穿越地心，需要多久？( 二 ) _小知识

为了获得更精确的地球质量分布， Klotz决定采用“初步参考地球模型”（PREM ， Preliminary reference Earth model）。这个模型基于地震数据，考虑了一系列的地球性质，包括弹性、衰减、密度、压力和万有引力。在这个模型中，地球密度并不是一成不变的，而是随半径而增加，比如地表的密度低于1000千克/立方米，而在6371公里深的地核，密度升高到13000千克/立方米，并在地核的边缘（距地心3500公里处）有一个密度的突变。基于这个模型， Klotz得出了结论：落入“地球隧道”的物体，从另一边弹出来的时间是38分11秒，短于“均匀模型”预言的42分12秒。
Klotz还发现，如果我们假设物体下落过程中受到的万有引力恒等于在地表所受到的引力，那么答案会变成38分钟整。这种“引力恒定”的假设，需要地球的密度符合特殊的分布——随深度逐步稳定增加。当然，这种假设并不符合实际情况，因为地核的密度实际上是较稳定的，并不会随着深度变化。
那么，为什么“引力恒定”假说得出的答案与基于PREM模型的答案相差无几呢（只少了11秒）？Klotz解释说，这是由于地球的质量分布和引力随深度只有少量增加，基本上较为恒定，直到遇到地外核。从外核开始，引力会开始下降（这与得出42分12秒的模型类似）。但是，下落物体到达地核时，速度已经非常快了，因此通过地核的时间极其短，所以觉察不出太大的变化，也不会对结果产生很大影响。正如刘慈欣在《地球大炮》中所写道的：
这时，井壁发出的蓝光突然变成红色。
您现在已到达6300公里深度，速度8公里/秒，正在穿过地心！
耳机里响起了邓洋的声音：“你现在已达到可以飞出地球的速度，却正处在这个星球的中心，地球正在围着你旋转，所有的海洋和大陆，所有的城市和所有的人，都在围着你旋转。 ”
沐浴在这庄严的红光中，沈华北的脑海中又响起了音乐，这次是一首宏伟的交响曲，他以第一宇宙速度穿过这发着红光的地心隧道，仿佛漂行在地球的血管中，这使他热血沸腾。
邓洋又说：“虽然新固态材料有良好的绝热性能，现在你周围的温度仍超过了一千五百度，你的密封服中的冷却系统正在全功率运行。 ”
井壁的红光只延续了十多秒钟，又变回宁静的蓝光。
您已通过地心，现在正在上升，并开始减速。您已经上升了500公里，速度7.8公里/秒，仍在固态地核中。
【穿越地心，需要多久？】由于穿越地心的时间非常短，所以，采用“引力恒定”的假说得出了38秒的结论，与更精确的模型差得并不多。
在《地球大炮》的最后，地球隧道被科学家改造成了一个长达6300公里的电磁线圈，落入其中的物体不再进行简谐运动，而是不断的加速，用来发射火箭，真正变成了“地球大炮” 。主人公沈华北通过地球大炮来到太空，望着蔚蓝色的地球，想到了第一个到达地心的人、如今依然被困在地心铁镍流中的孙女沈静。此刻，她正驾驶着“落日六号”地航飞船，在地心永恒的漂流。想起来好孤单，还好，大刘在另一部小说《带上她的眼睛》中，讲述了深在地心的沈静，通过主人公的“眼睛” ，游历了高山与草原，也算是给读者一点安慰。
这是小说家浪漫的幻想。说不定在未来，真有那么一天，我们能挖穿地球。到那时候，我们和阿根廷之间，只隔着一个北京到天津的动车距离。那么，为了到达那一天，让物理学的计算先带上我们的眼睛和幻想吧！

穿越地心，需要多久？( 二 )

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