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  • 發布時間:2023-05-16 13:02 原文鏈接: 為了上秤體重輕點,不惜在大大的地球里挖呀挖……

    認真閱讀下面的文章,并思考文末互動提出的問題,嚴格按照 互動:你的答案 格式在評論區留言,就有機會獲得由江蘇科學技術出版社提供的優質科普書籍《NASA自然百科:認識宇宙》。

    嘗試回答一個愚蠢的問題可以讓你了解一些嚴肅的科學。

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    要想減掉20磅(9.07kg)體重,需要將地球的多少質量遷移至太空中呢?

    這還不簡單,你的體重源于地球對你向下的引力作用,地球的引力又源自它的質量,質量越小意味著引力越小,所以移除地球的質量,你就可以減肥!!!

    于是你決定試一試。

    從地球上移除大量的質量需要消耗大量的能量,所以你要從奪取整個地球的石油儲備開始。(專業操作,請勿模仿!!!)

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    你首先將石油加工成燃料,然后用它將數千億噸的巖石輸運至軌道中,這使得地球表面的巖石層厚度平均減少了0.2毫米。

    之后你滿懷期待的上秤了。190磅。

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    好吧,一點用都沒有,但也解釋得過去:畢竟幾千億噸相對于地球總質量微乎其微。

    接下來你想到,燃燒地球上其他的化石燃料——尤其是儲量相當多的煤,也可以減輕地球的質量,并讓你移除地球表面約一毫米的厚度。

    做完這些你再次充滿期待的上秤。還是190磅?

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    唉,你意識到還需要更多的能量。

    接著你用高效的太陽能電池板覆蓋整個地球,花費一年的時間吸收照射到地球上的所有陽光,來為你的巖石發射器提供動力。但人類會因此不得不生活在太陽能板的陰影下。大家可能會對你這一行為很生氣。

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    一年的陽光將為你提供足夠的能量,清除地球表面幾英寸厚,近100萬億噸的巖石。遺憾的是,這還遠遠不夠。

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    顯然,這種漸進式的方法行不通。

    你需要更多的能量,與其只捕獲照射到地球上的一小部分太陽能,不如直接在太陽周圍建造一個能量收集外殼——戴森球。它可以收集太陽釋放的全部能量。一旦控制了這些能量,你就可以更快地削薄地球表面。

    隨著你挖得越深,地球上的巖石就越熱。當你剝去幾百米厚的地殼后,人們發現地面正在變暖,而到你移除1km的巖石層時,地表已經達到40攝氏度。當你在寒冷的早晨起床時,高溫地面可能會讓你的腳感覺很暖和,但卻會讓生活變得很不舒服。此外,由于你已經移除了所有地質熱點(在地下深處的地幔中,深藏著盛滿了灼熱巖漿的巖漿室)的頂部,世界上所有的火山都會爆發。

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    你又檢查了一下秤上的數字。190磅。

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    唉!

    你繼續用戴森球移除更多的巖石,大約花費了20分鐘就剝去了5km厚的巖石層(除此之外,你可以再額外花費幾分鐘移除海洋)。地球再也不適合居住,由于黃石超級火山下暴露出的巖漿,懷俄明州西北部成為一個熔巖湖。大多數地方的地面都熱得可以燒開水、生火。

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    你又再次上秤試試。

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    沒關系,你只需要移走更多的巖石就行,也許你可以試試太陽能驅動的行星削皮器。

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    你削去了20km厚的地殼,這暴露了大部分的前海底地幔。

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    好吧,從來沒有人說過減肥是容易的。你又把地球褪掉了20km厚,移除了熔融地幔層和深地殼異體囊。

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    你繼續加油,用行星削皮器經過四個小時的辛勤工作,你已經移除了地球60km厚的大部分熔融巖石。當你踏上秤時,終于看到了變化。191磅???

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    你還重了一磅。

    這怎么可能呢?

    如果地球的密度是均勻的,那么去除地球的殼層會讓你更輕,但我們的地球密度不是均勻的,而是隨著挖得越深,密度越大,所以密度的增大就會抵消質量損失。當你移除表面時,這顆星球變得越來越輕,但你也越來越接近致密的核心。凈效應是,去除地球外層會使其表面重力更強。

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    重力隨著你所處地球深度的增加而不斷增加。只有在你削掉大約3000km后,地球直徑減少一半,并噴出三分之二的質量后,地球表面的重力才會不再增加(這將花費你的太陽能行星削皮器一周的時間)。你的體重到達207磅的峰值,之后隨著你開始去除密度更大的外核,體重開始下降。

    一旦你移走了3450km的巖石,你的體重就會恢復到剛開始的時候。削去3750km厚的巖石層后,你終于實現了減掉20磅的目標。迄今為止,你已經消除了地球85%的質量。你的體重減輕了!

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    這個計劃有一些缺陷。它摧毀了地球,是的,它的效率低得沒有必要。有一種更簡單的方法可以在不改變質量或離開地表的情況下減少地球對你的引力。

    物質的球形外殼不會對里面的物體施加任何引力,這意味著如果你往下走,你上面的巖層就不會對你的體重產生影響。從引力的角度來看,它們就好像消失了一樣。你實際上不需要從地球上移除物質,你只需要穿過它。你可以用一個相對簡單的隧道來避免所有的工作。

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    那么你起碼避免運動了嗎?嗯,算是吧。你的項目最終需要你做大量的工作。清除地球表面需要卡路里的能量,這比全人類從現在開始每天進行24小時高強度鍛煉直到太陽燃燒殆盡并且其殘余冷卻到室溫所消耗的卡路里還要多。

    如果你的目標是不運動就能減肥,那不會比這樣失敗得更慘了吧。

    作者:RANDALL MUNROE

    翻譯:深淺

    審校:*0

    原文鏈接:Lose Weight the Slow and Incredibly Way

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    以美國天文學家愛德溫·哈勃為名的哈勃太空望遠鏡已經升空30年,它獨自遨游在黑暗的太空,以拍攝宇宙絢爛多彩的星云而聞名于世。那么太空望遠鏡的照片都是假彩色嗎?96%的宇宙都是由看不見的暗物質和暗能量構成的?專事于科普工作的NASA科學家金伯利·K.阿坎德在 《NASA自然百科:認識宇宙》一書中,對這些問題給予了非常通俗易懂的全面解釋。并配以NASA哈勃、錢德拉和斯皮策三大望遠鏡220幅實拍照片,圖文并茂,讓你一覽宇宙的全貌和現狀


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