会坚持很长时间, 长到令人惊讶的程度。在 18 世纪时,英国人查尔斯·布莱格登爵士将一个房间加热到 200 多华氏度,他在里面坐了 15 分钟,然后毫发无损地走了出来。但是布莱格登并不是在一个温度逐渐上升的房间里, 这跟你的隧道不一样。在 30 秒以后,你可能还活着,但是隧道会持续升温。又过了 30 秒以后,你就行进了 13 英里, 而温度会高达 1000 华氏度。如果你带上一块半加工的比萨,那么此时比萨就可以直接吃了,你也会被烤熟。

但是情况会变得更糟:甚至连你的尸体都到不了地球的另一头。

地球核心处有 11000 华氏度, 比太阳表面的温度都高。在这种温度下,你的身体会瞬间蒸发, 这意味着你的电子会从你的原子上脱离出来,你会变成一团等离子体。

所以我们需要对你的隧道进行另一番设计上的修改。我们需要对它进行隔热处理, 并且要完成得非常好(这不可能)。你能成功吗?

假设你没有撞击到隧道的墙壁——那会让你减速, 并且让你没法到达另一头——你会在 19 分钟多的时间内到达地球核心,然后以每小时 18000 英里的速度继续降落。一旦你穿过了地核,你会开始减速, 因为地球会开始使用拉力拉你回去。就像游乐场上的秋千,你的动量会把你拉回到你最开始的高度——在隧道里的情况下, 是你出发的地方。

所以如果你忽略掉在极端高温下挖洞和抵抗地球内核的压力这些不可能完成的任务(在现有的科技手段下), 你能到达地球的另一头吗?事实上,可以!大约 38 分钟 11 秒以后,你会到达地球的另一头。记得在到达的时候,要抓住地面。

如果没能抓住, 你会将整个过程再来一遍。

[1]

【本篇故事完结】

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