Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn đào một cái hố xuyên qua Trái Đất và nhảy vào đó?
Bạn sẽ rơi vào không gian hay mãi mãi trong một chu kỳ vô tận?
Ý tưởng đào một cái hố xuyên qua Trái Đất và nhảy vào đó đã thu hút trí tưởng tượng của nhiều người. Điều này cũng đặt ra nhiều câu hỏi về vật lý, lực hấp dẫn và số phận cuối cùng của một nỗ lực như vậy.
Hành trình bắt đầu: Đào xuyên qua các lớp của Trái Đất
Bước đầu tiên trong hành trình tưởng tượng của chúng ta là một nhiệm vụ tương đối khó khăn – đào một cái hố xuyên qua các lớp của Trái Đất. Khi đi sâu vào bên trong, chúng ta bắt gặp nhiều sự hình thành địa chất khác nhau, bắt đầu từ lớp vỏ Trái Đất, bao gồm đá và đất rắn chắc. Độ dày của lớp vỏ khác nhau giữa các khu vực khác nhau, dao động từ khoảng 5 đến 70 km.
Khi đi xuống sâu hơn, chúng ta sẽ chạm tới lớp phủ, một lớp bán rắn bao gồm đá nóng và nhớt. Lớp phủ kéo dài khoảng 2.900 km và được đặc trưng bởi nhiệt độ lớn cùng áp suất cao. Quá trình đào sẽ ngày càng trở nên khó khăn do các điều kiện khắc nghiệt gặp phải trong lớp này.
Cuối cùng, chúng ta đến phần lõi, được chia thành lõi bên ngoài và bên trong. Lõi bên ngoài chủ yếu bao gồm sắt lỏng và niken, trong khi lõi bên trong rắn do áp suất cự kỳ lớn. Lõi kéo dài khoảng 3.500 km đến trung tâm Trái Đất.
Thế tiến thoái lưỡng nan về lực hấp dẫn: Sự rơi tự do và đến tâm
Khi chúng ta đào sâu hơn vào Trái Đất, lực hấp dẫn trở thành một yếu tố quan trọng cần xem xét. Trọng lực chịu trách nhiệm giữ chúng ta đứng trên bề mặt Trái Đất và xác định trọng lượng của chúng ta. Khi chúng ta đi dần về phía tâm Trái Đất, lực hấp dẫn giảm dần do khoảng cách ngày càng tăng so với khối lượng của hành tinh.
Khi đến tâm, lực hấp dẫn từ mọi hướng sẽ kéo chúng ta như nhau, dẫn đến trạng thái không trọng lượng. Tuy nhiên, việc tiếp cận chính xác tâm Trái Đất là điều không thể do sức nóng và áp suất dữ dội ở độ sâu đó. Do đó, khái niệm rơi tự do hoặc trôi nổi tại tâm hoàn toàn là giả thuyết.
Video đang HOT
Thay vào đó, nếu chúng ta tiếp tục đào bên ngoài lõi, lực hấp dẫn sẽ đảo ngược lực kéo của nó, khiến chúng ta dần dần chậm lại và cuối cùng dừng lại ở đầu đối diện của hố. Từ đó, chúng ta sẽ bắt đ.ầu r.ơi trở lại tâm theo chuyển động giống như con lắc.
Đối mặt với những thách thức: Nhiệt độ, áp suất và sự sống còn
Sống sót sau một cuộc hành trình khắc nghiệt như vậy đưa ra những thách thức to lớn. Nhiệt độ và áp suất tăng lên đáng kể khi chúng ta di chuyển sâu hơn vào Trái Đất. Trong lớp phủ, nhiệt độ lên tới hàng nghìn độ C, đủ để làm tan chảy đá. Nhiệt của lõi thậm chí còn dữ dội hơn, với nhiệt độ vượt quá 5.000 độ C.
Áp suất bên trong Trái Đất cũng tăng lên đáng kể. Áp suất cực lớn trong lớp phủ và lõi sẽ nghiền nát bất kỳ vật thể hoặc sinh vật sống nào cố gắng mạo hiểm vượt ra ngoài lõi. Ngoài ra, việc thiếu không khí để thở và sự hiện diện của khí độc sẽ khiến việc sống sót trở nên bất khả thi.
Hơn nữa, khoảng cách và thời gian cần thiết để đào một cái hố xuyên qua Trái Đất gây ra nhiều trở ngại hơn nữa. Với những hạn chế của công nghệ và t.uổi thọ con người, để có thể đạt được thành tích như vậy về mặt thể chất hiện nằm ngoài tầm với của chúng ta.
