Представьте: все 8 миллиардов человек синхронно бегут на восток, чтобы «подтолкнуть» Землю и заставить ее вращаться быстрее. Сценарий похож на бред сумасшедшего, но давайте представим, что это возможно. Сколько людей потребуется, чтобы раскрутить планету? Физики уже смеются — и вот почему.
Земля вращается вокруг своей оси со скоростью примерно 1670 км/ч на экваторе. Это вращение создает смену дня и ночи, влияет на климат и даже форму планеты — она слегка сплюснута у полюсов. Но главное — у Земли есть момент импульса, который делает её стабильным гироскопом в космическом вакууме.
Простыми словами — это «инерция вращения». Чем массивнее объект и чем быстрее он крутится, тем сложнее изменить его вращение. Момент импульса Земли колоссален: около 7×10(33) кг⋅м2/с7×1033кг⋅м2/с. Для сравнения: момент импульса всех людей, даже если они синхронно прыгнут, ближе к 1018 кг⋅м2/с10(18)кг⋅м2/с. Разница — 15 порядков. Это как пытаться остановить грузовик, подув на него.
Абсурдные расчеты на салфетке
Шаг 1: Энергия человечества против энергии Земли
Допустим, каждый из 8 млрд человек весит 70 кг. Общая масса человечества — 5.6×10(11) кг. Если все они побегут на восток со скоростью 10 м/с (рекорд Усэйна Болта — 12 м/с), их общий импульс составит:
p=m⋅v=5.6×10(11)⋅10=5.6×10(12)кг⋅м/с.
Но импульс Земли при её вращении:
Даже если люди передадут Земле весь свой импульс (что физически невозможно), изменение вращения будет ничтожным:
Это замедлит или ускорит сутки на 10(-17) секунды. Даже атомные часы не заметят.
Шаг 2: А что, если прыгнуть?
В 2011 году в интернете гулял миф: если все китайцы прыгнут одновременно, они сдвинут Землю. Физики посчитали: при прыжке высотой 0.5 м люди сообщат планете скорость 10(-13) м/с1. После приземления Земля «вернётся» на место — сила тяжести работает в обе стороны.
Шаг 3: Гигантские моторы вместо людей
Представим, что человечество построило гигантские реактивные двигатели на экваторе. Чтобы ускорить вращение Земли на 1 секунду в сутки, нужно ежегодно тратить энергию, равную потреблению электричества всего мира за 10 миллионов лет. А ещё топливо — его масса сравнима с массой Луны.
Почему это невозможно? Физика ставит барьеры
- Закон сохранения момента импульса.
Чтобы раскрутить Землю, нужен внешний крутящий момент. Но в космосе нет опоры — нельзя оттолкнуться от «ничего». Люди, бегущие по поверхности, — часть системы «Земля+человечество». Их импульсы гасят друг друга. - Энергия.
Для ускорения вращения Земли на 1% потребуется энергия, эквивалентная взрыву 100 миллиардов мегатонных бомб. Это в миллион раз больше всей ядерной мощи человечества. - Трение и катастрофы.
Даже если чудом раскрутить планету, центробежная сила сплющит ее, океаны хлынут к экватору, а атмосфера улетит в космос.
Человечество любит мечтать о грандиозном, но законы природы ставят нас на место. Земля — не волчок, который можно подкрутить пальцем. Ее момент импульса формировался миллиарды лет, и изменить его «усилиями» людей — все равно что пытаться обогнать ракету на самокате.
Но в этом и прелесть науки: даже абсурдные вопросы ведут к пониманию фундаментальных законов. В следующий раз, когда захотите «перевернуть мир», вспомните — Земля уже вращается. И ей не нужна наша помощь.
-----
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости