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如果地球和太阳一样大 , 那就不仅仅是有生之年能不能走遍“地球”那么简单 , 还涉及到能不能走的问题 , 下面我们一起来研究一下 。
一、地球有多大
地球是我们赖以生存的家园 , 它是一个既不发光也不透明 , 且大致呈赤道略鼓、两极稍扁十分不规则的旋转“三轴椭球体” , 赤道长半径为6378.2千米、极半径(短半径)为6356.8千米 , 平均半径约为6371千米 , 根据地球的这个平均半径并结合圆周长公式C=πd=2πr和球体面积公式S=4πR^2可求出地球的(赤道)周长和表面积分别为40009.88千米和509805891平方公里 。
二、太阳有多大
太阳是距离地球最近的恒星 , 它是太阳系的中心天体 , 集中了太阳系内约99%的质量 , 而在组成太阳的各类物质中 , 仅氢和氦就分别占了约75%和23% , 其余的2%主要包括了氧、碳、氖、铁和一些其他的重元素 。
尽管从地球上看 , 太阳有时候还没有月亮大 , 但由于日地距离约为1.5亿公里 , 实际上太阳是是非常巨大的 , 其直径约为139.2万千米 , 我们同样可以根据这一数值计算出太阳的周长和表面积分别为4370880千米和6.08426E+12 , 而通过对比不难算出太阳的周长和表面积分别是地球的110倍和12000 。
了解清楚了变大后的地球的相关数据 , 下面我们先来做几道纯粹的数学题 , 看看在这个“超级地球”走一圈到底要多久 。
1、“11路车”走一圈要多久?
按照成年人步行速度约为1米/秒计算 , 走完4370880千米共需要43.7088亿秒 , 也就是138.6年 , 很显然这基本上已经超出了人类的寿命极值 , 单靠步行是完成不了这项“环球之旅”的 。
2、开车走一圈要多久?
目前高速公路最高限速120千米/小时 , 国道、省道均有不同的限速 , 综合来看取均值80千米/小时 , 也就是说开车在“超级地球”上环绕一圈要连续行驶54636小时 ,
要足足开6.24年 , 撇开这个行驶时间不说 , 就拿这个行驶距离来说就足足超出小汽车60万公里报废值的7.28倍 , 因此开一台车是不够的 , 中途至少要换8台新车 。
3、坐飞机绕一圈要多久?
我们都知道 , 客机飞行高度一般在6000米至12600米之间 , 远距离飞行取平流层底平均10千米的高度 , 周长约为4370911.4(较地面增加31.4千米 , ) , 按照客机飞行速度为每小时800千米计算 , 需要连续飞行5464小时(约8个月) , 考虑到加油和检修的时间 , 总体上来看需要整整1年 。
综上所述 , 距离、速度、时间三者的关系是 , 距离一定 , 时间和速度成反比 , 即速度越快用时最短 , 因此只要科学技术足够发达 , 无论地球变得多大单从纯数学计算角度都可以实现环球之旅 , 前提是这个足够大的“地球”能适宜人类生存 。
那么问题来了 , 如果地球变成太阳那么大 , 人类真的能站得住脚吗?这里就有两个假设 , 一是质量没变体积增大 , 二是质量和体积都在增大 , 下面我们来进一步分析一下这两种状态下能不能适应人类生存 。
1、地球质量没变体积增大
现已知地球的质量为5.965×10^24千克 , 而根据太阳的半径可求出体积为1.41155E+18立方千米 , 根据密度公式p= m/v , 可求得这个变大后的地球平均密度为0.004226千克/立方米 , 也就是说密度相当于没有变化前的约130万分之一 , 几乎相当于空气密度的3.3‰ , 很显然这样的地球是不存在的 , 人连“飘”的机会都没有 。
2、质量和体积都增大
地球的平均密度保持不变 , 且仍然属于一颗岩石星球 , 这将意味着地球的质量要比原来大130万倍 , 且根据g=MG/R2可计算出这个“超级地球”的重力加速度为1067.3m/s2 , 这是什么概念呢?
a、重力加速度是原来的约109倍 , 也就是说平均100斤的人将变成10900斤 , 自己都可以把自己压扁;
b、地球核心受到的压力增大 , 高温高压作用下很可能诱发地球内部的核聚变 , 使地球这颗“超级行星”升格为恒星 , 这时候的人早已灰飞烟灭了 。
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