假如地球中空会怎么样?

作者: René Cuillierier

来源: 新发现

发布日期: 2018-11-06

文章探讨了如果地球是中空的理论可能性及其后果,包括引力抵消、内部太阳的不可能性和宜居中空星球的设想。

真要在如此庞大的壳里生活,其场景恐怕会和网上谣传的大相径庭……这是最荒唐的阴谋论之一:地壳南北极存在两个洞可以通往地球内部,里面和科学家主张的相反,是完全中空的。在庞大地壳的内侧,混住着猛犸象、恐龙和百慕大三角的失踪者——并且,出于某种不甚明了的原因,这类理论总会有那么一两点瘆人的元素,在幕后操纵一切的亚特兰蒂斯的“高等人种”,或者一小撮从二战中逃脱的纳粹分子……

在这中空的地球内,一个微型太阳位处地心。因此,地壳内部无论何时何地都是正午。“中空”地球可这样的世界真正面貌是怎么样的呢?天真一点的可能会认为一旦到达中空地球的内侧,就会被脚下的物质所吸引,正如我们在真实的地球上被地心引力所吸引着一样。于是我们正常站着,头朝向中空地球的球心。不幸的是,在这种姿势下,我们头顶还有另一大块物质——地球另一边的地壳——也吸引着我们!这引力有多大呢?

有一条大家可能从未听说过的物理定理叫“壳层定理”。依照牛顿推演出的这一定理,对跖点(球面上任一点与球心的连线会交球面于另一点,亦即位于球体直径两端的点,这两点互称为对跖点)的物质和我们脚下的物质对我们的引力大小相同方向相反。结果就是两个引力相互抵消,我们不受任何一方影响!

或许这很令人吃惊,但是“1/r2”是所有力共有的性质,意思是说力的大小与距离(r)的平方成反比,比如电磁力或万有引力。换句话说,如果两物的间距 r 翻倍,相互作用力大小就要除以 22=4。这条物理定律不可避免地导致中空星球内的万有引力被完全抵消。

天文学家埃德蒙多·哈雷(牛顿的好友,哈雷彗星即以其命名)于 1692 年提出了地球空洞说。

在一些为此痴狂者的眼中,仿佛很多源自古老文明的关于地下世界的传说都随之得到了肯定。比如古希腊人认为那里是地狱所在。不知道亚特兰蒂斯人像宇航员一样飘在空中生活是否自得其乐,但几乎可以确信,猛犸象应当是不乐意的……同理,内部的太阳也会四处游荡,没道理乖乖待在中央。话说回来,若然这些“世界之主”喜欢生活在游荡的火球下,甘愿冒着随时遭遇大火燎原的风险,那就是他们自己的问题咯!

首先,我们来关注一下内部太阳的问题。“地球空洞说”中的微型太阳实际上是不可能存在的,因为一颗恒星需要达到一定的质量,其核心的气体才能被压缩和加热,直至引发核反应,恒星的能量也由此而来。其质量至少应有太阳的8%,其直径则应达到地球的10 倍左右:我们需要一个比预期大得多的外壳才能装得下!

假设有一个半径为 1.7×106 km 的中空星球,这样其内侧每平方米接受的太阳能才会达到当下地球的水平(温度不高不低,生活舒适宜人)。这颗星球自转一周需要将近 23 h,赤道地区的人造重力和地球引力相若。其表面积是地球的 7 万倍:需要在其中嵌入海洋、建造城市、广种农田,尤其不可忘了安装太阳能板!

因为居于中央的这颗矮星即便亮度仅为太阳的 1/8000,中空星球也会吸收其全部能量,地球则不同,仅仅截获了太阳向四面八方发散的辐射能的几十亿分之一,其余的都白白浪费了。因此,中空星球每时每刻接受的能量是我们地表目前水平的 10 亿倍!足以发展出璀璨文明了呢,不是吗?

这就是为什么戴森设想的是一个由数十亿太阳能板和其他航天器组成的云状戴森球(或说戴森云),能够拦截光线并提供足够的宜居面积。这个结构的每一部分都稳稳围绕恒星转动,恒星则坐镇中央,而不是像在“中空的地球”里那样到处游荡。

近几年,天文学家因一颗名为 KIC 8462852 的恒星激动不已,其亮度变化与众不同,似乎有庞大的物体周期性地挡住了光线……就像有戴森云环绕该星。可能性最高的原因就是在那一带有大量彗星迈着微醺的步伐乱窜。可是谁知道呢,在这浩瀚太空中没准就有外星人好端端地生活在中空的世界里!

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