Cik ātri varētu izkrist cauri zemeslodei?

TVNET
CopyLinkedIn Draugiem X
Lūdzu, ņemiet vērā, ka raksts ir vairāk nekā piecus gadus vecs un ir pārvietots uz mūsu arhīvu. Mēs neatjauninām arhīvu saturu, tāpēc var būt nepieciešams meklēt jaunākus avotus.
Foto: Reuters/ScanPix

Virsrakstā uzdotais jautājums neapšaubāmi ir retorisks, jo mums nav nedz iespēju, nedz arī īsti vajadzības praksē pārbaudīt, cik ilgs laiks paietu, kamēr cilvēks, kurš iekritis ziemeļpolā izurbtā šahtā, parādītos dienvidpolā vai tikpat labi veiktu kritienu cauri planētai no viena punkta uz ekvatora līdz diametrāli pretējam punktam. Kāds zinātnieks tomēr ir pacenties un aprēķinājis viņaprāt precīzāko atbildi uz šo jautājumu.

Patiesībā scenārijs, kurš ietver objekta kritienu pa tā dēvēto gravitācijas tuneli cauri Zemei, fiziķu aprindās tiek apspēlēts jau pusgadsimtu, un līdz šim pastāvējusī atbilde ir 42 minūtes un 12 sekundes. Atrisinājums ir balstīts uz Zemes pievilkšanas spēku, kurš ir tieši atkarīgs no tās masas. Cilvēkam krītot cauri Zemei un tuvojoties centram, masas zem viņa kļūtu aizvien mazāk, tādēļ arī pievilkšanas spēks samazinātos.

Pieņemot, ka Zemes iekšienē nav gaisa pretestības, cilvēks (faktiski jebkurš cits objekts) varētu pēc laika sasniegt planētas otru pusi. Tiesa, tur nāktos pacensties, lai neiekristu atpakaļ šajā gravitācijas tunelī un neturpinātu svārstības kā garā diegā iekārts un iekustināts smagums.

«Manuprāt, to var iztēloties kā ūdens atrakciju parka cauruli, pa kuru apmēram 40 minūtēs, attīstot ātrumu līdz 8 kilometriem sekundē, var izšļūkt cauri Zemei,» saka Monreālas universitātes fiziķis Aleksandrs Klocs. «Pusceļā mainītos gravitācijas virziens un jūs sāktu krist augšup. Jums nāktos kaut kur pieturēties, lai neatkristu atpakaļ.»

Klocs gan norāda, ka sākotnējos aprēķinos, kas tika veikti jau 1966.gadā, nav ņemti vērā vairāki būtiski faktori. Proti, atskaitot apstākli, ka izurbt 12 742 kilometrus garu šahtu cauri Zemes centram ir faktiski neiespējami, nav ņemts vērā arī tas, ka planēta nav viendabīgs objekts. Tagad, izmantojot realitātei daudz pietuvinātāku Zemes modeli, Klocs aprēķinājis, ka kritiens ilgtu tikai 38 minūtes un 11 sekundes. Tātad par apmēram 4 minūtēm mazāk.

Zemes attēls, ko uzņēmis ASV Nacionālās okeānu un atmosfēras administrācijas (NOAA) satelīts GOES-East 2014.gada 22.aprīlī
Zemes attēls, ko uzņēmis ASV Nacionālās okeānu un atmosfēras administrācijas (NOAA) satelīts GOES-East 2014.gada 22.aprīlī Foto: Reuters/Scanpix

Savos aprēķinos Klocs balstījās uz Zemes blīvuma rādītājiem. Tā vidējais lielums ir 5,513 g/cm3 (augstākais Saules sistēmā), tomēr aprēķinos jābūt precīzākiem un jāņem vērā, ka Zemes garozas blīvums ir ap 3 g/cm3, kamēr kodolā tas sasniedz 13 g/cm3. Pie tam blīvums nepieaug pakāpeniski, jo apmēram 2900 kilometru dziļumā, tas ir, uz robežas starp mantiju un Zemes ārējo čaulu, vērojams straujš blīvuma lēciens par 50%.

Tāpat fiziķis pieņēma, ka tunelī patiešām nav gaisa pretestības. «Es uzskatu, ja mums patiešām būtu nepieciešamās tehnoloģijas, lai izurbtos cauri planētai, mums būtu arī iespējas no tuneļa izsūknēt gaisu,» - tā Klocs.

Pārsteidzošā kārtā Kloca aprēķini vairāk vai mazāk sakrīt ar tiem, kas veikti, pieņemot, ka Zeme ir viendabīgs ķermenis un tās pievilkšanas spēks tuvu centram ir tāds pats kā virspusē. «Pirmajos 3000 kilometros tā izmaiņas ir mērāmas aptuveni 10% apmērā. Tas nozīmē, ka brīdī, kad krītošais subjekts sasniegtu šo būtisko atšķirību reģionu, tas jau būtu sasniedzis tādu ātrumu, ka tajā uzturētos ļoti īsu brīdi.»

Jāteic gan, ka iespēja praksē pārbaudīt Kloca un viņa priekšgājēju aprēķinus ir visai maza. Padomju Savienība periodā no 1970. līdz 1989. gadam veica dziļākā urbuma eksperimentus un netika dziļāk par 12 kilometriem jeb 0,1 procentu no Zemes diametra.

Savus aprēķinus Klocs aprakstīja izdevuma American Journal of Physics marta numurā.

KomentāriCopyLinkedIn Draugiem X
Aktuālais šodien
Svarīgākais
Uz augšu