mariuscomper.ukEnglish

Gravitație · Pământul real · Cursa modelelor

Tunelul prin Pământ: cât durează căderea prin centrul planetei

Sapă un tunel prin centrul planetei și sari în el. Manualul spune că ieși pe partea cealaltă într-un timp fix — dar socoteala lui presupune că Pământul are aceeași densitate peste tot. Caută-ți orașul, vezi unde iese tunelul tău și pornește cursa: Pământul din manual contra Pământului real.

Caută-ți orașul Sari direct la cursă

Desen: secțiune prin Pământ · calculele: modelul PREM · 12 surse la final

Unde iese tunelul din orașul tău?

Alege un oraș. Pagina îi calculează antipodul — punctul exact opus de pe glob — și spune dacă tunelul tău iese pe uscat sau în ocean. Mai întâi ghicește: nu trișa, uită-te pe hartă abia după.

Antipodul orașului tău e pe uscat sau în ocean?

Tunelul din București iese la 44,43° S, 153,90° V — în ocean. Cel mai apropiat uscat: insulele Chatham, la circa 1.800 km.

Punctul e antipodul reședinței alese, nu al adresei tale. Harta desenată omite insulele mici; verdictul uscat/ocean e calculat pe țărmul detaliat.

Harta antipozilor. Proiecție echirectangulară; țărm: Natural Earth 110m. Verdictele: țărmul 50m.

Doar 13% din uscatul planetei are uscat la antipod — în rest, tunelul iese în ocean. De aceea aproape orice tunel din România iese în Pacificul de Sud.

Ce arată harta
  • Punctul roșu: orașul ales. Punctul albastru: antipodul lui.
  • Harta e toată lumea, întinsă pe un dreptunghi: paralelele și meridianele sunt linii drepte.
  • Insulele mai mici nu apar în desen, dar verdictul ține cont de ele.

Cursa celor două Pământuri

Doi căzători sar în același timp în același tunel. Unul cade printr-un Pământ uniform, ca în manual; celălalt, prin Pământul real, cu miez dens de fier. Fiecare pas de mai jos dă ceasul cursei înainte. Ghicește câștigătorul înainte să pornești.

Cine câștigă cursa?

Alege înainte să pornești cursa. Răspunsul apare la final, cu tot cu timpi.

1 · Cursa celor două Pământuri

Startul: doi căzători, un tunel

Amândoi pornesc de pe loc, de la suprafață. Nimic nu-i frânează: fără aer, fără frecare, fără rotație. Singura diferență e Pământul de sub ei.

2 · Cursa celor două Pământuri

Mijlocul: viteza maximă

La centru, fiecare atinge viteza maximă — 9,9 kilometri pe secundă cel prin Pământul real, 7,9 cel prin manual — apoi începe să încetinească spre ieșire.

3 · Cursa celor două Pământuri

Finalul: câștigătorul

Unul dintre ei iese primul. Verifică diferența în tabelul de mai jos, calculat din modelul PREM.

Timpii cursei

ModelulTimpulViteza maximă
Pământul uniform (manualul)??
Pământul real (PREM)??

Cădere liberă ideală prin tunelul-diametru, fără aer, fără frecare, fără rotație.

?

De ce câștigă Pământul real?

În Pământul uniform, gravitația scade liniar spre centru. În Pământul real, masa densă din interior trage tare tot drumul prin manta — gravitația urcă până la 10,69 m/s², cu 8,8% peste valoarea de la suprafață — așa că al doilea căzător accelerează mai devreme și nu mai poate fi prins. (La centru, gravitația e zero în ambele modele — de aceea viteza e maximă acolo.)

Curbele de viteză

048
Viteza fiecărui căzător, secundă cu secundă. Punctul arată ceasul cursei.

Tunelul drept dintre două orașe

Nu orice tunel trece prin centru. Alege două orașe și pagina sapă coarda dintre ele — tunelul drept, prin interior — și spune cât durează căderea. În manual, orice coardă durează la fel; în Pământul real, nu.

Coarda București–Sydney: 11.855 km de tunel, adâncimea maximă 4.035 km, căderea durează 38:49. În manual ar dura 42:10.

Timpul de cădere pentru Pământul real se obține prin interpolare din tabelul PREM, în funcție de unghiul la centru (eroare sub 0,3 s). Lungimea și adâncimea se calculează exact pentru o sferă cu raza de 6.371 km.

București–Sydney

Câteva coarde

TraseulLungimeaAdâncimeaTimpul (PREM)
București–Constanța203 km1 km42:10
București–Viena856 km14 km42:09
București–Londra2.082 km86 km42:04
București–New York7.199 km1.114 km41:05
București–Beijing6.704 km953 km41:13
București–Sydney11.855 km4.035 km38:49
Madrid–Wellington12.741 km6.291 km38:11
București–Wellington12.485 km5.099 km38:22

Cu cât coarda e mai lungă, cu atât timpul se apropie de cel al diametrului.

București–Wellington, cea mai lungă coardă din București, durează 38:22 — aproape cât diametrul real.

Madrid și Wellington sunt aproape antipodale: antipodul Madridului cade pe uscat, în Noua Zeelandă, la 160 km de Wellington — de aceea coarda lor durează aproape cât diametrul.

