網(wǎng)絡(luò)上常??吹街T如此類的問題,覺得很奇葩,一笑置之??吹枚嗔?,見許多網(wǎng)友一再提出這種問題,甚至有人認(rèn)為就像一艘大船的所有人集中在一邊一跳,船就有可能傾覆一樣,全世界所有人聚集起來共同一跳,就有可能撼動地球甚至毀滅地球。
既然說得如此嚴(yán)重,且涉及到一些科學(xué)常識問題,作為一個科普作者,就必須來湊這個熱鬧了。那么全世界的所有人聯(lián)合集中起來,驚天動地一跳,真的會讓地球發(fā)抖,然后毀掉嗎?
現(xiàn)在我們就來掰掰手指頭,用小學(xué)的數(shù)學(xué)題,再根據(jù)粗淺的物理學(xué)知識,說說大致會導(dǎo)致的后果吧。
根據(jù)聯(lián)合國最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截止到2022年9月15日,全球238個國家和地區(qū)人口總數(shù)為7898236143人。其中中國人口數(shù)量第一,為1447301400人;印度人口數(shù)量第二,為1403018576人,人口數(shù)量排在后面的依次為:美國、印度尼西亞、巴基斯坦、尼日利亞、巴西、孟加拉國、俄羅斯等等,就不一一列舉了。
這些人口分布在世界各地,如果各自在各地跳起來又落下,根據(jù)簡單的常識,這些力量似乎大部分會抵消了,恐怕不符合提出諸如此類問題的朋友們的本意,提出這種問題的朋友大概是要求全世界人口集中起來,有人發(fā)個口令:1~2~3,一起跳,然后發(fā)生令人驚恐一幕,地球傾斜了,軌道偏移了,走向毀滅。
為了更好回答問題,先把問題捋一捋,明確幾個數(shù)據(jù):首先人口總數(shù)采用個整數(shù),約79億;其次人有老弱婦孺、高矮胖瘦,就弄個大致人體平均值,約160厘米,60公斤吧。
現(xiàn)在我們來想象一下人口集中起來的樣子。
地球表面約有5.1億平方公里的面積,其中海洋水面約占71%,人口主要集中在約1.49億平方公里的陸地上,這些陸地絕大多數(shù)是山地和沙漠,因此宜居面積其實(shí)很小。我們今天不管這些,只說說將人口集中起來做驚人一跳需要多大面積。
一平方米站立4個人應(yīng)該是沒有問題的,這樣全世界人擠在一起,就需要1975000000平方米的面積,也就是1975平方公里。但問題是要跳起來,4個人擠在一個平方米的范圍恐怕比較難,會磕磕碰碰,難以達(dá)成一致的跳躍。
每平方米站兩個人,跳躍時相互影響的概率就小多了。這樣面積就需要增加一倍,需要3950平方公里,也就是直徑約71公里的一個圓圈。北京市總面積為16410平方公里,全世界所有人集中站在一起只需要北京市總面積約四分之一就夠了。
這樣看來,全世界人口集中起來并沒有多少,4個人一平方米,只占全球面積的約26萬分之一;2個人一平方米則占全球面積約13萬分之一。
用足球比喻地球,那么這個站人的面積在足球上占據(jù)多大位置呢?
一個比賽用足球的表面積為1520.2平方厘米,按照地球上人口集中所占面積與地球表面積的比例,一平方米站4人或站兩人,在足球上同比例縮小的面積約為0.0058~0.012平方厘米,也就是直徑在0.6毫米左右的一個圓點(diǎn),只有四分之一粒芝麻那么大,與一個稍大點(diǎn)的灰塵差不多,眼睛很好的人才能勉強(qiáng)看到這個圓點(diǎn)。
我們想想就知道了,這?;覊m彈起半?;覊m這么高,然后掉落在這個足球上,足球能被推動嗎?答案似乎是否定的。
現(xiàn)在我們來按人類總重量計(jì)算跳一下的影響:
79億人口每人按60公斤計(jì)算,總重量為4.74億噸。地球總質(zhì)量約為60萬億億噸,因此全球總?cè)丝谥亓恐皇堑厍蛸|(zhì)量約127億分之一。這樣如果地球縮小成一個60公斤的人體,總?cè)丝谥亓吭谌梭w上就只有4.7微克,也就是0.0000047克。
這大概和一只螨蟲的重量差不多,而螨蟲是人眼基本無法分辨的,廣泛寄生于人體皮膚和各種空間。人臉上隨時都有成百上千個螨蟲在活動,這些螨蟲其中一只跳一下,你會有感覺嗎?
那么再來求一下全球人1~2~3跳起來,跳得很整齊(實(shí)際是做不到的),能做多少功呢?人跳躍克服重力做功的公式為:W=mgh。這里的W代表所做的功,單位為焦耳(J);m為做功的物體質(zhì)量,單位為千克(kg);g為地球重力常數(shù),約為9.8N/kg;h為跳起的高度,單位為米(m)。
根據(jù)這個公式,每個人跳起0.5米高度的能量約需294J,全球79億人口同時躍起0.5米所做的功為2.3226萬億J,每噸TNT炸藥能量約為4184000000J,全球人同時跳起0.5米的能量就相當(dāng)于555噸TNT當(dāng)量。
555噸炸藥爆炸看起來也是一個很了不起的能量,但這點(diǎn)能量要撼動地球,實(shí)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如一只螞蟻撼動一顆大樹的力。前蘇聯(lián)曾經(jīng)試爆人類史上最大氫彈“大伊萬炸彈”,爆炸當(dāng)量達(dá)到5000萬噸TNT,地表很震撼,但地球沒有被撼動半分。
而且,人類1~2~3起跳與炸藥爆炸不同,跳起來一蹬,似乎給了地球一個反作用力,但很快落下,地球與人類之間相互吸引的引力又抵消了剛才那一蹬,與起跳的能量中和了。
結(jié)論:人類集中在一起同時起跳,企圖蹬動地球的臆想,既做不到,也毫無作用。就更別說偏移地球軌道,毀滅地球了。
這有點(diǎn)像有人想揪著自己頭發(fā)就能上天,或自己雙腳互踏就能騰飛那樣愚蠢。說了這么多,能驚醒某些大俠們的一簾幽夢嗎?歡迎討論點(diǎn)評。
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