. .

مطالب تصادفی در سایت علمی نخبگان جوان | com.نخبگان

پیغام خطا

User warning: The following theme is missing from the file system: shoma5. For information about how to fix this, see the documentation page. در _drupal_trigger_error_with_delayed_logging() (خط 1156 از /home/javan/domains/nokhbegan.co/public_html/includes/bootstrap.inc).

سقوط به درون زمین چند دقیقه طول می‌کشد؟

PDF version
کل آرا: 274
دسته بندی: 
سقوط به درون زمین چند دقیقه طول می‌کشد؟
چقدر طول می‌‌کشد تا فردی از درون حفره ای روی سطح زمین سقوط کرده و از میان سیاره عبور کرده و از سویی دیگر بیرون بیاید؟ دانشمندان زمان جدیدی را برای طی کردن چنین فاصله‌ای محاسبه کرده‌اند.

براساس گزارش لايو‌ساينس، اين سناريويي است كه معمولا در كلاس‌هاي فيزيك مطرح مي‌شود: تونل گرانشي، حفره‌اي كه از يك سوي زمين حفاري شده و از مركز سياره گذشته و به سوي ديگر زمين ختم مي‌شود. پرسش اينجاست كه چه مدت زماني براي سقوط در ميان اين حفره نياز است و پاسخ اين پرسش براي بيش از نيم قرن 42 دقيقه و 12 ثانيه بوده‌است.

راه‌حل اين معما با قدرت كشش گرانشي زمين ارتباط مستقيم دارد و قدرت كشش گرانشي سياره نيز با جرم آن در ارتباط است. زماني كه فردي به درون چنين حفره‌اي سقوط كند،‌ با گذشت زمان و با نزديك‌شدن فرد به مركز زمين، جرم او كاهش يافته و در نتيجه ميزان كشش گرانشي روي بدن وي كاسته خواهد‌شد.

بدون درنظر گرفتن مقاومت هوا، تكانه ناشي از سقوط مي‌تواند فرد را در تمامي طول مسير به آن سوي حفره به پايين بكشاند. فردي كه تن به چنين آزمايشي مي‌دهد، بايد پس از خروج به سرعت خود را به بيرون از حفره پرتاب كند در غير اين‌صورت دوباره به درون آن سقوط كرده و براي هميشه در اين تونل گرانشي نوسان پيدا خواهد‌كرد.

به گفته الكساندر كولتز فيزيكدان دانشگاه مك‌گيل، مي‌توان اين رويداد را به سرسره‌اي آبي تشبيه‌كرد كه سر خوردن از روي آن به 40 دقيقه زمان نياز دارد و فرد به سرعت هشت كيلومتر بر ثانيه دست خواهد‌يافت. در ميانه اين راه نيروي گرانش تغيير جهت داده و فرد وارونه خواهد‌شد.

از زماني كه اين محاسبات اولين بار در سال 1966 انجام شد، دست‌كم يك فرضيه درست بودن آن را مورد ترديد قرار داده‌است. صرف‌نظر از غيرممكن بودن حفر تونلي به طول 12 هزار و 742 كيلومتر در طول سياره زمين، زمان عبور 42 دقيقه‌اي از ميان اين تونل در شرايطي درست خواهد‌بود كه جرم سياره مانند يك تيله يكدست و يكپارچه باشد.

اكنون با استفاده از مدلي واقع‌گرايانه‌تر از زمين كلوتز دريافته‌است كه سقوط در ميان چنين تونلي 38 دقيقه و 11 ثانيه زمان خواهد‌برد، يعني فرد نسبت به محاسبات پيشين چهار دقيقه سريعتر از ميان اين تونل عبور خواهد‌كرد. كلوتز محاسبات خود را بر اساس ساختار دروني سياره كه اطلاعات آن را از داده‌هاي لرزه‌شناسي به دست آمده‌اند، انجام داده‌است. اگرچه پوسته زمين از جرمي كمتر از سه گرم در سانتيمتر مكعب برخوردار است، مركز زمين جرمي برابر 13 گرم بر سانتيمتر مكعب دارد. جرم و تراكم زمين براساس روندي يكدست و منظم افزايش پيدا نمي‌كند، در مرز ميان جبه و هسته خارجي،‌ جايي در عمق دو هزار و 900 كيلومتري از سطح، جرم سياره با افزايش شديد 50 درصدي مواجه مي‌شود.

فيزيكدانان اينطور درنظر گرفتند كه درون اين تونل هيچ مقاومت هوايي وجود ندارد زيرا به گفته كلوتز اگر تكنولوژي براي حفر چنين تونلي وجود داشته‌باشد، تكنولوژي لازم براي خارج كردن هوا از درون آن نيز وجود خواهد‌داشت.

كلوتز در نهايت شگفتي دريافت آنچه محاسبه كرده‌است با پاسخي كه درصورت تصور يكپارچه بودن كشش گرانشي زمين در سرتاسر سياره و سطح آن به دست مي‌آمد، برابري مي‌كند.  اين فرضيه از آن رو درست است كه گرانش زمين با نفوذ بيشتر به عمق سياره 10 درصد تغيير مي‌كند، ابتدا شديد‌تر و سپس ضعيف‌تر مي‌شود. از اين رو زماني كه فردي در اين تونل آغاز به سقوط كند، به مناطقي خواهد رسيد كه نيروي گرانش كاملا نسبت به سطح متفاوت خواهد بود از اين رو مي‌تواند با سرعت زيادي از اين مناطق عبور كند.

نبايد انتظار داشت كسي بتواند اين محاسبات را به صورت حقيقي آزمايش كند. عميق‌ترين تونلي كه تاكنون انسان موفق به حفر آن در عمق زمين شده،‌12 كيلومتر بوده است،‌تونلي كه حفر آن توسط شوروي سابق از سال‌ 1970 تا 1989 به طول انجاميد و در نهايت تنها به 0.1 درصد از كل عمق زمين دست‌يافت.

منبع: همشهری آنلاین

باز نشر: سایت علمی نخبگان جوان

 

 

افزودن دیدگاه جدید

ویژه های سایت

و دیگر خدمات رسانه بر خط نخبگان جوان

معرفی فناوران در تمامی رشته ها به سازمان ها و ارگان های طرف قرارداد رسانه برخط نخبگان جوان ...

مشاوره و اخذ استاد راهنما

هسته ی علمی رسانه بر خط نخبگان جوان با بیش از 180 نفر دکترا و اعضای هیات علمی دانشگاه ها و اساتید...

و دیگر خدمات رسانه بر خط نخبگان جوان
مشاوره و اخذ استاد راهنما

نظر سنجی

  • تعداد مقالات: 2,156
  • بازدید امروز : 33892
  • بازدید دیروز: 70049

افراد آنلاین:

218

اکنون ساعت   11:16 am به وقت تهران میباشد.

امروز: پنجشنبه 16 ارديبهشت 1400

 

اینستاگرام: @majles.e.javan تلگرام: @majles.e.javan

استفاده از تمامی مطالب سایت تنها با ذکر منبع آن به نام سایت علمی نخبگان جوان و ذکر آدرس سایت com.نخبگان مجاز است
استفاده از نام و برند نخبگان جوان به هر نحو توسط سایر سایت ها ممنوع بوده و پیگرد قانونی دارد
مسئولیت مطالب ارسالی کاربران بر عهده سایت علمی نخبگان جوان نمی باشد

تهیه و تنظیم مطالب: com.نخبگان