Hệ quả lý thuyết: Sự quay, động lượng và dao động của Trái Đất
Kịch bản giả định về việc đào một cái hố xuyên qua Trái Đất và nhảy vào bên trong đó đặt ra câu hỏi về sự quay của Trái Đất và những hậu quả tiềm ẩn đối với động lượng của nó.
Trái Đất quay với tốc độ xấp xỉ 1.670 km/h tại đường xích đạo. Khi một vật chuyển động ra xa tâm quay, sự bảo toàn động lượng góc cho thấy tốc độ quay của nó sẽ tăng lên.
Trong kịch bản này, khi chúng ta di chuyển về phía lõi Trái Đất, chuyển động của chúng ta sẽ làm chậm quá trình quay của hành tinh một chút. Tuy nhiên, tác động đối với sự quay của Trái Đất sẽ không đáng kể do quy mô lớn của hành tinh và tác động rất nhỏ của chuyển động của một người.
Ngoài ra, các dao động của Trái Đất, chẳng hạn như các dao động tự nhiên hoặc sóng địa chấn, cũng sẽ phát huy tác dụng. Sự xáo trộn gây ra bởi việc đào một cái hố xuyên qua Trái Đất có khả năng tạo ra hoạt động địa chấn, dẫn đến động đất hoặc chấn động cục bộ. Tuy nhiên, mức độ của những tác động này sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố và cần phải nghiên cứu khoa học thêm.
Mặc dù ý tưởng đào một cái hố xuyên qua Trái Đất và nhảy vào đó nghe có vẻ hấp dẫn, nhưng đây vẫn là một kịch bản giả định với vô số thách thức và hệ quả lý thuyết. Nhiệt độ khắc nghiệt, áp suất và những khó khăn trong việc sinh tồn, cùng với những hạn chế về công nghệ và khả năng của con người, khiến nỗ lực này trở nên bất khả thi trong thực tế.
Hơn nữa, chuyển động quay và động lượng của Trái Đất sẽ bị ảnh hưởng ít nhiều bởi một tác động như vậy. Khám phá lý thuyết về khái niệm này cho phép chúng ta đ.ánh giá cao sự phức tạp của cấu trúc hành tinh của chúng ta và các lực chi phối nó. Cuối cùng, hành trình đến trung tâm Trái Đất vẫn là một thử nghiệm tưởng tượng hấp dẫn hơn là một khả năng thực tế.
Trái đất có thể bị 'vây' bởi thiên thạch ngoài hệ Mặt trời
Một nghiên cứu mới đặt câu hỏi liệu hành tinh của chúng ta có thể thu hút những vị khách đá và băng từ bên ngoài hệ mặt trời hay không - và làm thế nào các nhà khoa học có thể phát hiện ra chúng.
Ngoài không gian có nhiều vật thể lạ
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng các vật thể trôi nổi từ các hệ sao ngoài hệ Mặt trời, có thể bị hút bởi lực hấp dẫn của Trái đất và tồn tại trên quỹ đạo quanh hành tinh của chúng ta suốt hàng triệu năm. Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 17.5, hầu hết các vật thể này có thể quá nhỏ để phát hiện bằng kính viễn vọng hiện tại.
Avi Loeb, giáo sư vật lý tại Đại học Harvard phân tích: "Các vật thể đi vào hệ Mặt trời, từ không gian giữa các vì sao bên ngoài có thể bị mắc kẹt vào các quỹ đạo xung quanh Mặt trời do di chuyển gần với hành tinh có lực hút lớn như sao Mộc. Chúng tôi điều tra khả năng một số trong số chúng bị "bắt" và trở thành Vật thể gần Trái đất (NEO)".
Những "kẻ xâm nhập từ các vì sao bên ngoài" này thường ở dạng những tảng đá băng khi bị hất ra khỏi hệ thống sao của chúng trước khi lạc tới hệ Mặt trời. Tuy nhiên, Loeb và các đồng nghiệp cũng không loại trừ khả năng các vật thể do người ngoài hành tinh chế tạo có thể đi vào hệ Mặt trời.
Những kẻ xâm nhập hệ Mặt trời là ai?
Những vị khách du hành giữa các vì sao đã được các nhà thiên văn học rất quan tâm kể từ năm 2017, khi "kẻ xâm nhập" đầu tiên — một tảng đá hình điếu xì gà có tên Oumuamua được phát hiện ở sát chúng ta.
Oumuamua dài 400 mét, hình dạng thuôn với chiều dài gấp khoảng 10 lần chiều rộng, khiến nó khác biệt với bất kỳ tiểu hành tinh hoặc sao chổi nào có nguồn gốc từ hệ Mặt trời mà chúng ta từng biết. Sau khi quan sát kỹ hơn tảng đá có hình giống mũi lao, các nhà khoa học kết luận rằng nó đã lang thang trong thiên hà của chúng ta, không liên kết với bất kỳ hệ sao nào trong hàng trăm triệu năm trước khi tình cờ lạc trôi vào hệ Mặt trời.
