Ako cestovať kamkoľvek na Zemi za 45 minút? Vysvetlenie fyziky gravitácie a „gravity trains“

Predstavte si svet, kde sa môžete dostať na akékoľvek miesto na Zemi len za 45 minút. Znie to ako sci-fi, ale astrofyzik Neil deGrasse Tyson a jeho spolupracovník Chuck Nice v poslednom videu na kanáli StarTalk diskutovali o fascinujúcej fyzike, ktorá stojí za konceptom tzv. „gravity trains“. Čo by sa stalo, keby sme vytvorili dieru cez planétu a ako by to mohlo vyriešiť globálne problémy s dopravou? Poďme sa na to pozrieť bližšie.

Kľúčové poznatky

• Rýchlosť cestovania: Prechod cez diera vedúca cez Zem by trval približne 45 minút jednosmerne.
• Gravitačné vlaky: Hypotéza založená na využití gravitácie pre pohon v tuneloch, ktoré prechádzajú Zemou alebo medzi dvoma bodmi na jej povrchu.
• Fyzika gravitácie: Základy tohto konceptu sú založené na gravitačnej sile Zeme a matematických výpočtoch pomocou kalkulu.

Od švajčiarskeho syra k gravitačnému vlaku

Neil deGrasse Tyson sa zamýšľa nad možnosťou Zeme premenenej na niečo, čo pripomína švajčiarsky syr – samozrejme len s dierami, cez ktoré by gravitácia ťahala ľudí alebo objekty z jednej strany na druhú. Hoci je to myšlienka na prvý pohľad absurdná, prináša zaujímavé poznatky o fyzike.

V prípade, že by sme prekopali dieru cez stred Zeme, cesta skutočne trvá rovnako dlho ako oblet Zeme na nízkej obežnej dráhe – približne 90 minút na celú cestu tam a späť. To je rovnaké ako čas potrebný pre objekt na obežnej dráhe Zeme.

Tajomstvá gravitácie a gravitácia vlakov

Koncept gravitačných vlakov vychádza z porozumenia gravitačného ťahu. Ak by sme kopali tunel medzi dvoma ľubovoľnými bodmi na povrchu Zeme, naša cesta by systém prirodzene poháňal svojou vlastnou gravitáciou. Bez ohľadu na dĺžku tunela, cesta by trvala približne 90 minút tam a späť, teda 45 minút jedným smerom.

Táto úžasná symetria vyplýva z rovnováhy gravitačného zrýchlenia smerom do centra Zeme a potrebného spomalenia, keď sa blížime k výstupnému bodu.

Visuté autá vs. tunely

Jedným zo zaujímavých bodov diskusie bolo porovnanie medzi visutými autami a gravitačnými vlakmi. Kým visuté autá by teoreticky riešili otázky povrchovej premávky zvýšením pohybu do tretieho rozmeru, gravitačné vlaky by to robili jednoduchšie a menej hlučne. Zásadnejšie je, že v prípade poruchy „vlaku“ by ste sa jednoducho zastavili – žiadna hrozba pádu z veľkej výšky.

Výzva pre budúcnosť

Hoci gravitačné vlaky sú momentálne len v teoretickej rovine, umožňujú nám premýšľať o inovatívnych spôsoboch prekonávania veľkých vzdialeností s minimálnou energetickou spotrebou. V skutočnosti ide o fascinujúci príklad toho, ako nám fyzika môže ponúknuť netradičné riešenia známym problémom.

Odkazy na ďalšie zdroje

• Viac o knihe Neila deGrasse Tysona "To Infinity and Beyond: A Journey of Cosmic Discovery" nájdete na Amazone.

Zamyslite sa nad tým, aké následky a možnosti by mal rozvoj takýchto technologických riešení v bežnom živote, a nezabudnite, vždy sa snažme ísť za hranice našej predstavivosti. Pretože veda a technológia sú tu na to, aby naše sny realitu premenili.

Približne 36 gCO₂ bolo uvľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.18 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.