Koliko dugo bi trajao pad kroz rupu u Zemlji i dostizanje druge strane planete? Čak i kraće nego što su ranije ljudi mislili, ističe jedan naučnik.
Scenario koji se uglavnom predstavlja na uvodnim časovima fizike je da “gravitacioni tunel” – cev koja je probušena od jedne do druge strane Zemlje kroz njen centar. Odgovor koji je davan gotovo pola veka na pitanje: “koliko dugo bi trajao pad kroz takvu rupu?” bio je oko 42 minuta i 12 sekundi. Rešenje ovog problema zavisi od jačine gravitacione sile Zemlje koja zavisi od njene mase. Kad bi neko propao kroz planetu, bilo bi manje mase ispod bilo onog ko se spušta, te bi se gravitaciona sila smanjila kada bi se približavali Zemljinom centru.
Uz pretpostavku da ne postoji važdušni otpor, momenat pada bi mogao da vas odbaci do površine na drugoj strani. Svako ko bi padao morao bi da bude siguran da može da se izvuče iz rupe čim proleti kroz nju, inače bi propao ponovo vitlajući se napred-nazad unutar gravitacionog tunela, poput prebacivanja težine na kraju klatna.
“Pretpostavljam da možete to da zamislite kao tobogan kroz koji padate oko 40 minuta i idete brzinom više od 8 kilometara u sekundi (17, 895 metara na čas)”, kaže fizičar Aleksandar Kloc u Mekgil univerzitetu u Montrealu. “Na sredini vožnje, gravitacija bi promenila pravac i išli biste levo-desno, gore-dole. Morali biste da se uhvatite za jedan kraj ili biste se vratili nazad odakle ste došli. Kada bi tobogan bio napravljen od stakla, delovalo bi kao uvlačenje u more lave“.
Ipak, barem jedna glavna nerealna pretpostavka je uporno pritiskala ovu računicu od kad je prvi put sastavljena 1966. godine. Ignorišući na trenutak činjenicu da je bušenje rupe dubine 12 742 kilometra kroz Zemlju stvarno nemoguće, problem sa 42-minutnim rešenjem bio je taj da se pretpostavljalo da je Zemlja jedinstvena u gustini svoje unutrašnjosti, poput mermera.
Koristeći realniji model Zemlje, Kloc smatra da bi pad trajao samo oko 38 minuta i 11 sekundi, za oko 4 minuta manje od prethodne pretpostavke. Kloc je bazirao svoje proračune na unutrašnjoj strukturi planete oslobođene seizmičkih podataka. Kada Zemljina kora ima gustinu manju od 3 grama po kubnom centimetru, Zemljin centar ima gustinu od oko 13 grama po kubnom centimetru. Gustina planete se ne povećava direktno kako se dublje zalazi – postoji tačno 50 procenata povećanja u gustini oko granice planetinog omotača i spoljašnjeg jezgra oko 2 900 kilometara ispod Zemljine površine.
Fizičari su pretpostavili da ne postoji vazdušni otpor u gravitacionom tunelu. “Po mom mišljenju, ako imate tehnologiju kojom bi se kopao takav tunel, morate onda imati i tehnologiju za isisavanje tog vazduha” kaže Kloc.
Začudo, Kloc je otkrio da je računao gotovo identičan odgovor i da je pretpostavio da je jačina Zemljine gravitacione sile bila jedinstvena unutar čitave planete i jednaka svojoj vrednosti na površini. Ova pretpostavka funkcioniše jer se Zemljina gravitacija “jedino menja za oko 10 procenata kako ulazite dublje, prvo jače, a onda slabije, u prvih 3000 kilometara” izjavljuje Kloc. “Dakle, ako počnete da padate i dostižete brzinu, vremenom ćete dostići regiju u kojoj je gravitacija poprilično različita od svoje površinske vrednosti, jer idete toliko brzo da ćete provesti veoma malo vremena u ovoj regiji”.
Ne očekujte ni od koga da testira ove proračune pravim tunelom kroz Evropu u skorije vreme.
“Sovjeti su pokušali da kopaju što dublju rupu od 1970. do 1989. godine i dostigli su samo 12 kilometara u dubinu što je oko 0,1 procenata na putu kroz Zemlju” kazao je Kloc. On je potkrepio svoja otkrića u martovskom izdanju Američkog fizičkog žurnala.
Prevod: Stefan Zrnović
Izvor: livescience.com
