如果地球和太陽一樣大,那就不僅僅是有生之年能不能走遍“地球”那么簡單,還涉及到能不能走的問題,下面我們一起來研究一下。
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一、地球有多大
地球是我們賴以生存的家園,它是一個(gè)既不發(fā)光也不透明,且大致呈赤道略鼓、兩極稍扁十分不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)“三軸橢球體”,赤道長半徑為6378.2千米、極半徑(短半徑)為6356.8千米,平均半徑約為6371千米,根據(jù)地球的這個(gè)平均半徑并結(jié)合圓周長公式C=πd=2πr和球體面積公式S=4πR^2可求出地球的(赤道)周長和表面積分別為40009.88千米和509805891平方公里。
二、太陽有多大
太陽是距離地球最近的恒星,它是太陽系的中心天體,集中了太陽系內(nèi)約99%的質(zhì)量,而在組成太陽的各類物質(zhì)中,僅氫和氦就分別占了約75%和23%,其余的2%主要包括了氧、碳、氖、鐵和一些其他的重元素。
盡管從地球上看,太陽有時(shí)候還沒有月亮大,但由于日地距離約為1.5億公里,實(shí)際上太陽是是非常巨大的,其直徑約為139.2萬千米,我們同樣可以根據(jù)這一數(shù)值計(jì)算出太陽的周長和表面積分別為4370880千米和6.08426E+12,而通過對(duì)比不難算出太陽的周長和表面積分別是地球的110倍和12000。
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了解清楚了變大后的地球的相關(guān)數(shù)據(jù),下面我們先來做幾道純粹的數(shù)學(xué)題,看看在這個(gè)“超級(jí)地球”走一圈到底要多久。
1、“11路車”走一圈要多久?
按照成年人步行速度約為1米/秒計(jì)算,走完4370880千米共需要43.7088億秒,也就是138.6年,很顯然這基本上已經(jīng)超出了人類的壽命極值,單靠步行是完成不了這項(xiàng)“環(huán)球之旅”的。
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2、開車走一圈要多久?
目前高速公路最高限速120千米/小時(shí),國道、省道均有不同的限速,綜合來看取均值80千米/小時(shí),也就是說開車在“超級(jí)地球”上環(huán)繞一圈要連續(xù)行駛54636小時(shí),要足足開6.24年,撇開這個(gè)行駛時(shí)間不說,就拿這個(gè)行駛距離來說就足足超出小汽車60萬公里報(bào)廢值的7.28倍,因此開一臺(tái)車是不夠的,中途至少要換8臺(tái)新車。
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3、坐飛機(jī)繞一圈要多久?
我們都知道,客機(jī)飛行高度一般在6000米至12600米之間,遠(yuǎn)距離飛行取平流層底平均10千米的高度,周長約為4370911.4(較地面增加31.4千米,),按照客機(jī)飛行速度為每小時(shí)800千米計(jì)算,需要連續(xù)飛行5464小時(shí)(約8個(gè)月),考慮到加油和檢修的時(shí)間,總體上來看需要整整1年。
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綜上所述,距離、速度、時(shí)間三者的關(guān)系是,距離一定,時(shí)間和速度成反比,即速度越快用時(shí)最短,因此只要科學(xué)技術(shù)足夠發(fā)達(dá),無論地球變得多大單從純數(shù)學(xué)計(jì)算角度都可以實(shí)現(xiàn)環(huán)球之旅,前提是這個(gè)足夠大的“地球”能適宜人類生存。
那么問題來了,如果地球變成太陽那么大,人類真的能站得住腳嗎?這里就有兩個(gè)假設(shè),一是質(zhì)量沒變體積增大,二是質(zhì)量和體積都在增大,下面我們來進(jìn)一步分析一下這兩種狀態(tài)下能不能適應(yīng)人類生存。
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1、地球質(zhì)量沒變體積增大
現(xiàn)已知地球的質(zhì)量為5.965×10^24千克,而根據(jù)太陽的半徑可求出體積為1.41155E+18立方千米,根據(jù)密度公式p= m/v,可求得這個(gè)變大后的地球平均密度為0.004226千克/立方米,也就是說密度相當(dāng)于沒有變化前的約130萬分之一,幾乎相當(dāng)于空氣密度的3.3‰,很顯然這樣的地球是不存在的,人連“飄”的機(jī)會(huì)都沒有。
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2、質(zhì)量和體積都增大
地球的平均密度保持不變,且仍然屬于一顆巖石星球,這將意味著地球的質(zhì)量要比原來大130萬倍,且根據(jù)g=MG/R2可計(jì)算出這個(gè)“超級(jí)地球”的重力加速度為1067.3m/s2,這是什么概念呢?
a、重力加速度是原來的約109倍,也就是說平均100斤的人將變成10900斤,自己都可以把自己壓扁;
b、地球核心受到的壓力增大,高溫高壓作用下很可能誘發(fā)地球內(nèi)部的核聚變,使地球這顆“超級(jí)行星”升格為恒星,這時(shí)候的人早已灰飛煙滅了。
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不過值得一提的是,假如地球體積擴(kuò)大到太陽那么大,那么表面積將會(huì)是原來的11935倍,舉個(gè)很簡單的例子,京滬高鐵北京南站到上海虹橋站距離為1318千米,地球表面積擴(kuò)大之后將變成15730330千米,原本4個(gè)小時(shí)說走就走的旅行時(shí)間卻變成了47740小時(shí)(5.5年),想想還是在家里待著比較好好,哪里都不用去了。
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