在2021年電影《哥斯拉大戰(zhàn)金剛》中，導(dǎo)演為觀眾呈現(xiàn)了一個令人神往的地心世界，引發(fā)了人們對地球內(nèi)部的好奇。盡管這一構(gòu)想在科學(xué)角度來看并不現(xiàn)實，但地心世界的概念一直以來都吸引著眾多科學(xué)家和小說家的興趣。
一、地球引力和速度
地球上的一切物體都受到引力的作用，這是由地球的質(zhì)量造成的。因此，無論站在地球的哪個地方，人都會受到地心方向的引力，即重力。隨著人離地心越來越近，所受引力會逐漸減小，因為只有離地心更近的地球質(zhì)量會對人產(chǎn)生指向地心的引力。地球上的重力加速度大約為9.8米/秒2，這意味著一個物體從高處自由下落時，每秒鐘速度會增加9.8米/秒。
二、地心旅程的理想狀態(tài)
在理想狀態(tài)下，一個人跳入地球的穿越通道，他會沿著通道自由下落，并在到達(dá)地心時速度減為零。這是因為在地心，各個方向施加在人身上的力是平衡的，人處于完全失重的狀態(tài)。人在地心的速度達(dá)到最大，然后再沿通道脫離，隨著重力逐漸減小，速度會再次降為零。這一過程總共需要約85分鐘，這個時間剛好是以地球的第一宇宙速度繞地球一圈所需的時間。
三、非理想狀態(tài)下的復(fù)雜性
在非理想狀態(tài)下，考慮到大氣阻力的存在，情況會更為復(fù)雜。在有恒定重力和均勻大氣壓的情況下，一個人的終端速度大約是56米/秒，這是阻力與重力平衡時的速度。一個人跳入地球的通道，首先會加速到終端速度，然后再逐漸減速。根據(jù)自由落體的速度公式，一個人在到達(dá)地心時的速度應(yīng)該為零。然而，在地心附近，人的速度可能再次增加，因為重力會在不同的地點(diǎn)產(chǎn)生不同的影響。這是因為地球各地的密度和成分不同，導(dǎo)致重力的變化不均勻。
四、地球內(nèi)部的復(fù)雜性
進(jìn)一步考慮到地球內(nèi)部的復(fù)雜性，地心旅程的情況變得更加復(fù)雜。地球內(nèi)部的壓力和密度隨深度而變化，因此地心通道附近的地球物質(zhì)也會有所不同。地球物理學(xué)家曾合作制定了初步參考地球模型（PREM），展示了地球的平均屬性與行星半徑的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)這個模型，重力在接近地心時會有所增加，這意味著一個人可能不會以零速度從地心出來。因此，在考慮到實際地球情況的情況下，一個人在地心旅程中可能會遇到更多未知的挑戰(zhàn)。
盡管穿越地球是一項令人著迷的構(gòu)想，但在現(xiàn)實中，這是不可能的。即使是現(xiàn)實中最深的鉆孔項目也只是劃破了地球表面的皮膚。地球內(nèi)部的高溫和壓力使得穿越地球成為不可行的任務(wù)。此外，地球的復(fù)雜重力分布和物質(zhì)組成也增加了地心旅程的不確定性。因此，盡管我們對地球內(nèi)部充滿好奇，但我們無法穿越地球來揭開它的秘密。