Một cuộc tìm kiếm mới về các vật thể trong không gian giữa các vì sao lại bùng lên khi xuất hiện vật thể thứ hai không lâu sau đó. Sao chổi Borisov - một quả cầu băng và bụi có kích thước bằng tháp Eiffel từ bên ngoài hệ Mặt trời được phát hiện vào năm 2019.
Cả Oumuamua và Borisov đều không bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn với Mặt trời, có nghĩa là cả hai vật thể này cuối cùng sẽ rời khỏi hệ mặt trời một cách thất thường như khi chúng bước vào đó. Vật thể hình điếu xì gà lúc này đã chạy ra ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương. Trong bài báo cáo mới, các tác giả nghiên cứu đã điều tra xem liệu các vật thể từ không gian liên sao có thể bị hấp dẫn bởi lực hấp dẫn của Mặt trời hay thậm chí là các hành tinh hay không. Nếu có bị tác động thì buộc các vật thể từ không gian liên sao đó phải bị nhốt lại trong hệ Mặt trời.
Những kẻ bị Trái đất thu hút
Những nỗ lực trước đây để nghiên cứu ý tưởng này đã tập trung vào khả năng thu hút vật thể của Mặt trời và sao Mộc vì đây là 2 thiên thể lớn nhất hệ Mặt trời. Đối với nghiên cứu mới, các nhà khoa học bắt đầu điều tra xem liệu Trái đất cũng có thể bắt giữ các vật thể từ không gian liên sao và giữ chúng dưới dạng NEO hay không.
Sử dụng các mô phỏng số, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng Trái đất có thể định kỳ bắt giữ các vật thể từ không gian giữa các vì sao trên quỹ đạo của mình. Tuy nhiên, hiệu ứng này nhỏ hơn so với hiệu ứng của sao Mộc khoảng một nghìn lần do khối lượng Trái đất nhỏ hơn sao Mộc 300 lần và Trái đất có địa chỉ "khó tìm" hơn.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bất kỳ vật thể nào bị hấp dẫn bởi lực hấp dẫn của Trái đất sẽ không ổn định và sẽ chỉ duy trì quỹ đạo quanh hành tinh của chúng ta trong một thời gian ngắn hơn so với các NEO hiện được biết đến. Bởi lẽ, những vật thể này sẽ bị xáo trộn quỹ đạo do tương tác với các hành tinh khác hoặc với Mặt trời. Cuối cùng, chúng sẽ bị ném ra khỏi hệ Mặt trời giống như chúng đã bị ném ra khỏi các hệ sao từng tá túc trước đây.
Loeb giải thích rằng, mặc dù nhóm không đưa ra giả thuyết rằng hiện có các vật thể quay quanh Trái đất đến từ môi trường liên sao, nhưng các nhà thiên văn học nên tiếp tục kiểm tra khả năng này. Nghiên cứu các vật thể xung quanh Trái đất có nguồn gốc từ các vì sao khác, có thể tiết lộ những hiểu biết mới về sự hình thành của các hệ sao xa xôi. Tuy nhiên, Loeb nói thêm, có thể có một khả năng nhỏ là cuộc điều tra những vị khách này có thể tiết lộ điều gì đó thậm chí còn phi thường hơn.
Loeb cho biết: "Các vật thể đến từ không gian giữa các vì sao có nguồn gốc từ bên ngoài hệ Mặt trời và có khả năng có nguồn gốc từ công nghệ, tương tự như năm tàu thăm dò giữa các vì sao mà nhân loại đã phóng đi: Voyager 1 và 2, Pioneer 10 và 11, và New Horizons (trong số năm tàu này, chỉ có Voyager 1 và 2 đã rời khỏi hệ Mặt trời). Nếu các vật thể từ ngoài hệ Mặt trời đến hành tinh chúng ta, có nguồn gốc nhân tạo... thì chúng có thể cho ta biết về các nền văn minh ngoài Trái đất".
Trái Đất có phải là vật thể hình cầu hoàn hảo như chúng ta nghĩ? Trong hành thế kỳ, chúng ta đã tin rằng hành tinh Trái Đất là một vật thể hình cầu hoàn hảo, một quan niệm này đã ăn sâu vào nhận thức chung của chúng ta về thế giới. Mô hình Trái Đất hình cầu Khái niệm Trái Đất đã xuất phát từ nhiều nền văn minh thời cổ đại khi họ quan sát...
