地球の中心にたどり着いて生き延びることなど不可能だ。地球の中心核は華氏約9,000度で、太陽の表面と同じくらいの熱さで、そこにいる人は誰でも一瞬で焼けてしまう。さらに圧力も加わり、その圧力は地球表面のおよそ300万倍に達し、押しつぶされてしまう。しかし、細かいことは気にしないでほしい。地球の中心にたどり着くと、物理学は本当に興味深いものになる。 物体間の引力である重力を理解することは、これから起こる奇妙な状況を理解する鍵となるでしょう。引力の強さは、物体の質量と、物体同士の距離によって決まります (質量が大きく、距離が近いほど、力が強くなります)。私たちが感じるほど強い重力は、地球の質量から来るものだけであり、それが私たちが表面で下向きの引力を感じる理由です。 地球の中心では状況は異なります。地球はほぼ球形なので、周囲のすべての質量からの重力は互いに打ち消し合います。中心では「すべての方向から均等に引力がかかります」とシカゴのアドラー天文館の天文学部長ゲザ・ギュク氏は言います。「無重力状態」で、自由に浮遊します。 しかし、例えばロサンゼルスまで続く非常に長いはしごを登って中心から出ようとしたらどうなるでしょうか? (わかりやすくするために、地球の密度は均一であると仮定しましょう。実際はそうではありませんが、ここで説明した一般的な傾向は依然として当てはまります。) 中心では、足元の質量から地球の反対側であるインド洋までの重力があなたを下に「引っ張り」、頭上の質量があなたをロサンゼルスに向かって上に「引っ張り」ているのと同じです。数段登った後でも、インド洋まで下に向かって感じる引力はほぼゼロです。まだほとんど無重力のように感じるでしょう。しかし、登るにつれて、上の質量はどんどん少なくなり、下の質量はどんどん増えていきます。中心に向かう引力はどんどん強くなり、無重力のような感覚はどんどん小さくなり、ついには地球の表面に立ってハリウッドサインを見つめ、再び重さを感じます。 この記事はもともと、Popular Science 誌の 2011 年 3 月号に掲載されました。 |
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