De ce nu sapă nimeni tunelul

Trei ziduri fizice stau între noi și tunel: rotația, temperatura și presiunea. Pentru fiecare avem numărul calculat.

Planeta se învârte

Tunelul nostru stă pe loc doar pe hârtie. În realitate, inerția de rotație abate căzătorul spre peretele tunelului drept; o analiză dedicată arată că doar un tunel cu o formă specială ar face posibilă o călătorie fără greutate. Doar un tunel de la pol la pol ar scăpa de abatere.

Isermann 2019

Căldura care topește fierul

Punctul de topire estimat al fierului pur, extrapolat la hotarul cu miezul interior: 6.230 ± 500 K.

Anzellini ș.a. 2013

Milioane de atmosfere

Presiunea la centru, calculată din modelul PREM, ajunge la 364,1 GPa — de circa 3,6 milioane de ori presiunea aerului de la suprafață.

calculul paginii, din PREM

Cât de adânc am ajuns, de fapt

Cel mai adânc foraj vertical din istorie, Kola SG-3, s-a oprit la 12.262 m, în rocă de circa 180 °C — de aproape două ori mai caldă decât se așteptau inginerii. Diametrul Pământului e de circa 1.040 de ori mai mare decât gaura Kola.

Scientific American 2020

Scară: gaura Kola (12.262 m) lângă diametrul Pământului (12.742 km).

Cât ai reținut din tunel?

Șase întrebări din pagină. Răspunsurile sunt mai sus, cu surse cu tot.

1 Cât durează căderea prin centru în Pământul real?

2 Cine câștigă cursa celor două Pământuri?

3 Unde iese tunelul săpat din București?

4 Cât durează o coardă scurtă, de pildă București–Constanța?

5 Ce adâncime a atins forajul Kola?

6 Ce ignoră calculul timpilor?

Metoda, pe scurt

Cazul ideal: cădere liberă fără aer, fără frecare și fără rotație, printr-un tunel vidat, într-un Pământ sferic cu raza de 6.371 km. Orice frecare — inclusiv aerul — fură din energie, așa că ieșirea din partea cealaltă nu mai e atinsă.

Pământul real e redat prin modelul PREM (Dziewonski și Anderson 1981), un model unidimensional al planetei: densitatea pe adâncime vine din tabelul prem.nd (ObsPy), iar gravitația, vitezele și presiunea sunt integrate numeric din el. Pământul uniform folosește aceeași masă totală și aceeași rază, cu mișcare armonică simplă — de aceea dă 42 de minute și 10 secunde, nu 42:12 ca în Klotz, a cărui valoare corespunde convenției g = 9,81.

Coardele sunt integrate în PREM pentru fiecare unghi la centru din grad în grad; pagina interpolează liniar între ele (eroare maximă verificată: sub 0,3 s). Antipozii sunt formula exactă; verdictul uscat/ocean și distanțele folosesc țărmul Natural Earth 50m, iar harta desenată, țărmul 110m.

Timpii se rotunjesc la secundă, vitezele la km/h întregi, distanțele la kilometru. Coordonatele orașelor românești sunt reședințe (gazetierul seats, din Wikidata și GeoNames); cele 12 orașe ale lumii sunt verificate prin Nominatim la 3 octombrie 2026.

Ce nu face pagina: traiectorii curbe de timp minim (brahistocrone), tuneluri cu aer, efectul Lunii sau al Soarelui. Istoria întrebării și călătoria pas cu pas prin straturi sunt la capitolul vecin.

Surse

Capitolul vecin, cu călătoria pas cu pas prin straturi: fall-through-the-earth.

Toate legăturile au fost verificate la publicare.

Întrebări și răspunsuri

Cât durează căderea prin centrul Pământului?

În Pământul real, 38 de minute și 11 secunde; în Pământul uniform din manual, 42 de minute și 10 secunde. Ambele presupun cădere liberă ideală: fără aer, fără frecare, fără rotație.

De ce câștigă Pământul real?

Masa densă din interior trage tare tot drumul prin manta, așa că al doilea căzător accelerează mai devreme. În cifre: gravitația urcă până la 10,69 m/s² în Pământul real, în loc să scadă liniar spre zero ca în manual.

Unde ies dacă sap din București?

În Pacificul de Sud, la 44,43° S, 153,90° V — la circa 1.800 km de insulele Chatham, cel mai apropiat uscat. Aproape orice tunel din România iese în ocean.

Orice tunel drept durează la fel?

Doar în manual. În Pământul real, coardele scurte durează aproape cât diametrul uniform (42 de minute și 10 secunde), iar cele lungi coboară spre 38 de minute și 11 secunde.

De ce nu se poate săpa tunelul?

Trei ziduri: rotația te lipește de perete, punctul de topire estimat al fierului pur, extrapolat la miez, e 6.230 ± 500 K, iar presiunea la centru e de circa 3,6 milioane de atmosfere. Cel mai adânc foraj vertical, Kola, s-a oprit la 12.262 m.

Ce presupuneri ascunde calculul?

Tunel vidat, fără frecare, Pământ sferic care nu se rotește. Aerul singur ar opri căderea cu mult înainte de centru — de aceea timpii sunt un experiment ideal, nu un proiect.