Fizik biliminde kinematik konusunun en eğlenceli sorularından bir tanesi Dünya’nın içinde ki tünel sorusudur. Soruya göre “Dünya’nın içinden tam karşı tarafa geçecek şekilde bir tünel olsa karşıdan çıkabilir miyiz?”

Imacon Color Scanner

Soru temel olarak Isaac Newton’un evrensel kütle ekim yasasına dair bir sorudur ve kolay görünmesine rağmen aslında çözülebilecek kadar da kolay bir soru. Farz edelim ki şu an bulunduğunuz yerden Dünya’nın tam ortasından geçecek bir şekilde bir tünel kazdık. Tünel boyunca karşılaşmanız gereken yüksek yoğunluklarda ki metal çekirdek ve sıcak magma kayalarının da zarar görmemeniz için ortadan kaldırdık. Atayacağınız tünel yaklaşık olarak 12.700 kilometre uzunluğunda. Eski hesaplara göre tünele atladığınız, aşağı doğru olan yer çekimi sayesinde düşmeye başlarsınız ve belirli bir miktar hızlandıktan sonra havanın sürtünmesi yüzünden limit hızınıza ulaşırsınız. Bir kez Dünya’nın merkezini geçtikten sonra bu seferde yer çekimi size ters yönde etki etmeye başlayacağından giderek yavaşlarsınız ve sahip olduğunuz momentum ile belirli bir miktar daha ilerleyebilirsiniz. Belki de tünelden çıkma şansınız vardır?

hole-through-earth

Aslında işler bu şekilde olsa da sonuçlar bu şekilde değil. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Alex Koltz bu tip basit çözümlerden sıkıldığı için bu konu üzerine Haziran 2016’da bir çalışma yaptı ve Klotz’a göre “İnsanlar yüzlerce varsayımı görmeyip sadece kütle çekim üzerinden bunu çözmeye çalışıyorlar, bu gerçekten aptalca!” Koltz’a göre eğer tünelin duvarlarına rayların bağlı olduğu bir araçla aşağı doğru düşmeye başlarsanız  tüm varsayımlar ve üzerinize etki edecek kuvvetler dahil olacaklar şunlar;

Eğer ki bu tünele atlarsanız, hava sürtünmesi hızınızı sabitleyeceğinden Dünya’nın merkezine ulaşmanız yaklaşık 1.8 yıl sürecektir. Aslında oraya da varamayacaksınız, bunun sebebi Dünya’nın merkezine doğru tüm havanın daha fazla sıkışarak yüksek basınç altında gazdan daha katı bir hale gelecektir. Bu nedenle gazı katmanını geçemeyeceksiniz bile.

Havayı kaldırırsak eğer 19 dakika içinde Dünya’nın merkezine varabilirsiniz. Bir kez merkezi geçtikten sonra aracın duvar ile arasında ki sürtünme yüzünden enerji kaybı devreye girecektir. Enerji kaybı yüzünden tünelin ucuna ulaşamazsınız ve tekrar Dünya’nın merkezine düşmeye

başlarsınız. Merkezi yine geçerseniz aynı şeyler olacak ve tıpkı bir yay gibi merkeze odaklı bir şekilde bir ileri bir geri salınım yapmaya başlarsınız. Belirli bir süre sonra duvar ile aranızdaki sürtünme yüzünden salınım aralığımız azalır ve Dünya’nın merkezinde durursunuz.

Kaynak; 1, 2