Что произойдет, если вы упадете в дыру, проходящую через центр Земли?

Для начала нужно предположить, что можно выкопать широкую, совершенно прямую яму прямо до центра Земли и выйти через нее на другую сторону Земли. Далее предположим, что отверстие имеет достаточно прочную стенку, чтобы не дать ему разрушиться или расплавиться. Что произойдет, если вы упадете в эту дыру и провалитесь сквозь землю?

После падения примерно на 0,15 километра (0,002% пути к центру Земли) вы сталкиваетесь с атмосферным давлением около 20 атмосфер и умираете от гипероксии. На этом все. Чем дальше ваше тело падает, тем сильнее оно раздавливается сильным давлением воздуха.

Обратите внимание, что это давление создается самим воздухом над вами, давящим вниз, а не камнями. Как видите, перед смертью вы совсем не продвинулись далеко в своем путешествии под Землю. Предположим, вы можете надеть какой-то футуристический скафандр, который защитит вас от любого давления. Что бы случилось с вами, если бы вы прыгнули в яму в этом скафандре?

После падения примерно на 1,1 километра (0,02% пути к центру Земли) вы сталкиваетесь с температурой около 320 Кельвинов и умираете от теплового удара. После падения на расстояние около 2,7 км (0,04% пути к центру Земли) ваше тело достигает температуры около 400 Кельвинов, и жидкости вашего тела начинают выкипать.

При падении на глубину около 200 километров (3% пути к центру Земли) ваши высохшие кости и остатки плоти нагреваются до температуры около 1200 Кельвинов и полностью превращаются в пыль. Остатки вашей пыли упадут на оставшиеся 6200 километров (97% пути) к центру Земли. Как должно быть очевидно, углубляться в землю — вообще плохая идея. Даже в скафандре вы не уйдете очень далеко, прежде чем будете сожжены от жары. Обратите внимание, чтобы почувствовать это тепло, не нужно прикасаться к стенкам туннеля. Сам воздух в туннеле имеет такую ​​температуру.

Предположим, вы надели какой-то футуристический костюм, который защищает вас от всех воздействий давления, всех тепловых эффектов, всех воздействий токсичных газов и всех радиационных воздействий. Что тогда происходит, когда вы прыгаете в яму? Вы ускоряетесь при падении, набирая скорость из-за земного притяжения.

Примерно через десять секунд, пролетев 0,5 километра вниз (0,008% пути к центру Земли), вы достигнете максимальной скорости около 200 километров в час. Сопротивление воздуха на этой скорости достаточно велико, чтобы вы не разгонялись сильнее. Чем дальше вы падаете, тем слабее становится гравитация, потому что все больше и больше земной массы находится над вами, нейтрализуя гравитацию с другой стороны Земли. Кроме того, когда вы падаете, давление воздуха возрастает, так что воздух оказывает больше силы против вашего движения.

Примерно через неделю падения (при максимальной скорости 200 км / ч вам потребуется время, чтобы добраться до центра на 6400 км), вы наконец достигнете точного центра Земли. Сила гравитации в центре Земли равна нулю, потому что во всех направлениях есть равные количества материи, и все они оказывают одинаковое гравитационное притяжение.

Кроме того, воздух в отверстии настолько плотный, что это будет похоже на путешествие по супу. Небольшой импульс, который у вас есть в этот момент, заставит вас пролететь мимо центра Земли и продолжить движение через дыру. Но как только вы пройдете центр Земли, «вниз» теперь будет в другом направлении, так что вы замедлитесь и измените направление, прежде чем далеко уйти от центра.

В итоге вы постоянно падаете обратно к центру Земли, вылетаете за пределы действия собственной инерции, а затем летите с другого направления. Это движение очень похоже на качели, которые постоянно преодолевают самую низкую точку. Затем вы в конечном итоге теряете инерцию и останавливаете свое движение. В конечном итоге вы бы застряли прямо в центре Земли.

Но что, если бы из туннеля полностью удалили весь воздух? Без воздуха не было бы сопротивления воздуха. Поэтому при падении вы разгоняетесь до невероятных скоростей, достигая максимальной скорости порядка десятков тысяч километров в час. Вы достигнете центра Земли на такой скорости за считанные минуты вместо недель.

С такой огромной скоростью вы полностью пролетаете сквозь Землю. Когда вы путешествуете через дальний конец дыры, гравитация движется в противоположном направлении и замедляет вас. Вы замедляетесь до нулевой скорости, когда вы выходите из дыры на другом конце света. Это имеет смысл с точки зрения сбережения энергии: вы начали в состоянии покоя на одной стороне мира, поэтому вы должны закончить состоянием покоя на другом конце света, если энергия не теряется из-за сопротивления воздуха.

Обратите внимание, что числа в этом объяснении являются очень приблизительными оценками и предназначены только для иллюстрации ожидаемых порядков величины.