无底洞里的旅行家

对地球核心的构成知之甚少。有些人认为在几百公里厚的坚硬地壳下是热液体。有些人认为整个地球都冻结在中心。这个问题很难回答，因为最深的矿井只有7.5公里深(人类能接触到的最深的矿井更浅，只有3.3公里)，而地球的半径是6400公里。如果一个人能沿着地球的直径钻一个洞，并一直穿过它，不用说这个问题就能解决。然而，目前的技术还远远没有实现这样一个计划——尽管现在在地壳中钻探的井的总长度超过了地球的直径。关于钻透地球的隧道，18世纪的数学家蒙博托和哲学家伏尔泰曾经想过。已故法国天文学家弗兰·马里恩曾再次提出这个计划。

当然，直到现在还没有人做过这样的事情。然而，我们可以想象这样一个无底洞来研究一个有趣的问题:如果沿着地球的直径钻一个洞...

一个无底洞，你认为会发生什么(暂时让我们忘记空气阻力)？不可能与洞穴底部碰撞，因为这里没有底部。那么，你会住在哪里？

呆在地球的中心？没有。

当你落到地球中心时，你的身体将以这样的速度下落(大约每秒8公里)，以至于你根本无法停留在这一点上。你将继续向前飞，移动速度将逐渐减慢，直到你到达洞的另一端。当你到达这里时，你应该牢牢抓住洞的边缘，否则你会再次掉进洞里，再次穿过洞，出现在洞的另一端。如果你仍然抓不到任何东西，你会再次掉进洞里，然后像这样来回摆动，直到永远。力学告诉我们，在这种情况下(让我重复一遍，如果不计算孔中空气的阻力)，物体应该保持前后摆动。

像这样挖一个洞需要多长时间？整个旅程需要84分24秒来来回回，整个数字大约是一个半小时。

弗兰纳里·马立文接着说:

如果沿着地轴从一个极点挖到另一个极点，情况将如上所述。然而，如果我们把起点移到另一个纬度，欧洲、亚洲或非洲，那么我们必须考虑地球自转的影响。众所周知，地球表面的每个点都在运行。赤道上的每个点每秒运行465米，而在巴黎的纬度上，它每秒运行300米。由于离地球旋转轴越远，圆的速度越大，放入洞中的小球不会直接落入，而是会稍微向东倾斜。因此，如果在赤道上挖一个无底的洞，它应该挖得很宽或很倾斜，因为物体从地面落下的路径将远离地球的中心并朝向东方。

如果洞穴的入口在南美洲的高原上，这个高原的高度被假定为2公里。这个洞的另一端在海上，当一个人到达这个洞的另一端时，他不小心掉进了美国另一端的洞里，他的速度一定能让他在离开洞后再向上飞两公里。

如果洞的两端都在海上，那么当穿洞的人出现在洞口时，速度已经等于零，我们可以伸出手去抓住他。在前一种情况下，我们应该小心闪开，以免与飞得很快的旅行者相撞。