Райский мир внутри планеты: что говорят учёные о теории полой Земли
В 1864 году Жюль Верн опубликовал свой роман «Путешествие к центру Земли». Но даже при жизни Верна идея о полой Земле была уже не нова: она восходит к Средним векам. Однако именно с его произведения многие стали верить в возможность существования «скрытого мира» под земной корой. Разберёмся, действительно ли этот подземный мир может существовать и что было бы, если бы Земля на самом деле была полой.
Идея о полой Земле
Всё началось в эпоху Просвещения, когда наука только начинала познавать геофизику. В 1692 году известный английский астроном Эдмунд Галлей, чьим именем названа знаменитая комета, столкнулся с научной загадкой: показания магнитного компаса в разных точках Земли отклонялись необъяснимым образом. Чтобы найти этому объяснение, он выдвинул смелую гипотезу: Земля — это полая оболочка толщиной около 800 км, внутри которой находятся ещё две концентрические сферы и твёрдое ядро, причём каждая из оболочек разделена атмосферой.
Гипотеза Галлея была ошибочной, но это была добросовестная научная попытка объяснить реальные данные. По мере развития науки гипотеза Галлея стала рушиться. Эксперименты, такие как измерение гравитационного притяжения горы Шихаллион в Шотландии, а затем и точные расчёты Генри Кавендиша в 1798 году, позволили определить среднюю плотность Земли. Оказалось, что она вдвое выше плотности пород на поверхности, что прямо указывало на наличие сверхплотного ядра.
Схемы строения полой Земли согласно Галлею и Эйлеру
Наука отвергла идею «полой Земли», но она нашла новую жизнь в культуре. Эксцентричные личности вроде ветерана войны Джона Кливса Симмса — младшего продвигали теорию о гигантских отверстиях на полюсах, ведущих во внутренний мир. Эта концепция вдохновила Эдгара Аллана По и, конечно же, Жюля Верна, чей роман «Путешествие к центру Земли» 1864 года навсегда закрепил образ полой планеты в массовом сознании. Увы, наука не оставляет этой смелой идее никакого шанса на существование.
Гравитация: парадокс плавающей пылинки
Самое распространённое заблуждение гласит: если бы вы оказались на внутренней поверхности полой Земли, вас бы притягивало к ней так же, как и на внешней. Кажется логичным, что «низ» всегда будет в стороне ближайшей массивной поверхности.
Однако физика говорит о другом. Согласно теореме Ньютона о сферической оболочке, внутри сферически симметричной оболочки, её гравитационное воздействие равно нулю в любой точке, независимо от вашего положения.
Карта Земли из научно-фантастического романа Уильяма Р. Брэдшоу «Богиня Атватабара» 1892 года
Оказавшись внутри полой Земли, вы бы не стояли на поверхности, а находились в состоянии полной невесомости. Часть оболочки «над» вами притягивала бы вас ровно с той же силой, что и часть «под» вами. Все силы, действующие на вас со стороны стенок планеты, идеально скомпенсировали бы друг друга. Вы бы просто парили в пустоте, словно космонавт на орбите. При этом гравитацию от других небесных тел, таких как Луна и Солнце, вы бы по-прежнему ощущали.
Атмосфера: смертельная ловушка
Есть нестыковки и с представлениями о том, что в полой Земле была бы пригодная для дыхания атмосфера, равномерно заполняющая всё пространство.
Именно гравитация удерживает воздух у поверхности планеты, создавая так называемый градиент давления: чем ниже, тем плотнее воздух и выше давление. Внутри полой сферы, где нет суммарной гравитации от оболочки, ничто не заставило бы газ прижиматься к «внутренней земле».
Вместо этого молекулы газа начали бы притягиваться друг к другу под действием своей собственной, пусть и крошечной, гравитации. Со временем весь воздух собрался бы в центре полости — единственной точке с нулевой гравитацией — сформировав гигантский, сверхплотный и раскалённый газовый шар. А у «поверхности», где вы могли бы находиться, остался бы вакуум. Дышать там было бы нечем.
Если бы, как предполагали некоторые теоретики, на полюсах существовали отверстия, соединяющие внутренний мир с внешней атмосферой, ситуация стала бы ещё катастрофичнее. Расчёты показывают, что из-за разницы в гравитационном потенциале давление воздуха внутри полости было бы в 387 тысяч раз выше, чем на внешней поверхности. Это привело бы к ураганному потоку воздуха, который бы мигом разрушил такие отверстия и выровнял бы давление снаружи и изнутри.
«Внутреннее солнце»: саморазрушительная идея
В некоторых версиях мифа в центре полости сияет маленькое солнце, дающее свет и тепло. Но его существование физически невозможно и привело бы к немедленной катастрофе.
Чтобы объект мог светить как звезда, он должен обладать колоссальной массой — как минимум в 75 раз больше массы Юпитера. Такая масса необходима для создания в ядре гравитационного давления и температуры, достаточных для запуска термоядерных реакций.
Если бы в центре полой Земли появился объект с такой огромной массой, его гравитация стала бы доминирующей силой. Согласно всё той же теореме Ньютона, это центральное солнце начало бы с огромной силой притягивать к себе оболочку Земли, в то время как сама оболочка не оказывала бы на него никакого гравитационного влияния. В итоге полая сфера не смогла бы существовать и просто рухнула бы на это внутреннее светило, превратив всё в единый сплошной объект.
Может ли образоваться «полая» планета?
Этот мысленный эксперимент рушится с самого начала, если задать вопрос: а как такая планета могла бы образоваться?
Планеты формируются в протопланетных дисках из газа и пыли в результате процесса, называемого аккрецией. Гравитация постепенно стягивает вещество к центру масс, слипая его в единое целое. Этот процесс по своей природе ведёт к созданию сплошных, а не полых сфер.
Реальное строение Земли
Даже если предположить, что полая планета как-то сформировалась, она бы не просуществовала долго. Обычное вещество, из которого состоят планеты, недостаточно прочное, чтобы выдержать собственное гравитационное сжатие. Оболочка просто сколлапсировала бы под собственным весом, стремясь к наиболее энергетически выгодной форме — сплошному шару. Неслучайно в научной фантастике для создания полых миров авторам приходится придумывать вымышленные сверхпрочные материалы вроде «адамантия» или «унобтаниума», тем самым признавая невозможность этого в реальности.
В итоге
Мысленный эксперимент с полой Землёй — прекрасный пример того, как наука помогает отличить правдоподобный вымысел от реальности. Он наглядно показывает, что мир не мог бы существовать в таком виде из-за фундаментальных законов физики.
Существуют неопровержимые доказательства того, что Земля сплошная. Анализ сейсмических волн от землетрясений позволил составить подробную карту её недр. Достоверно известно, что внутри находятся твёрдая кора, вязкая мантия, жидкое внешнее и твёрдое внутреннее ядро. Несмотря на то, что идея «полой Земли» провалилась, земная твердь скрывает ещё множество тайн, ведь даже самая глубокая скважина в мире — Кольская сверхглубокая — позволила углубиться лишь на 30% в материковую кору, за которой следует гораздо большая по размерам мантия.
Что такое геофизические аномалии и как они помогают заглянуть в глубь Земли